本發(fā)明涉及紡絲車間空調技術領域，尤其涉及一種紡絲空調系統(tǒng)及其調控方法。

背景技術：

在紡織行業(yè)的紡織車間，為了滿足生產(chǎn)工藝要求，需要把車間的溫度和相對濕度控制在允許的范圍之內(nèi)。紡織空調在紡織生產(chǎn)過程中起著重要的作用。目前，我國紡織企業(yè)所使用的空調形式眾多，仍采用人工控制，但總的要求和功能是一致的，既要能使車間的溫濕度保持在所要求的范圍內(nèi)，又要使車間的飛花和塵埃含量控制在允許限度內(nèi)，同時要保持足夠的新鮮空氣補入車間以利于操作人員的身體健康。紡織廠是高能耗的企業(yè)，而紡織空調用電約占全廠用電的15％～25％，是用電量較大的一塊。

車間空調參數(shù)的設定與能源消耗是密切聯(lián)系在一起的，但是空氣條件的指標在很大程度上取決于操作人員的經(jīng)驗和責任心。據(jù)統(tǒng)計，夏季紡織廠車間溫度每降低1℃，就需多耗冷量約10％，冬季紡織廠車間溫度每提高1℃，也將消耗很大的熱能。例如布機車間，在冬季車間溫濕度考核指標將溫度下限定在24℃，僅靠車間的散熱量和車間的回風，車間溫度能維持在22℃，空調工為了溫濕度正表率也就被迫開光管加熱器進行加熱調整，但光管加熱器對空氣的處理是升溫降濕過程，所以需要增加蒸噴進行等焓加濕，結果為了指標溫度提高2℃，浪費了大量的熱能。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題就在于：針對現(xiàn)有技術存在的技術問題，本發(fā)明提供一種紡絲空調系統(tǒng)及其調控方法，利用自然能源，降低了蒸汽及冷凍水的消耗，并降低了電力能源的消耗。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案為：

一種紡絲空調系統(tǒng)，包括調節(jié)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)，所述空調系統(tǒng)根據(jù)功能分為排風段、新風段、回風段、過濾段、表冷降溫段、蒸汽加熱段、送風段、噴淋室以及連接管道；

所述調節(jié)系統(tǒng)包括設于排風段的排風調節(jié)窗，設于新風段的新風調節(jié)窗，設于回風段的回風調節(jié)窗及回風機，設于過濾段的空氣過濾器，設于表冷降溫段的冷凝泵及降溫調節(jié)閥，設于蒸汽加熱段的加熱調節(jié)閥，設于送風段的送風機，設于噴淋室的噴淋水泵；

所述檢測系統(tǒng)包括設于表冷降溫段的冷凍水溫度傳感器、冷凍進水壓力傳感器，設于蒸汽加熱段的加熱蒸汽壓力傳感器，設于噴淋室的噴淋水溫度傳感器、噴淋水壓力傳感器，設于回風段的回風溫濕度傳感器，設于新風段的室外溫濕度傳感器，設于回風段的室內(nèi)溫濕度傳感器；

所述控制系統(tǒng)包括中央控制器單元、HMI操作單元、監(jiān)控單元，所述中央控制器單元根據(jù)監(jiān)控單元的數(shù)據(jù)控制調節(jié)系統(tǒng)各部件，工人通過所述HMI操作單元進行檢測和控制，所述監(jiān)控操作單元用于監(jiān)測檢測系統(tǒng)。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述冷凝泵、噴淋水泵通過水泵變頻器與中央控制器單元相連。

所述回風機、送風機通過風機變頻器與中央控制器單元相連。

所述噴淋室設有擋水板。

一種上述紡絲空調系統(tǒng)的調控方法，所述中央控制器單元運用焓值的基本計算公式，分別計算紡絲間室外及室內(nèi)的焓值，并比較計算結果；當室外焓值大于室內(nèi)焓值時，室外空氣不能作為潔凈能源使用，關閉排風調節(jié)窗和新風調節(jié)窗，回風調節(jié)窗全開，中央控制器單元控制表冷降溫段、蒸汽加熱段調節(jié)空氣；當室外焓值小于室內(nèi)焓值時，將室外空氣作為潔凈能源使用，中央控制器單元根據(jù)設定值先對排風調節(jié)窗、新風調節(jié)窗、回風調節(jié)窗進行實時控制，再結合調控表冷降溫段、蒸汽加熱段。

空氣中的焓值是指空氣中含有的總熱量，通常以干空氣的單位質量為基準，稱作比焓。簡稱為焓，是指一千克干空氣的焓和與它相對應的水蒸氣的焓的總和。焓值是溫度和濕度的綜合，是一個能量單位，他表示在單位空氣中溫度和濕度綜合后的能力刻度，在空調行業(yè)，由于主要是對空氣進行加熱、制冷、加濕、除濕處理，所以要綜合計算。在工程上，可以根據(jù)一定質量的空氣在處理過程中比焓的變化，來判定空氣是得到熱量還是失去了熱量?？諝獾谋褥试黾颖硎究諝庵械玫綗崃浚諝獾谋褥蕼p小表示空氣中失去了熱量。

在計算氣流經(jīng)過換熱器的換熱量的時候，氣流一側的換熱量計算通過焓差計算相當簡便：

Q＝M*(Hout-Hin)

式中：Q是換熱量；M是氣流質量流量；H為氣流比焓值。

空氣的焓值是指空氣所含有的總熱量，通常以干空氣的單位質量為基準。

焓用符號：i；單位是：kj/kg干空氣。濕空氣焓值等于1kg干空氣的焓值與dkg水蒸氣焓值之和。濕空氣焓值計算公式為：

i＝1.01t+(2500+1.84t)d＝(1.01+1.84d)t+2500dkj/kg干空氣)

式中：t—空氣溫度℃；

d—空氣的含濕量g/kg干空氣；

1.01—干空氣的平均定壓比熱kj/(kg.K)；

1.84—水蒸氣的平均定壓比熱kj/(kg.K)；

2500—0℃時水的汽化潛熱kj/kg；

由上式可以看出：(1.01+1.84d)t是隨溫度變化的熱量，即“顯熱”；而2500d則是0℃時dkg水的汽化潛熱，它僅隨含濕量而變化，與溫度無關，即是“潛熱”。

上述調控方法中，優(yōu)選地，根據(jù)以下不同的情況對空調系統(tǒng)進行調控：

1)夏季：當紡絲間室內(nèi)溫度低于設定溫度時，冷凝泵停止運行，中央控制器單元控制增大排風調節(jié)窗、新風調節(jié)窗的開度，減小回風調節(jié)窗的開度，使室內(nèi)溫度升到設定溫度；當紡絲間室內(nèi)溫度高于設定溫度時，控制排風調節(jié)窗和新風調節(jié)窗開度最小，將回風調節(jié)窗的開度最大，打開降溫調節(jié)閥，開啟冷凝泵，通過噴淋室的噴淋降溫，直到室內(nèi)溫度達到設定溫度；

對于紡絲間濕度的控制，當紡絲間濕度小于設定值時，調節(jié)排風調節(jié)窗、新風調節(jié)窗和回風調節(jié)窗的開度，增大其中含濕量大的風量，增大噴淋水泵的頻率，增大送風機的頻率；當室內(nèi)濕度高于設定值時，調節(jié)排風調節(jié)窗、新風調節(jié)窗和回風調節(jié)窗的開度，減小其中含濕量大的風量，減小送風機的頻率；

2)過渡季節(jié)：關閉冷凝泵的冷凍水進水閥門，當室內(nèi)溫度高于設定溫度時，增大排風調節(jié)窗、新風調節(jié)窗的開度，減小回風調節(jié)窗的開度，直到室內(nèi)溫度達到設定溫度；如果排風調節(jié)窗、新風調節(jié)窗的開度最大，回風調節(jié)窗的開度最小時，室內(nèi)溫度仍高于設定溫度，增大噴淋水泵和冷凝泵的頻率，增大送風機的頻率，直到室內(nèi)溫度達到設定溫度；當紡絲間室內(nèi)溫度低于設定溫度時，減小排風調節(jié)窗、新風調節(jié)窗的開度，增大回風調節(jié)窗的開度，直到室內(nèi)溫度達到設定溫度；如果排風調節(jié)窗、新風調節(jié)窗的開度最小，回風調節(jié)窗的開度最大時，室內(nèi)溫度仍低于設定溫度，減小噴淋水泵和冷凝泵的頻率，直到室內(nèi)溫度達到設定溫度；

對于紡絲間濕度的控制，當紡絲間濕度小于設定值時，調節(jié)排風調節(jié)窗、新風調節(jié)窗和回風調節(jié)窗的開度，增大其中含濕量大的風量，增大噴淋水泵的頻率，增大送風機的頻率；當室內(nèi)濕度高于設定值時，調節(jié)排風調節(jié)窗、新風調節(jié)窗和回風調節(jié)窗的開度，減小其中含濕量大的風量，減小送風機的頻率；

3)冬季：關閉冷凝泵，當室內(nèi)溫度高于設定值時，增大排風調節(jié)窗、新風調節(jié)窗的開度，減小回風調節(jié)窗的開度，直到室內(nèi)溫度到達設定溫度；當室內(nèi)溫度低于設定值時，減小排風調節(jié)窗、新風調節(jié)窗的開度，增大回風調節(jié)窗的開度，直到室內(nèi)溫度到達設定溫度；如果排風調節(jié)窗、新風調節(jié)窗的開度最小，回風調節(jié)窗的開度最大時，室內(nèi)溫度仍低于設定溫度，打開加熱調節(jié)閥，直到室內(nèi)溫度達到設定溫度；

對于紡絲間濕度的控制，當紡絲間濕度小于設定值時，調節(jié)排風調節(jié)窗、新風調節(jié)窗和回風調節(jié)窗的開度，增大其中含濕量大的風量，增大噴淋水泵的頻率，增大送風機的頻率；當室內(nèi)濕度高于設定值時，調節(jié)排風調節(jié)窗、新風調節(jié)窗和回風調節(jié)窗的開度，減小其中含濕量大的風量，減小噴淋水泵的頻率，減小送風機的頻率。

露點溫度指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下，冷卻到飽和時的溫度。溫度降至露點時，濕空氣中便有凝結水滴析出。濕空氣的露點不僅與溫度有關，而且與濕空氣中水分含量的多少有關。含水量大的露點高，含水量少的露點低。上述調控方法中，優(yōu)選地，所述中央控制器單元將露點溫度定為紡絲間室內(nèi)調控后要達到的溫度設定值。

上述調控方法中，優(yōu)選地，所述新風調節(jié)窗的開度為X％，則排風調節(jié)窗的開度同為X％，所述X的范圍為1～99。

上述調控方法中，優(yōu)選地，所述回風調節(jié)窗的開度為(100-X)％。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明的紡絲空調系統(tǒng)及其調控方法，根據(jù)空調系統(tǒng)所處的自然環(huán)境結合系統(tǒng)運行的工況進行協(xié)調運行，主要運用三窗聯(lián)動的方法，室外新風被作為此空調系統(tǒng)的主要能源，蒸汽和冷凍水作為此空調系統(tǒng)的備用能源，綜合利用自然能源，降低了蒸汽及冷凍水的消耗。本發(fā)明的紡絲空調系統(tǒng)，送風機和回風機都采用變頻控制，降低了電力能源的消耗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明紡絲空調系統(tǒng)的調控方法的流程示意圖。

圖例說明：

1、排風調節(jié)窗；2、新風調節(jié)窗；3、回風調節(jié)窗；4、回風機；5、空氣過濾器；6、冷凝泵；7、降溫調節(jié)閥；8、擋水板；9、加熱調節(jié)閥；10、送風機；11、噴淋室。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

為了便于描述，在這里可以使用空間相對術語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關系。應當理解的是，空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構造上方”或“在其他器件或構造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構造下方”或“在其他器件或構造之下”。因而，示例性術語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。

如圖1所示，本發(fā)明的紡絲空調系統(tǒng)包括調節(jié)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)，空調系統(tǒng)根據(jù)功能分為排風段、新風段、回風段、過濾段、表冷降溫段、蒸汽加熱段、送風段、噴淋室11以及連接管道。

調節(jié)系統(tǒng)包括設于排風段的排風調節(jié)窗1，設于新風段的新風調節(jié)窗2，設于回風段的回風調節(jié)窗3及回風機4，設于過濾段的空氣過濾器5，設于表冷降溫段的冷凝泵6及降溫調節(jié)閥7，設于蒸汽加熱段的加熱調節(jié)閥9，設于送風段的送風機10，設于噴淋室11的噴淋水泵。噴淋室11的出口處設有擋水板8，用于過濾多余的水分。

檢測系統(tǒng)包括設于表冷降溫段的冷凍水溫度傳感器、冷凍進水壓力傳感器，設于蒸汽加熱段的加熱蒸汽壓力傳感器，設于噴淋室11的噴淋水溫度傳感器、噴淋水壓力傳感器，設于回風段的回風溫濕度傳感器，設于新風段的室外溫濕度傳感器，設于回風段的室內(nèi)溫濕度傳感器。

控制系統(tǒng)包括中央控制器單元、HMI操作單元、監(jiān)控單元，中央控制器單元根據(jù)監(jiān)控單元的數(shù)據(jù)控制調節(jié)系統(tǒng)各部件，工人通過HMI操作單元進行檢測和控制，監(jiān)控操作單元用于監(jiān)測檢測系統(tǒng)。

冷凝泵6、噴淋水泵通過水泵變頻器與中央控制器單元相連?；仫L機4、送風機10通過風機變頻器與中央控制器單元相連。

如圖1所示，本發(fā)明紡絲空調系統(tǒng)的調控方法是對比紡絲間室內(nèi)的焓值和室外焓值，根據(jù)焓值的差值，先采用調節(jié)排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2、回風調節(jié)窗3開度大小的三窗聯(lián)動的原理，再結合冷凍水降溫、蒸汽加熱等方法進行調控?？照{系統(tǒng)可用能源包括自然能源(室外新風)、蒸汽-熱源、冷凍水-冷源，其中自然能源(室外新風)是無損耗能源，但只能作為冷源使用。

中央控制器單元將露點溫度定為調控后要達到的設定溫度值。設定新風調節(jié)窗2的開度為X％，則排風調節(jié)窗1的開度同為X％，回風調節(jié)窗3的開度為(100-X)％，其中X的范圍為1～99。

中央控制器單元運用焓值的基本計算公式，分別計算紡絲間室外及室內(nèi)的焓值，并比較計算結果；當室外焓值大于室內(nèi)焓值時，室外空氣不能作為潔凈能源使用，關閉排風調節(jié)窗1和新風調節(jié)窗2，完全打開回風調節(jié)窗3，中央控制器單元控制表冷降溫段、蒸汽加熱段調節(jié)空氣。當室外焓值小于室內(nèi)焓值時，將室外空氣作為潔凈能源使用，中央控制器單元根據(jù)設定值先對排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2、回風調節(jié)窗3進行實時控制，再結合調控表冷降溫段、蒸汽加熱段。當排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2、回風調節(jié)窗3的開度范圍在5％～95％之間時，無需其他輔助能源即可達到露點溫度。

由于對于紡絲間來說濕度的調節(jié)比溫度調節(jié)重要，并且由于溫度和濕度的耦合關系，所以對溫度和濕度的調節(jié)要相結合進行，在調節(jié)紡絲間濕度時，室內(nèi)溫度會隨著濕度的增加而降溫，隨著濕度的減小而升溫。調控過程中，噴淋水泵主要用于加濕空氣，冷凝泵6主要用于對室內(nèi)空氣進行除濕降溫。

根據(jù)季節(jié)的不同，調控方法有所不同，主要分為以下3種情況：

1)夏季：使用噴淋水泵和冷凝泵6噴淋處理。

對于紡絲間濕度的控制，當紡絲間濕度小于設定值時，先調節(jié)排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2和回風調節(jié)窗3的開度，需要增大其中含濕量大的風量；當X的值不在5～95的范圍內(nèi)時，中央控制器單元再增大噴淋水泵的頻率，并增大送風機10的頻率；當室內(nèi)濕度高于設定值時，調節(jié)排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2和回風調節(jié)窗3的開度，減小其中含濕量大的風量；當X的值不在5～95的范圍內(nèi)時，減小噴淋水泵的頻率，減小送風機10的頻率。

在滿足濕度要求的基礎上，當紡絲間室內(nèi)溫度低于露點溫度時，冷凝泵6停止運行，中央控制器單元控制排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2開度增大，回風調節(jié)窗3的開度減小，使室內(nèi)溫度自然升到露點溫度；當紡絲間室內(nèi)溫度高于露點溫度時，減小排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2的開度至X﹤5，增大回風調節(jié)窗3的開度，打開降溫調節(jié)閥7，開啟冷凝泵6，通過噴淋室11的噴淋降溫，直到室內(nèi)溫度達到設定溫度。

2)春秋過渡季節(jié)：主要參照夏季的調控方法，關閉冷凝泵6的冷凍水進水閥門，即關閉降溫調節(jié)閥7，使用噴淋水泵和冷凝泵6噴淋處理。

對于紡絲間濕度的控制，當紡絲間濕度小于設定值時，先調節(jié)排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2和回風調節(jié)窗3的開度，需要增大其中含濕量大的風量；當X的值不在5～95的范圍內(nèi)時，中央控制器單元再增大噴淋水泵和冷凝泵6的頻率，并增大送風機10的頻率；當室內(nèi)濕度高于設定值時，調節(jié)排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2和回風調節(jié)窗3的開度，減小其中含濕量大的風量；當X的值不在5～95的范圍內(nèi)時，減小噴淋水泵的頻率，減小送風機10的頻率。

在滿足濕度要求的基礎上，當室內(nèi)溫度高于設定溫度時，增大排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2的開度，減小回風調節(jié)窗3的開度，直到室內(nèi)溫度達到露點溫度；如果X達到95以上時，即排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2的開度最大，回風調節(jié)窗3的開度最小時，室內(nèi)溫度仍高于設定溫度時，增大噴淋水泵和冷凝泵6的頻率，增大送風機10的頻率，直到室內(nèi)溫度達到設定溫度；當紡絲間室內(nèi)溫度低于設定溫度時，減小排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2的開度，增大回風調節(jié)窗3的開度，直到室內(nèi)溫度達到設定溫度；如果X達到5以下時，即排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2的開度最小，回風調節(jié)窗3的開度最大時，室內(nèi)溫度仍低于設定溫度，減小噴淋水泵和冷凝泵6的頻率，減小送風機10的頻率，直到室內(nèi)溫度達到設定溫度。在一些地區(qū)，春秋季溫度較低，可以打開加熱調節(jié)閥9，直到室內(nèi)溫度達到設定溫度。

3)冬季：關閉冷凝泵6，使用蒸汽和噴淋水泵處理空氣。

對于紡絲間濕度的控制，當紡絲間濕度小于設定值時，先調節(jié)排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2和回風調節(jié)窗3的開度，需要增大其中含濕量大的風量；當X的值不在5～95的范圍內(nèi)時，中央控制器單元增大噴淋水泵的頻率，增大送風機10的頻率；當室內(nèi)濕度高于設定值時，先調節(jié)排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2和回風調節(jié)窗3的開度，減小其中含濕量大的風量；當X的值不在5～95的范圍內(nèi)時，減小噴淋水泵的頻率，減小送風機10的頻率。

在滿足濕度要求的基礎上，當室內(nèi)溫度低于設定值時，減小排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2的開度，增大回風調節(jié)窗3的開度，直到室內(nèi)溫度到達設定溫度；如果X達到5以下時，即排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2的開度最小，回風調節(jié)窗3的開度最大時，室內(nèi)溫度仍低于設定溫度，打開加熱調節(jié)閥9，通入蒸汽加熱混合空氣，直到室內(nèi)溫度達到設定溫度；當室內(nèi)溫度高于設定值時，增大排風調節(jié)窗1、新風調節(jié)窗2的開度，減小回風調節(jié)窗3的開度，直到室內(nèi)溫度到達設定溫度。

上述只是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發(fā)明技術方案保護的范圍內(nèi)。