恒温恒湿空调系统的优化控制与性能模拟

廉刚黄维新

摘要：恒温恒湿空调是一种进行环境保持的系统，这种系统在各个方面有着非常广泛的应用。卷烟生产企业对恒温恒湿空调系统需求的不断提高，研究恒温恒湿空调系统的优化控制与性能模拟突显出重要意义。本文首先对恒温恒湿空调系统做了概述，分析了恒温恒湿空调系统的优化控制模式，探讨了对空气处理过程的节能优化设计，研究了恒溫恒湿空调系统优化控制与性能模拟的重点。

关键词：恒温恒湿；空调系统；优化控制；性能模拟

引言

现阶段，我国对于环境具有特殊要求的产业越来越多，尤其是对于卷烟生产企业，恒温恒湿系统变得异常重要。作为一项能够发挥重要作用的空调系统，恒温恒湿空调系统的应用面越来越广泛。研究恒温恒湿空调系统的优化控制与性能模拟，能够更好地改善实际应用效果，为该系统的构建与运用提供最为切实可行的指导。现阶段的模拟控制中仍然存在基本模式、智能控制等诸多问题，因此需要对其进行进一步的研究。

一、恒温恒湿空调系统概述

恒温恒湿空调作为专用空调机，对环境的温度、湿度和洁净度都有严格的要求，具有高效节能、低噪音、和环境保护等功能。在卷烟生产企业里，厂房或实验室中对环境的要求较高，通过集中空调系统，对空气进行降温、减湿或加热后，在经过送、回风量进行房间的高等级净化和正负压控制，从而满足空间环境的各项需求。因此，恒温恒湿空调在卷烟生产领域得到了广泛的应用。

（一）恒温恒湿空调系统的概念

空调系统都有一定的调节房间的湿度和温度的性能，但对一般的舒适性空调，调节湿度、温度变化的偏差以及区域之间的偏差要求并不严格。恒温恒湿空调是工艺性空调的一种，它对室内湿度、温度的波动控制以及区域偏差要求比较严格。

（二）恒温恒湿空调系统的结构

恒温恒湿空调系统为四管制，具备用蒸汽加湿的一次回风空调系统和新风预热器。加湿器用于对混合风在夏季与冬季工况下进行加湿处理；表冷器用于对混合风在夏季工况下的除湿降温处理；加热器用于对新风空气在处理冬季空气过程中的预加热。

二、恒温恒湿空调系统的优化控制模式

（一）恒温恒湿空调系统的基本结构

恒温恒湿空调系统主要由加热器，加湿器及表冷器三个部分组成加热器一般为管式加热器，主要用于对冷空气的预加热、加热以及再加热。加湿器一般为电极式加湿器，主要用于对干空气进行加湿处理。表冷器则能对空气产生减湿降温的作用，避免空气过湿，这个过程需要用到制冷剂。

（二）恒温恒湿空调系统的智能控制

顾名思义，恒温恒湿空调系统具有恒温恒湿作用，它可以将室内的温度、湿度、洁净度等控制在一定的范闹内，来满足舒适及工艺需求。那么，如何才能在保证经济可行的前提下达到恒温恒湿的目的呢？这个问题需要依靠空调智能控制系统来实现。空调智能控制系统实现了空调的自动调节与控制，该系统在遵从暖通工艺的前提下，将自控理论应用于其中，使恒温恒湿空调能够根据外界温度和湿度的变化，自动调节空调参数，让温度和湿度保持在一个小范围内，实现恒温恒湿的作用。

（三）夏季恒温恒湿空调系统的处理模式

夏季恒温恒湿空调系统主要是依靠表冷器对降温与除湿的双重作用来实现工作性能。表冷器首先对空气湿度进行控制，当湿度达到要求时，再进行温度的调节。但当室内温度满足要求可湿度不够时，这种处理模式便会造成空气湿度与温度的矛盾。为了解决这个矛盾，一般需要通过再次降温除湿的过程，以满足湿度要求。

（四）过渡季恒温恒湿空调系统的处理模式

过渡季节，空气湿度和温度稳定度低，面对这种情况，空调系统会自行选择。恒温恒湿空调针对不同的空气条件，会后动不同的处理模式，当需要夏季工况时，按夏季模式进行自动控制，当需要冬季工况时，按冬季模式进行自动控制，目前恒温恒湿空调系统已经实现了各种模式的自动控制。

三、对空气处理过程的节能优化设计

（一）空气处理过稃优化设计思路

鉴于绝大多数恒温恒湿空调内部产湿量很少，房间的热湿比g趋于+，可近似认为送入室内的空气等湿变化，若将新风单独处理到与室内空气含湿量相同的机器露点，然后与室内回风混合，通过对混合空气进行干冷却处理以保证送风温差来满足相应要求，则在控制室内温度的同时也限制了相对湿度的波动范围，不但满足了相对湿度控制精度的要求，同时也免除了再热造成的冷热量抵消。

（二）空调系统改进方案设计

在具体实现方式上，考虑到目前市场上新风空调箱对新风处理能力过强，而且将新风处理到与室内空气含湿两相同的机器露点，由于焓差过大也很难实现，因此采用部分回风和新风混合的方法，一方面降低人口空气焓值，满足新风机组处理焓差能力的要求；另一方面也解决了最小规格新风机组的处理风里大于室内所需新风贵的问题。

（三）空调系统改进方案的适用条件

当空调对象房间内的排风量大到一定程度，新回风虽比例增大达到某一极限，以致经新风机组处理后的低温空气与回风混合后的状态低于必要的送风温度，室内的温湿度控制便可能失调。

这一现象的极端情况即直流式系统，或者在某些情况下要求新风处理机组出口处的空气保持恒温恒湿时，采用露点温度控制以后的再热过程却是无论如何也免除不了的。对于能产生有毒有害物质的场合，常采用直流式系统处理，而直流式恒温恒湿空调系统的新风处理能耗相当大.为此通常采用热回收的方法来回收排风中的余冷或余热处理新风，从而减少处理新风所需的能降低机组负荷，提离空调系统的经济性。

四、恒温恒湿空调系统优化控制与性能模拟的重点

（一）采用变露点直接控制方法可以实现恒温恒湿空调系统的全年四季运行调节。

（二）恒温恒湿空调系统采用一次回风循环，可合理地利用回风，不仅能节约冷、热能源，而且由于回风温、湿度接近空调房间的温、湿度，补充适当的室外新风，使混合风的状态点相对稳定.减少空气处理所需的冷热负荷，保证了冷却盘管露点温度的恒定。

（三）采用新型的洁净、节能加湿设备一湿膜加湿器，在实际运行过程中，运行费用低，无通常加湿器产生的白粉现象，实现了干净的加湿；控制方式简单，节能高效。

（四）恒温恒湿空调系统自运转以来，各项性能参数均达到设计和工艺的要求。经测试结果表明，24小时内.温度控制精度一般为±0.9度，绝对湿度控制精度为±0.79（g/kg干空气）。

（五）在空调系统运转过程中对恒温恒湿区域的几个重要控制点进行了温、湿度的测量，发现控制区域内不同地点的温、湿度略有偏差，但偏差均在允许的波动范围内。这说明风系统的气流组织均匀性有待进一步提高，建议温、湿度控制精度要求更高、更均匀的空调系统采取能使空气充分混合的专用通风。

五、结束语

通过对恒温恒湿空调系统的优化控制与性能模拟的相关研究，我们可以发现，要想更好地优化恒温恒湿空调系统的性能，就要从多方面着手，有关人员应从对该系统的实际需求出发，研究制定最为科学合理的优化控制方案。研究恒温恒湿空调系统的控制对于卷烟生产企业来说具有重大意义，希望本文能为相关研究人员提供一定的参考价值，能够促进卷烟生产行业的健康发展。

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