关于恒温恒湿空调器问题的探讨

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1、2010 年 4 月 ( 下 )摘 要 本文从恒温恒湿空调器的工作原理 、机组设计选型 、施工及调试运行等方面进行介绍分析，指出采用恒温恒湿空调器的系统存在的常见问题，并提出一些处理建议供参考 。关键词 恒温恒湿空调器；问题；处理；控制；建议关于恒温恒湿空调器问题的探讨滕维新 韦礼宝（南京大地建设集团责任有限公司，江苏南京 210000）随着科学技术的不断发展，恒温恒温空调器广泛应用于实际工程中 。笔者曾亲历过较多恒温恒湿空调系统的施工或调试，发现系统在运行中比一般舒适性空调器或空调处理机组更容易出现问题，温度及湿度的控制常常不能达到设计要求或者运行能耗常超出业主的期望 。1 恒温恒湿空调器的

2、组成 、 特点和应用条件及工作原理1.1 恒温恒湿空调机的组成空调器是一种带有制冷机 、换热器 （冷 、热） 、通风机等设备的整套空气处理机组 。典型的恒温恒湿空调器一般由压缩机 、冷凝器 、蒸发器 、通风机 、加热器 、加湿器 、空气过滤器及电控元件组成 。1.2 恒温恒湿空调器的构造特点和应用条件在构造上，相对于空调末端设备（如组合式风柜），空调器一个显著特点是空调器自带制冷（或热泵） 系统，冷却盘管为直接蒸发式表冷器，加热时一般通过自带机组的冷凝器或电加热器与风系统进行交换；而中央空调末端设备是由集中的冷热源提供一定温度的冷冻水或热水（特殊情况下如无集中热源且加热量较小时也可采用电热器）

3、 与风系统进行能量交换 。空调器根据其冷凝器的冷却方式，可分为水冷式及风冷式 .其设备结构紧凑 、体积小 、占机房面积小 、安装简便，初投资往往较少，特别适用于中央空调在难以实现部分负荷调节 （或采用部分负荷调节不经济） 而不得不采用独立的冷热源的情况下，但对于大面积空调且参数要求较严格时，其调节和运行不如水泠式表冷系统和喷水系统经济 。1.3 恒温恒湿空调器的工作原理如前所述，恒温恒湿空调器一般用于小面积空调区域，除非对于高换气次数的洁净区域，空调器一般采用一次回风系统 。一次回风空调系统采用表冷器处理空气，其典型的空气处理过程如图（ 1） 所示：空气处理系统的调节一般采用分程控制实现 。相

4、对湿度控制：当室内相对湿度偏高时按减少加湿量 增加新风量（同时减少回风量） 加大冷却量顺序动作；偏低时，按反方向动作 。室温控制：当室温高于整定值时，按减少加热量 加大冷却量顺序动作；低于整定值时，按反方向动作 .需注意的是： 1） 当室外空气含湿量大于送风含湿量时，室内参数整定值由冬季改为夏季整定值； 2） 一次加热单独控制加热到 5；一次加热的空气预热器的可根据工程地点的冬季室外参数按下式计算判别： iw1=iN- G(iN1- iC1)/Gw（式中 i及 G分别代表空气焓值及风量），当 iwiw1时，则需设空气预热器； 3） 由于系统采冷却除湿，即冷却量既用于控制温度也用控制湿度，在室外

5、温湿度变化很突然或运行尚未趋稳定的情况下可能出现两个信号互相干扰，应选择首先控制偏离大的参数 。2 恒温恒湿空调器系统存在的突出问题及分析处理2.1 恒温恒湿系统存在的问题恒温恒湿空调器因其同时满足温度及湿度控制要求而区别于仅有温度控制要求的一般空调器 。一个好的恒温恒湿系统的衡量标准是，其温湿度控制符合设计要求，并且有较好的节能效果 .但实际恒温恒湿系统工程中存在的突出问题，就是温度控制 、湿度控制 、节能控制这三者不能做到很好的结合，而且一个温湿度不能很好控制的系统往往节能效果也较差 。2.2 常见的问题及分析处理1） 以采用恒温恒湿空调器的一次回风系统为例，夏季工况下常见的问题主要有：a

6、. 室内温度及相对湿度偏高分析：空调器设计容量偏小，不能满足除热及除湿要求处理：需更换新的空调器（满足工艺要求的情况下更改室内空调设计参数，以下处理同此）b. 室内温度控制达到设计要求，但相对湿度偏高分析：如果机组在最不利的高温高湿室外环境下，空调器制冷机稳定运行，即基本没有卸载或停机，则说明空调器再热量不够，同时制冷量容量偏小；如果机组在最不利的高温高湿室外环境下，空调器制冷机经常卸载或停机，则说明：空调器制冷量偏大或再热量不够 （问题 b1，一般相对湿度偏出上限较小）；或者空调器制冷量及再热量均不够 （问题b2，一般相对湿度偏出上限较大） 。空调器送风状态点含湿量（相对湿度） 偏大，机组送

7、风量或新风量可能高于设计值 。处理：加大电加热器容量对问题 b1，加大电加热器容量，若出现相对湿度偏低的情况则还需加大加湿量 。需说明的是，即使调整后相对湿度控制正常，但这种通过加大热量抵销过大的冷量方法，造成能源浪 。对问题 b2，则处理方法如问题 a。对机组送风量及新风量进行调校 。c. 室内温度控制达到设计要求，但相对湿度偏低分析：空调器制冷机如果卸载正常，说明机组除湿能力过大，送风状态点含湿量偏低处理 :检查机组控制系统逻辑动作是否正常及风管系统阀门及过滤器是否堵塞，适当调大机组风量，提高送风状态点的温湿度 。d. 室内温湿度在一定时段内可达到设计要求，但制冷机卸载或停机过于频繁，造成

8、温度特别是相对湿度波动大甚于超出设计范围 。分析：如果制冷机在重新启动后，温湿度能较快的达到设计范围，则说明机组制冷量偏大，加热量偏小；室内产热量及产湿量变化较大或者新风量较大 （新风设计值较大或调试时新风未调校至设计值而偏大） 。处理：处理方法同问题 b.b1，加大电加热器容量，但造成能源浪费 。对新风量调校至设计值，如果温湿度不稳定，则应修改控制程序使272TECHNOLOGY TRENDTECHNOLOG（上接第 271页）图 1 GOOSE数据包结构b.控制块引用 （ ControlBlockReference） 、数据集引用 （ DataSetReference） 及 GOOSEID

9、标识是否正确 。IED设备在接收到报文后要检测这三部分与装置中 GOOSE连线配置是否一致，不一致则不作任何反应 。c.测试位 (Test)是否为 1。IED设备需要检测报文中 Test 位与本装置 Test 位是否一致，只有一致才做出动作反应 。d.传送的数据 (Data)的对应位是否为 1。IED设备需要检测数据中对应位是否为 1，对应位为 1 表示接收到对方的输出信号，本设备应作出对应反应 。4 结语变电站正常运行参数的调节 、控制和状态的监视，是通过电气二次设备实现的 。当机组主设备运行稳定后，二次设备运行状况的优劣，是影响电厂安全 、高效发 、供电的关键因素 。作者简介：雷华，男，广

10、西博阳电力工程建设有限责任公司助理工程师，研究方向为 200KV以下变电站一 、二次设备调试工作改进 。 参考文献 1 国家电力调度通信中心 .电力系统继电保护实用技术问答 .中国电力出版社 ,1999.2 吴俊兴 ,胡敏强 ,吴在军 ,等 .基于 IEC61850 标准的智能电子设备及变电站自动化系统的测试 J.电网技术 ,2007.新风一直进行降温除湿处理 。当然，这同样会造成能源浪费 。2） 冬季工况下常见的问题一般是空调器加热量偏小或加湿量不够，不能满足加热或加湿要求，因而室内温度或相对湿度偏低 。3） 过渡季节由于热湿负荷的变化较大，空调器因本身的调节能力不够而难以适应，如制冷机只能

11、作变缸或启停控制，因而会显得制冷量偏大，造成机组启停过于频繁或冷热抵销严重 。本文在此不作深入讨论 。但需说明的是，对于全新风空调器在全年运行过程中热湿负荷变化很大，空调器的设计选型必须考虑充分其负荷调节能力 。3 恒温恒湿空调器系统温湿度控制及能耗控制的建议为确保系统温湿度控制满足实际需要及避免过大的能量损耗，要求业主 、设计人员 、施工方紧密配合，作到室内参数适当 、设计合理 、施工规范 。1） 业主应提供合理室内参数（包括温湿度及其控制精度 、局部排风量 、室内空气压力等） 及较为完整的资料给设计人员，盲目提高温湿度及新风量要求，不仅造成初投资及运行费的增加，而且会影响系统运行的稳定性

12、。2） 设计人员应按设计进行计算冷热负荷及湿负荷的计算 .切忌仅作简单或保守估算，以免计算负荷偏离实际 。3） 由于不同工程有不同的要求，恒温恒湿空调器一般为非标产品，这要求设计人员应明确空调器的功能段及配置方案和温控制方案要求 。不同的功能段及配置方案和温控制方案对设备的初投资及节能效果影响很大，设计人员确定方案前应向业主说明方案的利弊，以保证方案的可靠性和经济性 。空调器的功能段的构造要求也是施工单位订货的依据 。4） 设备供应商应根据设计要求配置较为可靠的控制器及精度合适的传感器，选择优化的控制方案进行编程 。一般实际工程中，湿度的控制较为困难（特别是控制精度较高时），对室内湿度的控制一

13、般采用直接控制法（变露点） 。5） 实际工程中新风对温湿度的影响较大，可优先考虑采用新风单独进行降温除湿的方案 。6） 实际工程中加热量（特别采用电加热时） 在恒温恒湿空调器能耗中占有较重的比例，条件允许可时，应优先考虑利用制冷机冷凝器作为加热器 。7） 施工单位应按设计要求 、施工验收规范及厂家提供资料进行安装调试，并应对可变参数按现场实际情况进行调校（设备调试应主要由厂家负责） 。4 工程案例分析4.1 工程案例某工业厂房三层有一实验室分为两间，面积分别为 45m2及50m2，室内空气参数要求为温度 231，相对湿度 505%，实验室最大排风量为 1000CMH。业主要求采用独立的恒温恒湿

14、空调器，用电单独计量 .现场安装的恒温恒湿空调器标定的性能参数为：制冷量40.6Kw，制热量 35Kw，制冷功率 16.73KW，制热功率 14.12Kw，电加热量为 13.5Kw，总送风量 5000CMH，新风比 20%。空调器安装在屋面，通过送风回管接入实验室 。系统调试完成后经过 1 个空调采暖期的运行，期间系统运行前后反馈的主要问题有： 1） 夏季运行时实验室相对湿度超出上限范围； 2）两个区间温湿度不太一致； 3） 能耗太高，按业主统计每天（ 24 小时运行） 约耗电 600 度 。4.2 案例分析笔者会同项目部及厂家的技术人员在现场对机组的连续运行情况进行检查：1） 首先对机组及系

15、统的风量进行测试：新风量约为 1800CMH，超出设计风量；两个区间的风量分别约为 2500CMH， 3500CMH，总风量超出设计要求；2） 项目部对系统新风量及总风量进行重新调校，并根据面积使两个房间的风量调校 。调校后运行，实验室两个区间的温湿度基本一致，温度控制正常，据温湿度的变化，制冷机及电加热器（ 2 组） 等启停动作正常，另外在制冷机停机再启动时房间相对湿度超出上限范围，最大达 65%。厂空对控制程序进行修改后，湿度控制能控制在精度范围内，但制冷机及电加热器（ 2 组） 等启停动作较为频繁 .3） 根据制冷机及电加热器启停频繁的特点，同时通过对焓湿分析计算，证实机组的制冷量偏大 。由于制冷系统为单台压缩机，机组冷却及除湿能力过剩反而造成温湿度的波动及冷热量抵销加剧而能耗增加 。5 结语由于温湿度受气候环境 、新风量 、室内产湿量 、室内发热量等因素的影响较大，设计时需结合每个工程项目的具体情况，按照合理经济的原则选择控制及节能方案及进行恒温恒温空调器选型；系统安装完成后需精心调试 。这样才能确保工程同时满足使用及节能要求 。应用科技273