中央空調在涂裝生產中的應用

【摘 要】汽車制造系統中涂裝工藝過程對空氣的潔凈度、溫濕度及風壓有著較高的要求，因此中央空調的采用就顯得極為重要，本案以西安比亞迪車燈廠涂裝線為例介紹中央空調在涂裝生產中的應用。

【關鍵詞】恒溫恒濕;噴涂;自動控制

0.工程概況

車燈廠新噴涂線規籌建過程中，各噴漆室和各生產區所需中央空調有十臺，其控制原理根據噴漆室內和室外不同要求分為全新風定風量恒溫恒濕控制和混合風定風量恒溫恒濕控制。

1.工程的難點及重點分析

1.1噴涂車間及噴漆室有較高的潔凈度，且噴漆室相對壓差要求為正壓：5Pa～10Pa。

車間潔凈度要求為100000 級(0.5μ)，噴漆室潔凈度要求為10000 級(0.5μ)。

1.2嚴格的恒溫恒濕要求，是本項目的難點所在。全年相對濕度要求達到55％±5％，相對來說，冬天的濕度控制相對容易，只需調節蒸汽加濕量可以到達加濕的效果。而夏天的除濕就比較復雜，溫度對相對濕度的擾動比較大，并非單一的制冷就能同時控制住溫度和相對濕度要求。

1.3潔凈廠房要求下的恒溫恒濕

因為是潔凈廠房，就要比常規的恒溫恒濕空調具有更大的難度，潔凈室的特點對恒溫恒濕有以下影響：

1.3.1 潔凈廠房換氣次數較大，因此新風量較大，是常規空調新風量的3～4 倍左右，而新風是濕度的最大來源，因此對除濕能力的要求大大增加了。

1.3.2 通常可以通過調整送風量來調節相對濕度，而潔凈車間送風量是不允許改變的，所以溫濕度要靠調節相應的調節發來實現。

2.空調系統

2.1制冷系統為一臺295kW和一臺127kW滿液式螺桿冷水機組制冷，提供 12℃～7℃冷水。其工作原理為經壓縮機壓縮后的高溫高壓制冷劑氣體，通過二次油分離器對冷凍有進行分離后，進入冷凝器與冷卻水交換熱后備冷凝成中溫高壓液體，經干燥過濾后流經電子膨脹閥，被截留降壓成低溫低壓的液體進入蒸發器，吸收水的熱量后蒸發策劃那個低溫低壓的氣體北壓縮機吸入，再經壓縮后進入下一次的制冷循環。被降溫后的冷水通過水泵輸送到冷卻塔，如此循環往復從而達到冷卻降溫之目的。見（圖一）

2.2熱源由區域提供0.8MPa 高壓蒸汽減壓至0.4MPa經板式汽—水熱交換機組提供60℃～50℃熱水。機組熱交換能力為500KW，消耗蒸汽量為700kg/h。系統蒸汽總消耗量為1200kg/h，其中包括空調系統冬季噴蒸加濕量500kg/h。

2.2.1空氣處理方案

本系統采用一次回風方案，設置初、中、高效三級過濾器。高效空氣過濾設于空調箱末段。由于本系統所使用工況均為小于300平方米以下，空間高度基本在3M以下，應屬于小型精密恒溫恒濕空調系統。

（圖一）螺桿式冷水機組工作原理圖 （圖二）控制硬件結構

2.2.2空氣處理流程按空調可分為兩類，一種是非噴漆區域混合風定風量恒溫恒濕空調（圖三），另一種是全新風定風量恒溫恒濕空調（圖四），其控制原理基本相同流程如下：

新風→初效過濾→預熱（混合風）→中效過濾→空氣冷卻→空氣加熱或微調→空氣加濕→送風機→均流段→高效過濾→噴漆室（區域）→ 新風（回風段）→排風機排風

（圖三）區域空調 （圖四）噴漆室空調

3.系統控制方案

根據本案的特點，系統控制采用模塊式的三菱Q系列PLC為控制平臺，配以三菱GT1685觸摸屏作為人機界面實現參數設置，實時監控等操作；區域潔凈車間送風量是不允許改變，因此系統的溫濕度控制因為系統方案分為以下幾個部分。

3.1冬季模式

根據西安歷史氣候條件，冬季屬于低溫底濕的氣候條件，一般情況下當早晨和晚上室外溫度低于5攝氏度時，預熱器閥門自動開啟對新風進行預熱，中午隨著室外氣溫的升高，高于5攝氏度時預熱氣閥門關閉，使外界空氣適中維持在5攝氏度，新風的預熱溫度控制降低了外界冷空氣的擾動，二次溫度的控制是把蒸汽閥門開度作為輸出值，蒸汽閥的開度由設定溫度值與溫度傳感器所測得溫度的差值決定;從而使混合后的空氣被加熱到設定的溫度，新風的預熱溫度控制系統在濕度則是將干蒸汽閥閥門的開作為輸出值，其開度對應于控制面板上的設定濕度和濕度傳感器測定的相對濕度的差值。

3.2恒溫恒濕空調的夏季模式

因為西安夏季空氣溫度高，濕度大，控制原理應為從硬件結構和軟件原理設計上進行除濕優先，除濕后的空氣再進行二次的溫度控制。噴漆室及各區域內濕度對應的混合風露點溫度的控制原理是用表冷器降溫析出空氣中過飽和的水蒸氣來實現，使得室內的相對濕度達到控制要求，引起濕度的擾動分兩部分，分別為室外的新風濕負荷和室內傳濕。溫度的控制是用再熱器對因控制露點溫度表冷器產生的過冷量進行補償，從而控制室溫，維持室內溫度在要求的范圍內。表冷器除濕使室內溫度控制所需要的送風溫度高于送風溫度，此時用電加熱進行二次加熱送風，補償因為除濕產生的過冷量。將控制電加熱的可控硅作為輸出量，其值是與溫度設定值和溫濕度傳感器測測定的室內溫度的差值相對應，從而進行室內溫度的控制，一般情況下表冷器再遵循濕度優先控制時都會產生過冷空氣，需對空氣進行二次加熱從而使送風溫度接近室內溫度。

3.3過渡季節自動控制

西安過渡季節包含了冬季和夏季兩種工況，其控制模式對應天氣變化參數。把對混合風進行控制處理后的過渡季節的工況復雜，空氣處理過程要隨著室外溫濕度受雨雪天氣影響的變化而變化，既可能需要對空氣按照夏季工況進行處理，也可能需要對空氣按照冬季工況進行處理。

4.結語

通過調試發現，中央空調的恒溫恒濕的控制系統具有大時滯、非線性和多變量等特點，由于空調系統中的控制執行終端變量相互影響、耦合和干擾，因此許多情況下 ，所有回路同時工作時整個系統就會出現不穩定的現象，但每個回路單獨運行又較正常。 [科]

【參考文獻】

［１］許居鹓，陸哲明，鄺自強．采暖通風與空調（第一版），2007．

［２］張向群，陸哲明．通風與空調施工（第一版），2006．