CN104748230A - 一种卷烟厂高架库的温湿度控制工艺及空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种卷烟厂高架库的温湿度控制工艺及空调系统，系统包括空调机组(1)、空调机组(2)、顶层风管阵列(4)、底层风管阵列(5)、高架库(6)和温湿度检测装置(7)；在空调机组(1)和空调机组(2)与顶层风管阵列(4)和底层风管阵列(5)的环路之间设置有送风回风切换装置(3)，根据温湿度检测装置(7)的结果与工艺控制要求，通过送风回风切换装置(3)改变风路，使高架库区温湿度控制达到目标要求。该系统能灵活应用于不同地域，不同季节、气候条件下的卷烟厂高架库温湿度控制，达到工艺设计要求，并有效降低运行能源消耗，达到节能降耗效果。

Description

一种卷烟厂高架库的温湿度控制工艺及空调系统
技术领域
本发明涉及卷烟生产领域，尤其涉及一种卷烟厂高架库的温湿度控制工艺及空调系统。
背景技术
卷烟厂高架库广泛应于片烟、卷烟材料、卷烟成品的贮存与水分平衡。高架库区的温湿度控制工艺，特别是相对湿度指标的稳定性，容易影响最终卷烟产品含水率与抽吸品质，对产品质量稳定性构成直接威胁。
卷烟厂片烟、材料、成品高架库卷烟厂通用温湿度控制指标：25±2℃，60±5％。但高架库的高度都在20米以上，实践中，温度分层导致相对湿度分层并导致参数超标情况相当明显。单一的顶部、底部、侧部送风或回风组合方式均受到高架库货品隔阻而效率下降。理论上，无限增加循环风次数可以解决空气温湿度分层问题，但在运行成本、能耗控制方面难以平衡。
CN201110609Y提供了一种顶部静压孔板送风，呈“活塞式”上送下回的空调系统。但由于初始投资大，运行时静压孔板送风阻力造成压损明显，导致驱动风机能耗大幅上升，在所属行业内并未得到广泛认同与应用。
CN103574846A提供了一种根据冬季与夏季不同季节需要，上下层同时送风并动态调整送风比例，以及工艺控制公式的技术方案。同一申请人并在CN103134161A提供了上下部同时送风，可选择在侧方上部或中部回风的空调气流组织方案。但在夏季制冷操作时，送风是冷空气会自然下沉，而库区侧上、中部回风时，库区下部的空气流动是由下往上。同时货架之间的空气由于货品隔阻，流动性变差。该申请人的两种技术方案的组合无论如何调节上下层送风比例，在不加大循环次数情况下，均难以避免两股或多股气流逆向对流造成的温湿度分层现象。
常规空调系统，处理新风时更多参考空气焓值参数进行调节控制。但新风的温度与绝对含水量两个重要参数随着外界变化而处于变动状态，对库区相对湿度的稳定性控制不利，需要加大风机送风量增加循环换风次数解决，因此总体节能效果不明显。
根据中国烟草行业各卷烟厂所处地域，具备四种典型气候特征：东南部沿海地区及长江，珠江流域夏天的长时间“高温高湿”，在梅雨季节的“低温高湿”；西北地区夏天“高温低湿”；东北地区冬天“低温低湿”。部分地区的春秋季节，早晚温差较大。白天似夏天需要制冷，晚上似冬天需要制暖。以上均对卷烟厂暖通能力设计，以及高架库区空调气流的技术方案提出更高要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提出一种卷烟厂高架库的温湿度控制工艺及空调系统，使不同地域，不同季节、气候条件下的卷烟厂高架库温湿度控制达到工艺设计要求，并有效降低运行能源消耗。
为达到上述目的，本发明采用了如下工艺设计原理：A、当送风温度高于高架库区温度时，气流自然运动方向是向上流动。当送风温度低于高架库区温度时，气流自然运动方向是向下流动。当送风方向与气流自然运动方向相同时，高架库区内空气温度容易混合均匀，当送风方向与气流自然运动方向相反时，高架库区内空气温度容易分层。B、新风补风的温度与绝对含湿量两个参数同时波动时，库区内相对湿度波动较大。新风补风的只有温度参数波动时，库区内相对湿度较容易控制。
本发明采用如下工艺空调气流组织方案：当送风温度低于高架库区域工艺温度时，库内空调气流呈现为“顶部送风底部回风”。当送风温度高于高架库区域工艺温度时，库内空调气流呈现为“底部送风顶部回风”。送风与回风方向的转换，主要通过送风回风切换装置、顶层风管阵列、底层风管阵列的组合操作实现。在不同地域、季节、气候工况下，均保持送风方向与气流自然运动的方向一致。
本发明通过以下技术方案实现：
一种卷烟厂高架库温湿度控制的空调系统，系统包括：空调机组(1)、空调机组(2)、顶层风管阵列(4)、底层风管阵列(5)、高架库(6)和温湿度检测装置(7)；经空调机组(1)和空调机组(2)处理后的风，通过风管输送到顶层风管阵列(4)或底层风管阵列(5)，对高架库(6)进行温湿度控制；回风通过顶层风管阵列(5)或底层风管阵列(4)再返回到空调机组(1)和空调机组(2)处理。
所述系统在空调机组(1)和空调机组(2)与顶层风管阵列(4)和底层风管阵列(5)的环路之间设置有送风回风切换装置(3)。
所述送风回风切换装置(3)由双路双叉式主风管(8)与分设在四条风管上的四组阀门(13)、(14)、(15)、(16)构成。
所述顶层风管阵列(4)，由纵横排列于各条过道正上方的风管组成，每条横向风管向下设置多个风口，风口与高架库货物顶部的垂直高度差为1.5-2米，可实现送风和回风功能。
所述底层风管阵列(5)，纵横排列于库区地面，纵管设置于货架纵向一侧的底部边沿，横管设置在每个货架底部和侧墙根，与货架等长；侧墙根处横管面向货架方向设置单向风口，货架底部横管设置面向相邻巷道的双向风口，可实现送风和回风功能；高架库最下层货架与风口的垂直高度差1.5-2米。
基于上述空调系统的一种卷烟厂高架库的温湿度控制工艺，其温湿度控制工艺包括：新风(9)与混风(11)分别经空调机组(1)与空调机组(2)处理后的送风(12)，通过风管输送到顶层风管阵列(4)或底层风管阵列(5)，对高架库(6)进行温湿度控制；回风通过顶层风管阵列(5)或底层风管阵列(4)再返回到空调机组(1)和空调机组(2)处理；温湿度检测装置(7)对送风(12)和高架库(6)区域温度进行检测，当送风(12)温度低于高架库(6)区域工艺温度时，送风回风切换装置(3)控制库内空调气流呈现为“顶部送风底部回风”；当送风(12)温度高于高架库(6)区域工艺温度时，送风回风切换装置(3)控制库内空调气流呈现为“底部送风顶部回风”。
所述送风回风切换装置(3)的控制，通过双路双叉式主风管(8)与分设在四条风管上的四组阀门(13)、(14)、(15)、(16)实现。
所述顶层风管阵列(4)，由纵横排列于各条过道正上方的风管组成，每条横向风管向下设置多个风口，风口与高架库货物顶部的垂直高度差为1.5-2米，可实现送风和回风功能。
所述底层风管阵列(5)，纵横排列于库区地面，纵管设置于货架纵向一侧的底部边沿，横管设置在每个货架底部和侧墙根，与货架等长；侧墙根处横管面向货架方向设置单向风口，货架底部横管设置面向相邻巷道的双向风口，可实现送风和回风功能；高架库最下层货架与风口的垂直高度差1.5-2米。
新风(9)与混风(11)分别经空调机组(1)与空调机组(2)恒湿处理后，空气绝对含湿量与高架库区的空气绝对含湿量的平均值一致，送风(12)温度与高架库区上、中、下层温度最大温差绝对值≤3℃，高架库(6)区的上、中、下层最大温度差绝对值≤2℃。
所述“底部送风顶部回风”步骤为：阀门(13)、阀门(16)关闭，阀门(14)、阀门(15)打开，空调送风(12)经阀门(14)方向，进入高架库区底层风管阵列(5)，与高架库(6)货品进行温湿度交换后，经顶层风管阵列(4)进入空调运行区经阀门(15)进入回风(10)循环。
所述“顶部送风底部回风”步骤为：阀门(14)、阀门(15)关闭，阀门(13)、阀门(16)打开，空调送风(12)经阀门(16)方向，进入高架库区顶层风管阵列(4)，与高架库(6)货品进行温湿度交换后，经底层风管阵列(5)进入空调运行区经阀门(13)进入回风(10)循环。
本发明采用如下稳定高架库区相对湿度指标的技术方案：新风与送风分别进行恒湿处理后，空气绝对含湿量与高架库区的空气绝对含湿量的平均值一致。同时，新风恒湿处理后温度应高于相应的露点温度。例如：高架库区温湿度要求：25±2℃，60±5％时，新风恒湿处理后，绝对含湿量中心值12.03g/Kg，温度≥16.8℃(露点)。调节送风温度至与高架库区上、中、下层温度最大温差绝对值≤3℃。调节空调机组驱动风机送风回风循环至高架库区的上、中、下层最大温差绝对值≤2℃，在理想工况下，上、中、下层在25±2℃最大温差范围内，相对湿度波动范围为56.5-63.7％。
该系统能灵活应用于不同地域，不同季节、气候条件下的卷烟厂高架库温湿度控制，达到工艺设计要求，并有效降低运行能源消耗。
附图说明
图1是高架库的温湿度控制工艺及空调系统示意图
图2是高架库区气流顶部送风底部回风运行示意图
图3是高架库区气流底部送风顶部回风运行示意图
图中标号：1空调机组，2空调机组，3送风回风切换装置，4顶层风管阵列，5底层风管阵列，6高架库，7温湿度检测装置，8主风管，9新风，10回风，11混风，12送风，13-16阀门，17墙面。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。
一种卷烟厂高架库温湿度控制的空调系统，系统包括：空调机组1、空调机组2、顶层风管阵列4、底层风管阵列5、高架库6和温湿度检测装置7；经空调机组1和空调机组2处理后的风，通过风管输送到顶层风管阵列4或底层风管阵列5，对高架库6进行温湿度控制；回风通过顶层风管阵列5或底层风管阵列4再返回到空调机组1和空调机组2处理。在空调机组1和空调机组2与顶层风管阵列4和底层风管阵列5的环路之间设置有送风回风切换装置3；送风回风切换装置3由双路双叉式主风管8与分设在四条分支管道上的四组阀门13、14、15、16构成。
顶层风管阵列4，由纵横排列于各条过道正上方的风管组成，每条横向风管向下设置多个风口，风口与高架库货物顶部的垂直高度差为1.5-2米，可实现送风和回风功能；底层风管阵列5，纵横排列于库区地面，纵管设置于货架纵向一侧的底部边沿，横管设置在每个货架底部和侧墙根，与货架等长；侧墙根处横管面向货架方向设置单向风口，货架底部横管设置面向相邻巷道的双向风口，可实现送风和回风功能；高架库最下层货架与风口的垂直高度差1.5-2米。
实施例1：地处西北地区某卷烟厂，冬季低温低湿(例：2℃，30％，绝对含湿量1.32g/Kg)，夏季高温低湿(例；35℃，30％，绝对含湿量10.67g/Kg)。高架库区温湿度工艺指标：25±2℃，60±5％。
针对冬季外界低温低湿工况，步骤如下：空调机组1用加热器+蒸汽组合操作，对新风快速增温增湿至温度≥16.8℃，绝对含湿量12.0±1.0g/Kg；空调机组2对混风段空气进行温湿度微调，送风温度25-28℃，绝对含湿量中心值12.03g/Kg；高架库区的气流组织切换至“底部送风顶部回风”方式；调节空调机组驱动风机至高架库区的上、中、下层最大温差绝对值≤2℃。
针对夏季外界高温低湿工况，步骤如下：空调机组1用蒸汽加湿或冷加湿(选配)方式，对新风增湿至绝对含湿量12.0±1.0g/Kg；空调机组2对混风段空气进行温湿度微调，送风温度22-25℃，绝对含湿量中心值12.03g/Kg；高架库区的气流组织切换至“顶部送风底部回风”方式；调节空调机组驱动风机至高架库区的上、中、下层最大温差绝对值≤2℃。
本发明的温湿度控制工艺及空调系统与普通空调系统相比，，高架库区的温度与相对湿度分层现象少，库区运行温湿度工艺指标更稳定，风机能源消耗降低30％以上，高架库区每年节能降耗15％以上。
实施例2：江南地区某卷烟厂，梅雨季节或回南天的低温高湿(例：16℃，95％，绝对含湿量10.90g/Kg)，夏季高温高湿(例；35℃，85％，绝对含湿量31.20g/Kg)。高架库区温湿度工艺指标：25±2℃，60±5％。
针对外界梅雨季节或回南天气的低温高湿工况，步骤如下：空调机组1用加热器+蒸汽组合操作，对新风增温至温度≥16.8℃，增湿至绝对含湿量12.0±1.0g/Kg；空调机组2对混风段空气进行温湿度微调，送风温度25-28℃，绝对含湿量中心值12.03g/Kg；高架库区的气流组织切换至“底部送风顶部回风”方式；调节空调机组驱动风机至高架库区的上、中、下层最大温差绝对值≤2℃。
针对外界高温高湿工况，步骤如下：空调机组1选用低温冷冻水(如7℃)，对新风除湿至绝对含湿量12.0±1.0g/Kg；空调机组2对混风段空气进行温湿度微调，送风温度22-25℃，绝对含湿量中心值12.03g/Kg；高架库区的气流组织切换至“顶部送风底部回风”方式；调节空调机组驱动风机至高架库区的上、中、下层最大温差绝对值≤2℃。
本发明的温湿度控制工艺及空调系统与普通空调系统相比，，高架库区的温度与相对湿度分层现象少，库区运行温湿度工艺指标更稳定，夏季制冷的冷冻水能源消耗降低25％以上，风机能源消耗降低30％以上，高架库区每年节能降耗18％以上。
本发明系统控制实施原则：A、新风、混风的增湿或除湿操作依据，是高架库区的绝对含湿量，而不是外界相对湿度；B、送风与库区温差是相对湿度波动的首要原因，应严格控制波动范围；C、根据送风温度对高架库区进行动态的送风回风切换控制。

Claims (12)

1.一种卷烟厂高架库温湿度控制的空调系统，其特征在于，系统包括：空调机组(1)、空调机组(2)、顶层风管阵列(4)、底层风管阵列(5)、高架库(6)和温湿度检测装置(7)；经空调机组(1)和空调机组(2)处理后的风，通过风管输送到顶层风管阵列(4)或底层风管阵列(5)，对高架库(6)进行温湿度控制；回风通过顶层风管阵列(5)或底层风管阵列(4)再返回到空调机组(1)和空调机组(2)处理。
2.根据权利要求1所述的一种卷烟厂高架库温湿度控制的空调系统，其特征在于，所述系统在空调机组(1)和空调机组(2)与顶层风管阵列(4)和底层风管阵列(5)的环路之间设置有送风回风切换装置(3)。
3.根据权利要求2所述的一种卷烟厂高架库温湿度控制的空调系统，其特征在于，所述送风回风切换装置(3)由双路双叉式主风管(8)与分设在四条风管上的四组阀门(13)、(14)、(15)、(16)构成。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种卷烟厂高架库温湿度控制的空调系统，其特征在于，所述顶层风管阵列(4)，由纵横排列于每条过道正上方的风管组成，每条横向风管向下设置多个风口，风口与高架库货物顶部的垂直高度差为1.5-2米。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种卷烟厂高架库温湿度控制的空调系统，其特征在于，所述底层风管阵列(5)，纵横排列于库区地面，纵管设置于货架纵向一侧的底部边沿，横管设置在每个货架底部和侧墙根，与货架等长；侧墙根处横管面向货架方向设置单向风口，货架底部横管设置面向相邻巷道的双向风口；高架库最下层货架与风口的垂直高度差1.5-2米。
6.一种卷烟厂高架库的温湿度控制工艺，其特征在于，其温湿度控制工艺包括：新风(9)与混风(11)分别经空调机组(1)与空调机组(2)处理后的送风(12)，通过风管输送到顶层风管阵列(4)或底层风管阵列(5)，对高架库(6)进行温湿度控制；回风通过顶层风管阵列(5)或底层风管阵列(4)再返回到空调机组(1)和空调机组(2)处理；温湿度检测装置(7)对送风(12)和高架库(6)区域温度进行检测，当送风(12)温度低于高架库(6)区域工艺温度时，送风回风切换装置(3)控制库内空调气流呈现为“顶部送风底部回风”；当送风(12)温度高于高架库(6)区域工艺温度时，送风回风切换装置(3)控制库内空调气流呈现为“底部送风顶部回风”。
7.根据权利要求6所述的一种卷烟厂高架库的温湿度控制工艺，其特征在于，所述送风回风切换装置(3)的控制，通过双路双叉式主风管(8)与分设在四条风管上的四组阀门(13)、(14)、(15)、(16)实现。
8.根据权利要求6所述的一种卷烟厂高架库的温湿度控制工艺，其特征在于，所述顶层风管阵列(4)，由纵横排列于各条过道正上方的风管组成，每条横向风管向下设置多个风口，风口与高架库货物顶部的垂直高度差为1.5-2米，可实现送风和回风功能。
9.根据权利要求6所述的一种卷烟厂高架库的温湿度控制工艺，其特征在于，所述底层风管阵列(5)，纵横排列于库区地面，纵管设置于货架纵向一侧的底部边沿，横管设置在每个货架底部和侧墙根，与货架等长；侧墙根处横管面向货架方向设置单向风口，货架底部横管设置面向相邻巷道的双向风口，可实现送风和回风功能；高架库最下层货架与风口的垂直高度差1.5-2米。
10.根据权利要求7所述的一种卷烟厂高架库的温湿度控制工艺，其特征还在于，所述“底部送风顶部回风”步骤为：阀门(13)、阀门(16)关闭，阀门(14)、阀门(15)打开，空调送风(12)经阀门(14)方向，进入高架库区底层风管阵列(5)，与高架库(6)货品进行温湿度交换后，经顶层风管阵列(4)进入空调运行区经阀门(15)进入回风(10)循环。
11.根据权利要求7所述的一种卷烟厂高架库的温湿度控制工艺，其特征还在于，所述“顶部送风底部回风”步骤为：阀门(14)、阀门(15)关闭，阀门(13)、阀门(16)打开，空调送风(12)经阀门(16)方向，进入高架库区顶层风管阵列(4)，与高架库(6)货品进行温湿度交换后，经底层风管阵列(5)进入空调运行区经阀门(13)进入回风(10)循环。
12.根据权利要求6-11任一所述的一种卷烟厂高架库的温湿度控制工艺，其特征在于，新风(9)与混风(11)分别经空调机组(1)与空调机组(2)恒湿处理后，控制空气绝对含湿量与高架库区的空气绝对含湿量的平均值一致，送风(12)温度与高架库区上、中、下层温度最大温差绝对值≤3℃，高架库(6)区的上、中、下层最大温度差绝对值≤2℃。
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