CN114909778A - 一种焓值控制的节能中央空调方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种焓值控制的节能中央空调方法，所述方法包括以下步骤：步骤S1、在纺织车间工作时采集温湿度计算焓值；步骤S2、设定目标；步骤S3、设定目标后，进行焓值比较，PID运算输出0‑100％，将0‑50％动作焓值低的风分配给纺织车间的风阀进行控制；步骤S4、当输出量大于PID运算50％焓值时，纺织车间的水阀介入进行使用；本发明能够实现纺织车间内空调焓值的控制。

Description

一种焓值控制的节能中央空调方法
技术领域
本发明涉及纺织行业技术领域，特别是一种焓值控制的节能中央空调方法。
背景技术
中央空调作为环境控制设备在工业生产中得到了广泛应用，随着我国产业升级战略的不断推进，工业生产过程中对温度、湿度、洁净度等生产环境的要求越来越高，中央空调的应用领域越来越广泛。
在纺织行业中，空气的温湿度对纺织工艺和纺织设备影响较大，温湿度对纤维强伸度、导电性、柔软性、回潮率等有着密切的关系，纺织企业生产车间四季的温度应保持在17-25℃，相对湿度不小于65％，因此冷水机组、组合式空箱等中央空调产品所提供的温湿度、洁净度调节是纺织厂生产中必不可少的设备。
现有技术中对纺织车间采集温湿度后，就开始设定目标，然后当新回风温度较低时直接开冷水，冷却车间，使用温度控制，无法使用新技术焓值控制；风阀无最低下限保留控制运行，导致车间烟雾很大，全回风运行问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种能够实现采用不同的新回风比例运行方式，以减少冷冻水用量的方法。
本发明采用以下方法来实现：一种焓值控制的节能中央空调方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S1、在纺织车间工作时采集温湿度计算焓值；
步骤S2、设定目标；
步骤S3、设定目标后，进行焓值比较，PID运算输出0-100％，将0-50％动作焓值低的风分配给纺织车间的风阀进行控制；
步骤S4、当输出量大于PID运算50％焓值时，纺织车间的水阀介入进行使用，从而实现纺织车间内空调焓值的控制。
进一步的，所述步骤S1进一步具体为：所述焓值计算公式：i＝(1.01+1.84d)t+2500d(kj/kg干空气)；式中：t—空气温度℃；d—空气的含湿量kg/kg干空气；1.01—干空气的平均定压比热kj/(kg.K)；1.84—水蒸气的平均定压比热kj/(kg.K)；2500—0℃时水的汽化潜热kj/kg。
进一步的，所述步骤S2进一步具体为：送风出口温度目标，根据车间生产工艺要求设定。
进一步的，所述步骤S3进一步具体为：纺织车间的空调新风和回风计算出焓值后进行比较，回风焓值小于新风炩值是增焓，新风焓值小于回风焓值是减焓，遵循优先使用焓值较低的空气。
进一步的，所述PID运算输出0-100％比例，0-50％分配给风阀控制，50-100％为冷冻水控制；系统会优先使用风阀焓值控制，当控制输出量大于PID运算50％时，水阀才会开始介入使用。
本发明的有益效果在于：本发明计算出新回风焓值，只要新风焓值低于回风焓值，系统PID运算后的比率输出控制器切换新风阀开，反之用回风阀开，减少冷冻水用量，因此，在焓值控制方式下进行中央空调系统经济运行的节能量比温度控制方式更大，这也是焓值控制比温度控制更节能的原因。
附图说明
图1为本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
请参阅图1所示，本发明提供了一种焓值控制的节能中央空调方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S1、在纺织车间工作时采集温湿度计算焓值；
步骤S2、设定目标；送风出口温度目标(参与PID运算的设定值)，根据车间生产工艺要求设定，比如加弹车间21度。
步骤S3、设定目标后，进行焓值比较，PID运算输出0-100％，将0-50％动作焓值低的风分配给纺织车间的风阀进行控制；
步骤S4、当输出量大于PID运算50％焓值时，纺织车间的水阀介入进行使用，从而实现纺织车间内空调焓值的控制。
下面通过一具体实施例对本发明作进一步说明：
本发明硬件采用了西门子S7-1200 1214C数据处理控制器。人机界面MCGSTC106ITX10寸屏，用于现场观看和设定参数。西门子WINCC7.4做上位机监控系统，用于各分系统时实数据采集做历史记录。
中央空调系统的任务是提供一个温度、湿度都适宜的工作和生产环境，来满足生活或生产需求，同时在现在能源管理的工作下，如何使中央空调系统运行更节能，是必须考虑的问题。
焓值控制其中空气的调节过程与室外新风的装态和新回风比的关系十分密切，在不同的气象条件下，采用不同的新回风比例运行方式，以减少冷冻水用量，达到节能的目的。
运行过程：现场的送风，回风，新风这三个位置的温湿度采集到PLC模拟量模块里面，由工程量-40-60度和0-100％湿度转为4-20ma，对应模块分辨率0-27648线性对应关系。
模拟量的标准电信号是A0—Am(如：4—20mA)，A/D转换后数值为D0—Dm(如：5530—27648)，设模拟量的标准电信号是A，A/D转换后的相应数值为D，由于是线性关系，函数关系
A＝f(D)可以表示为数学方程：A＝(D－D0)×(Am－A0)/(Dm－D0)+A0。
根据该方程式，得出
实测工程值＝(测量值AIW-5530)*(工程最大值60-工程最小值-40)/(27648-5530)+工程最小值-40。
焓值比较关系：新风和回风计算出焓值后进行比较，回风焓值小于新风炩值是增焓，新风焓值小于回风焓值是减焓，遵循优先使用焓值较低的空气。如果新风和回风焓值正负2.5KJ内属于等焓，风阀不进行参与调节。
控制：PID运算输出一个0-100％比例，0-50分配给风阀控制，50-100为冷冻水控制。
PID＝Uk+KP*【E(k)-E(k-1)】+KI*E(k)+KD*【E(k)-2E(k-1)+E(k-2)】，KP＝比例系数，KI＝积分常数，KD＝微分常数，UK＝输出，UEK＝符号，1为负数，0为正数。
输出0-100％是控制器动作量；比如0％-50％控制风阀开度，0％对应风阀关，25％对应风阀开一半，50％对应风阀开完。
比如50％-100％控制冷水电动阀，50％对应冷水电动阀关，75％对应冷水电动阀开一半，100％对应冷水电动阀开完。
通过PID公式计算得出比例，0-50％分配给风阀控制，50-100％为冷冻水阀控制。
这样系统会优先使用风阀焓值控制，当控制输出量大于PID50％时，水阀才会开始介入使用，在夜间和季节变换时，大大节约冷冻水用量。解决了原始系统只考虑用温度原理来控制输出风阀动作。
中央空调系统的焓值控制中，新风开度的是由新风和回风焓值的比较，它不存在和单纯的温度比较控制，取决于温度和湿度混合之后的空气焓值，系统只要计算出新回风焓值，在供冷模式下，只要新风焓值低于回风焓值，系统就会按PID运算后的比率切换新风量运行，反之用回风量运行，减少冷冻水用量，因此，在焓值控制方式下进行中央空调系统经济运行的节能量比温度控制方式更大，这也是焓值控制比温度控制更节能的原因。
焓值计算公式：
i＝(1.01+1.84d)t+2500d(kj/kg干空气)
(式中：t—空气温度℃d—空气的含湿量kg/kg干空气1.01—干空气的平均定压比热kj/(kg.K)1.84—水蒸气的平均定压比热kj/(kg.K)2500—0℃时水的汽化潜热kj/kg由上式可以看出：(1.01+1.84d)t是随温度变化的热量，即“显热”；而2500d则是0℃时dkg水的汽化潜热，它仅随含湿量而变化，与温度无关，即是“潜热”。)
饱和水蒸汽压力＝6.10695*10^[(7.59271*T)/(240.72709+T)]
水蒸汽分压力pq＝饱和水蒸汽压力*相对湿度
含湿量X＝0.622*水蒸汽分压力pq/P大气压-水蒸汽分压力pq
由KJ/KG PDF图子程序完FC1完成计算。
如计算温度27.3和湿度59.2％的焓值61.8kj/kg：
计算饱和水蒸汽压力36.2＝6.10695*10^[(7.59271*27.3)/(240.72709+27.3)]
计算水蒸汽分压力pq＝湿度59％*饱和压力36.2
计算含湿量d0.013454648＝0.622*水蒸汽分压力pq/101325大气压-水蒸汽分压力pq
计算焓值得61.8kj/kg＝(1.01+1.84*含湿量0.013454648)*温度27.3+2500*含湿量0.013454648。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种焓值控制的节能中央空调方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤S1、在纺织车间工作时采集温湿度计算焓值；
步骤S2、设定目标；
步骤S3、设定目标后，进行焓值比较，PID运算输出0-100％，将0-50％动作焓值低的风分配给纺织车间的风阀进行控制；
步骤S4、当输出量大于PID运算50％焓值时，纺织车间的水阀介入进行使用，从而实现纺织车间内空调焓值的控制。
2.根据权利要求1所述的一种焓值控制的节能中央空调方法，其特征在于：所述步骤S1进一步具体为：所述焓值计算公式：i＝(1.01+1.84d)t+2500d(kj/kg干空气)；式中：t—空气温度℃；d—空气的含湿量kg/kg干空气；1.01—干空气的平均定压比热kj/(kg.K)；1.84—水蒸气的平均定压比热kj/(kg.K)；2500—0℃时水的汽化潜热kj/kg。
3.根据权利要求1所述的一种焓值控制的节能中央空调方法，其特征在于：所述步骤S2进一步具体为：送风出口温度目标，根据车间生产工艺要求设定。
4.根据权利要求1所述的一种焓值控制的节能中央空调方法，其特征在于：所述步骤S3进一步具体为：纺织车间的空调新风和回风计算出焓值后进行比较，回风焓值小于新风炩值是增焓，新风焓值小于回风焓值是减焓，遵循优先使用焓值较低的空气。
5.根据权利要求1所述的一种焓值控制的中央空调方法，其特征在于：所述PID运算输出0-100％比例，0-50％分配给风阀控制，50-100％为冷冻水控制；系统会优先使用风阀焓值控制，当控制输出量大于PID运算50％时，水阀才会开始介入使用。
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