一、設(shè)計概況
該圖書館庫房位于浙江省杭州市，需要進行恒溫恒濕控制的區(qū)域有兩塊，即善本書庫和閱覽室，如圖2-1所示。善本庫房面積為582 m2，高度為3m：閱覽室面積為193m，高度為3m。善本書庫及其閱覽室內(nèi)的溫度在20--22℃連續(xù)可調(diào)，波動范圍不超過士10℃；相對濕度在5060%連續(xù)可調(diào)，波動范圍不超過士5%。
二、主要節(jié)能措施
1、采用熱濕獨立控制裝置
(一)熱濕獨立控制裝置原理
前面在緒論章節(jié)已經(jīng)討論過，在傳統(tǒng)型的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)中，由于采用固定露點溫度的除濕方法，表冷器一直工作在其最大設(shè)計負荷下，被處理的空氣全部被冷卻至露點溫度以下，然后再使用電加熱器和電加濕器對被處理空氣進行再熱和加濕，造成能量的大量浪費。本文在表冷器冷凍水循環(huán)回路上增加了一套熱濕獨立控制裝置，如圖2-2和圖2-3所示。水溫為Tw的冷凍水箱的水在循環(huán)水泵的作用下，進入到第一個電動可控三通閥的主要作用是調(diào)節(jié)水溫為Tw的冷凍水箱的水和水溫為Tw.：的表冷器回水的混合比例，從而改變進入表冷器中與被處理空氣進行換熱的冷凍水的溫度。
當進入到表冷器的冷凍水的流量不發(fā)生改變時，通過調(diào)節(jié)RH-PID的輸出信號可以達到改變表冷器的除濕量，從而控制被調(diào)空間的相對濕度。經(jīng)過第一個電控可控三通閥混合后水溫為Tw.l的冷凍水進入到第二個電控三通閥1#}1#將qm，w的冷凍水分為兩支，一支qm，w，3進入到表冷器，另一支qm，w，4與表冷器回水混合后進入下一次循環(huán)。同樣，電控三通閥1#的旁通量由T-PID的輸出信號控制。如果進入到表冷器的冷凍水的水溫不發(fā)生變化，改變T-PID信號，可以改變進入表冷器的冷凍水流量，從而達到控制被處理空氣溫度的目的。因此只需要通過改變兩個電控三通閥的開度就可以達到同時控制進入表冷器的冷凍水的溫度和流量。
(二)PID分程控制
1、溫度PID信號控制
為了使整個系統(tǒng)能實現(xiàn)自動控制而且能夠達到設(shè)計參數(shù)要求，熱濕獨立控制裝置中兩個電控三通閥的開度需要使用PID分程控制。如圖2-4所示，當溫度PID的輸入信號在o}o.s之間時，即系統(tǒng)采集回來的溫度高于設(shè)定值，這個時候加熱器的輸出為零，同時電控三通閥CTV1的輸出量減少，也就是旁通掉的冷凍水流量減少，使得進入表冷器的冷凍水流量增加，因此送風溫度降低；當PID的輸入信號在0.0-1.0之間時，系統(tǒng)采集回來的溫度低于設(shè)定值，這個時候加熱器的輸出開始增大，同時電控三通閥CTV1#的輸出量維持在0.2不變，保證有一定流量的冷凍水流過表冷器對空氣進行除濕，送風溫度總體升高。
2、相對濕度PID信號控制
相對濕度PID控制原理和溫度PID是一樣的，當相對濕度PID的輸入信號在0^-0.5之間時，即采集回來的相對濕度高于設(shè)定值，這個時候加濕器的輸出量為零，CTV2#的輸出量增大，使得旁通流量增大，根據(jù)式2-2可得，當旁通量增大時，冷凍水的溫度降低，因而表冷器的除濕量增大，送風相對濕度降低；當PID的輸入信號在0.5-1.0之間時，此時采集回來的相對濕度低于設(shè)定值，加濕器開始工作，輸出量逐漸增大，CTV2#的輸出量維持0.8不變，因此送風相對濕度升高。
2、壓縮機溫度步進控制
傳統(tǒng)的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)對于壓縮機的控制往往是統(tǒng)一開閉，這樣容易造成被控制的參數(shù)超調(diào)，造成能源浪費。而采用多級溫度步進控制，多臺室外壓縮機根據(jù)回水溫度自動開啟或關(guān)閉。這種控制方式有利于提高系統(tǒng)控制參數(shù)的穩(wěn)定性，同時也具備明顯的節(jié)能效果。該圖書館庫房恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)一共有八臺冷機，以冷凍水箱的設(shè)為目標溫度7℃為例，開啟和關(guān)閉規(guī)律如表2-1所示，采用LabVIEW和PLC編程實現(xiàn)冷機自動控制。值得指出的是，在實際的工作當中，為了避免某一臺冷機頻繁的開停，需要在自動控制軟件中設(shè)置算法，使每一臺壓縮機的工作時間均衡。http://qftd.net
