一、设计概况

该图书馆库房位于浙江省杭州市，需要进行恒温恒湿控制的区域有两块，即善本书库和阅览室，如图2-1所示。善本库房面积为582 m2，高度为3m：阅览室面积为193m，高度为3m。善本书库及其阅览室内的温度在20--22℃连续可调，波动范围不超过士10℃；相对湿度在5060%连续可调，波动范围不超过士5%。

二、主要节能措施

1、采用热湿独立控制装置

(一)热湿独立控制装置原理

前面在绪论章节已经讨论过，在传统型的恒温恒湿空调系统中，由于采用固定露点温度的除湿方法，表冷器一直工作在其最大设计负荷下，被处理的空气全部被冷却至露点温度以下，然后再使用电加热器和电加湿器对被处理空气进行再热和加湿，造成能量的大量浪费。本文在表冷器冷冻水循环回路上增加了一套热湿独立控制装置，如图2-2和图2-3所示。水温为Tw的冷冻水箱的水在循环水泵的作用下，进入到第一个电动可控三通阀的主要作用是调节水温为Tw的冷冻水箱的水和水温为Tw.：的表冷器回水的混合比例，从而改变进入表冷器中与被处理空气进行换热的冷冻水的温度。

当进入到表冷器的冷冻水的流量不发生改变时，通过调节RH-PID的输出信号可以达到改变表冷器的除湿量，从而控制被调空间的相对湿度。经过第一个电控可控三通阀混合后水温为Tw.l的冷冻水进入到第二个电控三通阀1#}1#将qm，w的冷冻水分为两支，一支qm，w，3进入到表冷器，另一支qm，w，4与表冷器回水混合后进入下一次循环。同样，电控三通阀1#的旁通量由T-PID的输出信号控制。如果进入到表冷器的冷冻水的水温不发生变化，改变T-PID信号，可以改变进入表冷器的冷冻水流量，从而达到控制被处理空气温度的目的。因此只需要通过改变两个电控三通阀的开度就可以达到同时控制进入表冷器的冷冻水的温度和流量。

(二)PID分程控制

1、温度PID信号控制

为了使整个系统能实现自动控制而且能够达到设计参数要求，热湿独立控制装置中两个电控三通阀的开度需要使用PID分程控制。如图2-4所示，当温度PID的输入信号在o}o.s之间时，即系统采集回来的温度高于设定值，这个时候加热器的输出为零，同时电控三通阀CTV1的输出量减少，也就是旁通掉的冷冻水流量减少，使得进入表冷器的冷冻水流量增加，因此送风温度降低；当PID的输入信号在0.0-1.0之间时，系统采集回来的温度低于设定值，这个时候加热器的输出开始增大，同时电控三通阀CTV1#的输出量维持在0.2不变，保证有一定流量的冷冻水流过表冷器对空气进行除湿，送风温度总体升高。

2、相对湿度PID信号控制

相对湿度PID控制原理和温度PID是一样的，当相对湿度PID的输入信号在0^-0.5之间时，即采集回来的相对湿度高于设定值，这个时候加湿器的输出量为零，CTV2#的输出量增大，使得旁通流量增大，根据式2-2可得，当旁通量增大时，冷冻水的温度降低，因而表冷器的除湿量增大，送风相对湿度降低；当PID的输入信号在0.5-1.0之间时，此时采集回来的相对湿度低于设定值，加湿器开始工作，输出量逐渐增大，CTV2#的输出量维持0.8不变，因此送风相对湿度升高。

2、压缩机温度步进控制

传统的恒温恒湿空调系统对于压缩机的控制往往是统一开闭，这样容易造成被控制的参数超调，造成能源浪费。而采用多级温度步进控制，多台室外压缩机根据回水温度自动开启或关闭。这种控制方式有利于提高系统控制参数的稳定性，同时也具备明显的节能效果。该图书馆库房恒温恒湿空调系统一共有八台冷机，以冷冻水箱的设为目标温度7℃为例，开启和关闭规律如表2-1所示，采用LabVIEW和PLC编程实现冷机自动控制。值得指出的是，在实际的工作当中，为了避免某一台冷机频繁的开停，需要在自动控制软件中设置算法，使每一台压缩机的工作时间均衡。http://www.zhenghangsy.net