本发明涉及纺丝车间空调技术领域，尤其涉及一种纺丝空调系统及其调控方法。
背景技术：
在纺织行业的纺织车间，为了满足生产工艺要求，需要把车间的温度和相对湿度控制在允许的范围之内。纺织空调在纺织生产过程中起着重要的作用。目前，我国纺织企业所使用的空调形式众多，仍采用人工控制，但总的要求和功能是一致的，既要能使车间的温湿度保持在所要求的范围内，又要使车间的飞花和尘埃含量控制在允许限度内，同时要保持足够的新鲜空气补入车间以利于操作人员的身体健康。纺织厂是高能耗的企业，而纺织空调用电约占全厂用电的15％～25％，是用电量较大的一块。
车间空调参数的设定与能源消耗是密切联系在一起的，但是空气条件的指标在很大程度上取决于操作人员的经验和责任心。据统计，夏季纺织厂车间温度每降低1℃，就需多耗冷量约10％，冬季纺织厂车间温度每提高1℃，也将消耗很大的热能。例如布机车间，在冬季车间温湿度考核指标将温度下限定在24℃，仅靠车间的散热量和车间的回风，车间温度能维持在22℃，空调工为了温湿度正表率也就被迫开光管加热器进行加热调整，但光管加热器对空气的处理是升温降湿过程，所以需要增加蒸喷进行等焓加湿，结果为了指标温度提高2℃，浪费了大量的热能。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种纺丝空调系统及其调控方法，利用自然能源，降低了蒸汽及冷冻水的消耗，并降低了电力能源的消耗。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种纺丝空调系统，包括调节系统、控制系统和检测系统，所述空调系统根据功能分为排风段、新风段、回风段、过滤段、表冷降温段、蒸汽加热段、送风段、喷淋室以及连接管道；
所述调节系统包括设于排风段的排风调节窗，设于新风段的新风调节窗，设于回风段的回风调节窗及回风机，设于过滤段的空气过滤器，设于表冷降温段的冷凝泵及降温调节阀，设于蒸汽加热段的加热调节阀，设于送风段的送风机，设于喷淋室的喷淋水泵；
所述检测系统包括设于表冷降温段的冷冻水温度传感器、冷冻进水压力传感器，设于蒸汽加热段的加热蒸汽压力传感器，设于喷淋室的喷淋水温度传感器、喷淋水压力传感器，设于回风段的回风温湿度传感器，设于新风段的室外温湿度传感器，设于回风段的室内温湿度传感器；
所述控制系统包括中央控制器单元、HMI操作单元、监控单元，所述中央控制器单元根据监控单元的数据控制调节系统各部件，工人通过所述HMI操作单元进行检测和控制，所述监控操作单元用于监测检测系统。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述冷凝泵、喷淋水泵通过水泵变频器与中央控制器单元相连。
所述回风机、送风机通过风机变频器与中央控制器单元相连。
所述喷淋室设有挡水板。
一种上述纺丝空调系统的调控方法，所述中央控制器单元运用焓值的基本计算公式，分别计算纺丝间室外及室内的焓值，并比较计算结果；当室外焓值大于室内焓值时，室外空气不能作为洁净能源使用，关闭排风调节窗和新风调节窗，回风调节窗全开，中央控制器单元控制表冷降温段、蒸汽加热段调节空气；当室外焓值小于室内焓值时，将室外空气作为洁净能源使用，中央控制器单元根据设定值先对排风调节窗、新风调节窗、回风调节窗进行实时控制，再结合调控表冷降温段、蒸汽加热段。
空气中的焓值是指空气中含有的总热量，通常以干空气的单位质量为基准，称作比焓。简称为焓，是指一千克干空气的焓和与它相对应的水蒸气的焓的总和。焓值是温度和湿度的综合，是一个能量单位，他表示在单位空气中温度和湿度综合后的能力刻度，在空调行业，由于主要是对空气进行加热、制冷、加湿、除湿处理，所以要综合计算。在工程上，可以根据一定质量的空气在处理过程中比焓的变化，来判定空气是得到热量还是失去了热量。空气的比焓增加表示空气中得到热量，空气的比焓减小表示空气中失去了热量。
在计算气流经过换热器的换热量的时候，气流一侧的换热量计算通过焓差计算相当简便：
Q＝M*(Hout-Hin)
式中：Q是换热量；M是气流质量流量；H为气流比焓值。
空气的焓值是指空气所含有的总热量，通常以干空气的单位质量为基准。
焓用符号：i；单位是：kj/kg干空气。湿空气焓值等于1kg干空气的焓值与dkg水蒸气焓值之和。湿空气焓值计算公式为：
i＝1.01t+(2500+1.84t)d＝(1.01+1.84d)t+2500dkj/kg干空气)
式中：t—空气温度℃；
d—空气的含湿量g/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”。
上述调控方法中，优选地，根据以下不同的情况对空调系统进行调控：
1)夏季：当纺丝间室内温度低于设定温度时，冷凝泵停止运行，中央控制器单元控制增大排风调节窗、新风调节窗的开度，减小回风调节窗的开度，使室内温度升到设定温度；当纺丝间室内温度高于设定温度时，控制排风调节窗和新风调节窗开度最小，将回风调节窗的开度最大，打开降温调节阀，开启冷凝泵，通过喷淋室的喷淋降温，直到室内温度达到设定温度；
对于纺丝间湿度的控制，当纺丝间湿度小于设定值时，调节排风调节窗、新风调节窗和回风调节窗的开度，增大其中含湿量大的风量，增大喷淋水泵的频率，增大送风机的频率；当室内湿度高于设定值时，调节排风调节窗、新风调节窗和回风调节窗的开度，减小其中含湿量大的风量，减小送风机的频率；
2)过渡季节：关闭冷凝泵的冷冻水进水阀门，当室内温度高于设定温度时，增大排风调节窗、新风调节窗的开度，减小回风调节窗的开度，直到室内温度达到设定温度；如果排风调节窗、新风调节窗的开度最大，回风调节窗的开度最小时，室内温度仍高于设定温度，增大喷淋水泵和冷凝泵的频率，增大送风机的频率，直到室内温度达到设定温度；当纺丝间室内温度低于设定温度时，减小排风调节窗、新风调节窗的开度，增大回风调节窗的开度，直到室内温度达到设定温度；如果排风调节窗、新风调节窗的开度最小，回风调节窗的开度最大时，室内温度仍低于设定温度，减小喷淋水泵和冷凝泵的频率，直到室内温度达到设定温度；
对于纺丝间湿度的控制，当纺丝间湿度小于设定值时，调节排风调节窗、新风调节窗和回风调节窗的开度，增大其中含湿量大的风量，增大喷淋水泵的频率，增大送风机的频率；当室内湿度高于设定值时，调节排风调节窗、新风调节窗和回风调节窗的开度，减小其中含湿量大的风量，减小送风机的频率；
3)冬季：关闭冷凝泵，当室内温度高于设定值时，增大排风调节窗、新风调节窗的开度，减小回风调节窗的开度，直到室内温度到达设定温度；当室内温度低于设定值时，减小排风调节窗、新风调节窗的开度，增大回风调节窗的开度，直到室内温度到达设定温度；如果排风调节窗、新风调节窗的开度最小，回风调节窗的开度最大时，室内温度仍低于设定温度，打开加热调节阀，直到室内温度达到设定温度；
对于纺丝间湿度的控制，当纺丝间湿度小于设定值时，调节排风调节窗、新风调节窗和回风调节窗的开度，增大其中含湿量大的风量，增大喷淋水泵的频率，增大送风机的频率；当室内湿度高于设定值时，调节排风调节窗、新风调节窗和回风调节窗的开度，减小其中含湿量大的风量，减小喷淋水泵的频率，减小送风机的频率。
露点温度指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。温度降至露点时，湿空气中便有凝结水滴析出。湿空气的露点不仅与温度有关，而且与湿空气中水分含量的多少有关。含水量大的露点高，含水量少的露点低。上述调控方法中，优选地，所述中央控制器单元将露点温度定为纺丝间室内调控后要达到的温度设定值。
上述调控方法中，优选地，所述新风调节窗的开度为X％，则排风调节窗的开度同为X％，所述X的范围为1～99。
上述调控方法中，优选地，所述回风调节窗的开度为(100-X)％。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的纺丝空调系统及其调控方法，根据空调系统所处的自然环境结合系统运行的工况进行协调运行，主要运用三窗联动的方法，室外新风被作为此空调系统的主要能源，蒸汽和冷冻水作为此空调系统的备用能源，综合利用自然能源，降低了蒸汽及冷冻水的消耗。本发明的纺丝空调系统，送风机和回风机都采用变频控制，降低了电力能源的消耗。
附图说明
图1是本发明纺丝空调系统的调控方法的流程示意图。
图例说明：
1、排风调节窗；2、新风调节窗；3、回风调节窗；4、回风机；5、空气过滤器；6、冷凝泵；7、降温调节阀；8、挡水板；9、加热调节阀；10、送风机；11、喷淋室。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
如图1所示，本发明的纺丝空调系统包括调节系统、控制系统和检测系统，空调系统根据功能分为排风段、新风段、回风段、过滤段、表冷降温段、蒸汽加热段、送风段、喷淋室11以及连接管道。
调节系统包括设于排风段的排风调节窗1，设于新风段的新风调节窗2，设于回风段的回风调节窗3及回风机4，设于过滤段的空气过滤器5，设于表冷降温段的冷凝泵6及降温调节阀7，设于蒸汽加热段的加热调节阀9，设于送风段的送风机10，设于喷淋室11的喷淋水泵。喷淋室11的出口处设有挡水板8，用于过滤多余的水分。
检测系统包括设于表冷降温段的冷冻水温度传感器、冷冻进水压力传感器，设于蒸汽加热段的加热蒸汽压力传感器，设于喷淋室11的喷淋水温度传感器、喷淋水压力传感器，设于回风段的回风温湿度传感器，设于新风段的室外温湿度传感器，设于回风段的室内温湿度传感器。
控制系统包括中央控制器单元、HMI操作单元、监控单元，中央控制器单元根据监控单元的数据控制调节系统各部件，工人通过HMI操作单元进行检测和控制，监控操作单元用于监测检测系统。
冷凝泵6、喷淋水泵通过水泵变频器与中央控制器单元相连。回风机4、送风机10通过风机变频器与中央控制器单元相连。
如图1所示，本发明纺丝空调系统的调控方法是对比纺丝间室内的焓值和室外焓值，根据焓值的差值，先采用调节排风调节窗1、新风调节窗2、回风调节窗3开度大小的三窗联动的原理，再结合冷冻水降温、蒸汽加热等方法进行调控。空调系统可用能源包括自然能源(室外新风)、蒸汽-热源、冷冻水-冷源，其中自然能源(室外新风)是无损耗能源，但只能作为冷源使用。
中央控制器单元将露点温度定为调控后要达到的设定温度值。设定新风调节窗2的开度为X％，则排风调节窗1的开度同为X％，回风调节窗3的开度为(100-X)％，其中X的范围为1～99。
中央控制器单元运用焓值的基本计算公式，分别计算纺丝间室外及室内的焓值，并比较计算结果；当室外焓值大于室内焓值时，室外空气不能作为洁净能源使用，关闭排风调节窗1和新风调节窗2，完全打开回风调节窗3，中央控制器单元控制表冷降温段、蒸汽加热段调节空气。当室外焓值小于室内焓值时，将室外空气作为洁净能源使用，中央控制器单元根据设定值先对排风调节窗1、新风调节窗2、回风调节窗3进行实时控制，再结合调控表冷降温段、蒸汽加热段。当排风调节窗1、新风调节窗2、回风调节窗3的开度范围在5％～95％之间时，无需其他辅助能源即可达到露点温度。
由于对于纺丝间来说湿度的调节比温度调节重要，并且由于温度和湿度的耦合关系，所以对温度和湿度的调节要相结合进行，在调节纺丝间湿度时，室内温度会随着湿度的增加而降温，随着湿度的减小而升温。调控过程中，喷淋水泵主要用于加湿空气，冷凝泵6主要用于对室内空气进行除湿降温。
根据季节的不同，调控方法有所不同，主要分为以下3种情况：
1)夏季：使用喷淋水泵和冷凝泵6喷淋处理。
对于纺丝间湿度的控制，当纺丝间湿度小于设定值时，先调节排风调节窗1、新风调节窗2和回风调节窗3的开度，需要增大其中含湿量大的风量；当X的值不在5～95的范围内时，中央控制器单元再增大喷淋水泵的频率，并增大送风机10的频率；当室内湿度高于设定值时，调节排风调节窗1、新风调节窗2和回风调节窗3的开度，减小其中含湿量大的风量；当X的值不在5～95的范围内时，减小喷淋水泵的频率，减小送风机10的频率。
在满足湿度要求的基础上，当纺丝间室内温度低于露点温度时，冷凝泵6停止运行，中央控制器单元控制排风调节窗1、新风调节窗2开度增大，回风调节窗3的开度减小，使室内温度自然升到露点温度；当纺丝间室内温度高于露点温度时，减小排风调节窗1、新风调节窗2的开度至X﹤5，增大回风调节窗3的开度，打开降温调节阀7，开启冷凝泵6，通过喷淋室11的喷淋降温，直到室内温度达到设定温度。
2)春秋过渡季节：主要参照夏季的调控方法，关闭冷凝泵6的冷冻水进水阀门，即关闭降温调节阀7，使用喷淋水泵和冷凝泵6喷淋处理。
对于纺丝间湿度的控制，当纺丝间湿度小于设定值时，先调节排风调节窗1、新风调节窗2和回风调节窗3的开度，需要增大其中含湿量大的风量；当X的值不在5～95的范围内时，中央控制器单元再增大喷淋水泵和冷凝泵6的频率，并增大送风机10的频率；当室内湿度高于设定值时，调节排风调节窗1、新风调节窗2和回风调节窗3的开度，减小其中含湿量大的风量；当X的值不在5～95的范围内时，减小喷淋水泵的频率，减小送风机10的频率。
在满足湿度要求的基础上，当室内温度高于设定温度时，增大排风调节窗1、新风调节窗2的开度，减小回风调节窗3的开度，直到室内温度达到露点温度；如果X达到95以上时，即排风调节窗1、新风调节窗2的开度最大，回风调节窗3的开度最小时，室内温度仍高于设定温度时，增大喷淋水泵和冷凝泵6的频率，增大送风机10的频率，直到室内温度达到设定温度；当纺丝间室内温度低于设定温度时，减小排风调节窗1、新风调节窗2的开度，增大回风调节窗3的开度，直到室内温度达到设定温度；如果X达到5以下时，即排风调节窗1、新风调节窗2的开度最小，回风调节窗3的开度最大时，室内温度仍低于设定温度，减小喷淋水泵和冷凝泵6的频率，减小送风机10的频率，直到室内温度达到设定温度。在一些地区，春秋季温度较低，可以打开加热调节阀9，直到室内温度达到设定温度。
3)冬季：关闭冷凝泵6，使用蒸汽和喷淋水泵处理空气。
对于纺丝间湿度的控制，当纺丝间湿度小于设定值时，先调节排风调节窗1、新风调节窗2和回风调节窗3的开度，需要增大其中含湿量大的风量；当X的值不在5～95的范围内时，中央控制器单元增大喷淋水泵的频率，增大送风机10的频率；当室内湿度高于设定值时，先调节排风调节窗1、新风调节窗2和回风调节窗3的开度，减小其中含湿量大的风量；当X的值不在5～95的范围内时，减小喷淋水泵的频率，减小送风机10的频率。
在满足湿度要求的基础上，当室内温度低于设定值时，减小排风调节窗1、新风调节窗2的开度，增大回风调节窗3的开度，直到室内温度到达设定温度；如果X达到5以下时，即排风调节窗1、新风调节窗2的开度最小，回风调节窗3的开度最大时，室内温度仍低于设定温度，打开加热调节阀9，通入蒸汽加热混合空气，直到室内温度达到设定温度；当室内温度高于设定值时，增大排风调节窗1、新风调节窗2的开度，减小回风调节窗3的开度，直到室内温度到达设定温度。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。