工艺空调的操作与诊断讲解.docx
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工艺空调的操作与诊断讲解
福建信息职业技术学院
毕业设计（论文）
论文题目：
工艺空调的操作与诊断
系别：
机电工程系
专业：
电气自动化
班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
工艺空调的操作与诊断
摘要：
随着现代工业的高速发展以及对车间和产品工艺温度湿度要求的不断提高，对空调机组及其变频器的运用也逐渐广泛。
本课题通过详细介绍空调机组的工作原理、操作方法以及故障的分析与处理，使人们深入了解它们在工业生产上的作用，以及如何通过变频器、可编程控制器的参数调节，使空调机组正常运行，并以最少的成本和资源来保证车间温度湿度的恒定。
关键词：
工艺空调风机变频器可编程控制器
1.工艺空调的简介
NCKT空调机组是纺织化纤专用设备，是以功能段连体组合，能够完成空气输送、混合、加热、冷却、除湿、加湿、过滤、消声等功能；适用于室内环境或设备，用空气的恒压、恒温、恒湿调节，可广泛应用于电子、仪表、化纤等行业的净化和一般的空调工程。
1.1工艺空调系统的工作原理
工艺空调系统主要由制冷压缩机系统、冷媒（冷冻和冷热）循环水系统、冷却循环水系统、盘管风机系统、冷却塔风机系统等组成。
制冷压缩机组通过压缩机将空调制冷机（冷媒介质）压缩成液态后送至蒸发器中，冷循环水系统通过冷冻水泵将常温水泵入蒸发器盘管中与冷媒进行间接热交换，这样原来的常温水就变成了低温冷冻水，冷冻水被送到各风机口的冷却盘管中吸收盘管周围的空气热量，产生的低温空气由盘管风机吹送到各个车间，从而达到降温的目的。
冷媒在蒸发器中被充分压缩并伴随热量吸收过程完成后，再被送到冷凝器中去恢复常压状态，以便冷媒在冷凝器中释放热量，其释放的热量正是通过循环冷却水系统的冷却水带走。
冷却循环水系统将常温水通过冷却水泵泵入冷凝器热交换盘管后，再将这已变热的冷却水送到冷却塔上，由冷却塔对其进行自然冷却或通过冷却塔风机对其进行喷淋式风冷，与大气之间进行充分热交换，使冷却水变回常温，以便再循环使用。
在冬季需要制热时，工艺空调系统仅需要通过加热将常温水泵入蒸汽热交换器的盘管，通过与蒸汽的充分热交换后再将水送到各楼层的风机盘管中，即可实现向车间提供供暖热风。
1.2空调机组的组成及其工作流程
机组由框架、壁板和各种零部件组合装配而成，箱体为连体结构，框架由型钢制造，结构强度高，经表面镀锌处理。
壁板由二层彩色涂塑钢板，中间衬以EPS阻燃保温材料，经粘合而成，其耐腐蚀性、保温性能优良，外面用铝合金型材装饰。
各功能段连接处均采用密封材料，能量损失低。
各功能段由回风段、新回风混合段、初效过滤段、一次加热段、表冷段、挡水板段、喷淋室、二次回风段、二次加热段、送风机段、亚高效过滤段、蒸汽加湿段组成。
图1空调机组各功能段的组成
1—新风阀；2—混合室法兰盖；3、12—回风阀；4、11—混合室；5—过滤器；6、9、15—中间室；7、13—混合阀；8—一次加热器；10—喷水室；14—二次加热室；16—风机接管；17—加热器支架；18—三角支架
如图1所示，新风通过新风阀
（1）进入空调机箱，与室内来的一次回风在回风段（4）中进行混合，然后，经过过滤器（5），滤去尘埃和杂物，再经一次加热器（8）加热后进入喷水室（10），在喷水室（10）中进行热湿处理，降温除湿后，接着与二次回风进行混合，混合后的空气经二次加热器（4）加热到规定的送风状态点，由送风机经设置在送风管道内的消声器降噪，最后送入室内。
二次回风系统在空气焓-湿图上的表示由室内排出的空气经回风管道内设置的消声器降噪，由回风机将一部分空气排出系统，其余部分作为回风加以利用。
一次回风量和二次回风量的多少由回风阀（3和12）的开度来控制。
将上述空气处理过程表示在焰一湿图（如图4-29所示）上为:
夏季室外空气状态为W，回风空气状态为N，这两股风混合后的状态为C1。
然后，通过加热器等湿加热到H点进入喷淋水室，降温除湿后达到机器露点L，再与回风混合，混合后的空气状态点为C2点。
经二次加热器加热到O点，即送风状态。
这时，送风温差为Δto。
如图2所示。
图2工艺空调的工作流程
2.工艺空调的电路控制
本工艺空调的电路控制应用了传感器（温度、湿度传感器，压差传感器，压差计）、可编程控制器和仪表、比例阀、变频器等仪器。
图3工艺空调的电路控制图
（1）
图4工艺空调的电路控制图
（2）
结合图3、图4，可以了解空调电路部分的基本控制原理。
首先合上断路器QM0，总电源指示灯HL1亮，同时变压器TC0、TC1、TC2和交直转换器接通，变压器TC0输出电压36V供给加热器，变压器TC1输出电压24V分别供给可编程控制器，变压器TC2输出电压24V供给执行部分混风阀和表冷阀，交直转换器输出直流24V供给传感器部分。
若合上断路器QM1，环境风机运行同时接通变频器VFD1，选择开关SA1闭合启动变频器，则接通继电器KA1线圈，KA1常开触头闭合，环风指示灯HL2亮。
若出现故障，则继电器KA2线圈接通，KA2常开触头闭合，空调报警灯HA1亮。
若合上断路器QM2，喷淋水泵运行同时接通变频器VFD2，选择开关SA2闭合启动
变频器，则接通继电器KA3线圈，KA3常开触头闭合，水泵指示灯HL3亮。
若出现故障，则继电器KA4接通，KA4常开触头闭合，空调报警灯HA1亮。
在环境风机运行情况下，若合上断路器QM3和QM4，选择开关SA3和SA4如果选择自动时，若环境风温度低于设定值1℃后，一次加热继电器KA11自动接通，KA11常开触头闭合，则交流接触器KM1通电，KM1主触头闭合，加热器运行，一次加热系统开启，同时一加指示灯亮；若温度继续降低至2℃后，则二次加热继电器KA12也自动通电，KA12常开触头闭合，交流接触器KM2通电，KM2主触头闭合，二次加热系统开启，同时2加指示灯亮。
3.管理与操作
开车前要做好准备工作，首先检查冷水机组是否正常，检查油槽油温（油温若低于22℃不能开机）；然后检查冷水机组润滑油有槽中的油位，油位必须保持在油槽的上下视油镜之间；接着检查系统中各有关阀门是否按工作要求开启或关闭，比如回风阀，送风阀和混合阀是否开启；最后检查系统中各水泵、冷却塔水位和阀门是否正常。
当做好准备工作后，开启冷凝系统水泵和冷冻系统水泵，待系统水泵运转正常后，然后进行上电，接通各个电机的变频器，运行送风机和回风机，开启一次、二次加热器。
在系统进入正常运转后，每隔1小时进行运行检查，检查送风、回风的温度和湿度，若不在正常值范围内，通过控制器设定送风温度，检查完毕后，做好检查记录。
若要停车，首先关闭冷水机组，再关闭系统水泵及相应的进出水阀门，最后关闭末端设备。
3.1可编程控制器的操作
通过可编程控制器的控制面板，可以对送风温度进行设定，调节车间温度和回风温度（保持在24-25℃之间）；设定新风进口的阀门的开度，可以调节新风量；设定加热开度，可以调节新风温度；还可以设定车间湿度和回风湿度。
如图5所示是可编程控制器的控制面板，各功能键如表1所示。
图5可编程控制器的控制面板
序号
控制部名称
功能
1
C
返回之前的屏幕；
取消未被确认的操作或确认报警信息
2
向上键
光标移动向上，也可以代替"+"
3
向下键
光标移动向下，也可以代替"—"
4
向右键
光标移动向右
5
向左键
光标移动向左
6
增加键
每按一次增加数值一个单位或改变数字开关状态
7
减少键
每按一次减少数值一个单位或改变数字开关状态
8
确认键
确认已做的修改；
进入下一个屏幕
9
设备键
显示数据的设备的当前状态
10
时间键
程序显示密码输入屏开始提供改变时间程序设置：
系统时钟；每日一次节目；每周的时间计划；一年一度的时间计划。
11
数据键
数据点/参数，最初显示密码输入屏来提供信息的渠道，物理、远程和伪点地址、技术参数、系统数据的监护项目周期时间，Buswide存取和Flash只读存储器。
12
报警键
显示报警信息；
警报历史记录、参数警报数据位、临界的与非关键警报
表1可编程控制器操作面板功能键
3.2变频器的操作
变频器是空调送风部分的重要器件，它直接关系到侧吹风出口风压的稳定性和准确性，也影响整个空调运行的稳定性。
应用变频器可以控制风机和喷淋水泵的转速，从而调节回风量、送风量和冷却效果。
图6为变频器操作面板，各功能键如表2所示。
图6变频器的操作面板
序号
操作部名称
功能
1
ESC键
返回上一画面；
将设定参数编号时需要变更的位向左移；
如果长按不放，可以从任何画面返回到频率指令画面。
2
RESET键
设定参数的数值等时，将需要变更的位向右移；
检出故障时变为故障复位键。
3
RUN键
使变频器运行。
4
向上键
切换画面；增大参数编号和设定值。
5
向下键
切换画面；减小参数编号和设定值。
6
STOP键
使运行停止。
7
ENTER键
确定各种模式、参数、设定值；
要进入下一画面时使用。
8
LO/RE选择键
对用操作器运行和用外部指令运行进行切换。
9
RUN指示灯
点亮，表示变频器运行中；
熄灭，则表示变频器停止运行。
10
ALMLED指示灯
点亮，故障检出时；
闪烁，轻故障，操作故障或自学习时故障检出时；
熄灭，正常。
11
FOUTLED指示灯
点亮，输出频率显示中。
12
DRVLED指示灯
点亮，驱动模式，自学习时；
闪烁，使用DriveWorksEZ时；
熄灭，程序模式时。
13
REVLED指示灯
点亮，反转指令输入中；
熄灭，正传指令输入中。
14
LO/RE指示灯
点亮，操作器运行指令选择中；
熄灭，操作器以外的运行指令选择中。
表2变频器操作面板功能键
4.检查与诊断
通过对工业上NCKT系列组合式工艺空调机组更深入的学习和研究，充分理解它们的工作原理以及在工业上的操作技巧，让自己可以独立操作和对设备的维护及管理，可以对设备进行检查和测试，懂得对设备各运行状态的监控。
当设备出现一些问题时，可以尽量在不影响工业生产的情况下及时地解除报警，让设备处于正常的工作状态，能够熟练的进行工艺调整。
4.1空调机组检查与诊断
为了使空调机组能够正常运行，每天都必须不定时地检查和记录，避免发生跳车或导致损坏机台，保持送风回风的温度和湿度在正常范围内。
定期对机台进行清洁，使风水系统能够正常流通。
空调机组的日常检查事项如表3所示。
表3空调机组日常检查事项
检查方案
检查项目
每日检查
检查压缩机冷冻油的油压及油量；
检查有无不正常的声响、震动及高温；
检查各种阀门是否正常；
检查机组润滑系统；
检查各仪表、控制器的工作状态；
保持设备处于清洁状态。
定期检查
检查水管或风管是否出现阻塞情况；
检查系统风扇、电机及调校风扇的运行带，并补充润滑油；
检查现有生锈部件、管道支架，如有需要，进行除锈及油漆工作；
检查凝结器的进出水温度；
以毛刷清理凝结的热交换器片及风扇；
检查所有水管是否出现渗漏，测试所有闸阀，并于轴心上润滑油。
4.2常见故障分析与对策
在空调机组运行中会不定时出现一些故障。
当故障发生时要及时诊断，然后在安全的前提下排除故障。
空调机组恢复正常运行后，记录故障原因，解决方法。
每小时对发生故障处进行重点检查和记录。
常见的故障如表4所示。
表4空调机组常见故障及对策
故障现象
原因和对策
空调机组故障
机器露点温度正常或偏低，室内降温慢
有二次回风的系统，二次回风量过大，降低二次回风风量。
风量大于设计风量
系统的实际阻力小于设计阻力，风机的风量因而增大；
有条件时可以改变风机的转数；
设计时选用风机容量偏大，关小风量调节阀，降低风量。
风量小、风压不够或不稳定
系统的实际阻力大于设计阻力，风机风量减小，条件允许时，改进风管构件，减少系统阻力；
系统有阻塞现象，检查清理系统中可能的阻塞物；
系统漏风，应堵漏。
表冷段漏水
排水管堵塞，疏通排水管；
压力过高铜管破裂或冻结，修补表冷器或更换表冷器
喷淋段漏水
补水阀损坏导致溢水，修复或更换阀门；
水箱或壳体之间密封不好，重新制作或修补缝隙；
水箱漏水，修补水箱。
冷（热）量不够
供冷（热）媒水温不够，调整冷（热）媒水温；
进出压差不足，调整压力，疏通过滤器；
交换器结垢严重，清洗交换器；交换器内部管道堵塞，疏通或更换交换器。
变频器故障
过电流
检查输入三相电源是否出现缺相或不平衡；
检查电机电缆（包括相序）；检查编码器电缆（包括相序）；
检查变频器输出侧安装的电磁开关是否误动作。
过载
检查变频器输出三相是否平衡；
检查变频器输出侧安装的电磁开关是否误动作；
检查变频器的加速时间；检查变频器的参数设定（电机相关参数）。
过电压
检查电源电压是否在规定范围内；
检查变频器的减速时间是否设置过短，如过短，延长减速时间；
是否正确使用制动单元，降低负载惯量或放大变频器容量。
欠电压
检查电源是否存在停电、瞬间停电、主电路器件故障、接触不良等；
检查电源电压是否在规定范围内；
检查供电变压器容量是否合适；
检查系统中是否存在大启动电流的负载。
过热故障
检查环境温度是否超过标准；
检查变频器的散热风机工作是否正常，散热风道有无堵塞；
检查变频器散热器的温度显示值。
接地故障
检查电机的对地绝缘；
检查电机电缆的对地绝缘。
5.总结和展望
通过对工业上空调机组及其变频器的更深层次的学习和研究，充分理解它们的工作原理以及在工业上的操作技巧，让自己可以独立操作和对设备的维护及管理，可以对设备进行检查和测试，懂得对设备各运行状态的监控。
当设备出现一些问题时，可以尽量在不影响工业生产的情况下及时地解除报警，让设备处于正常的工作状态。
通过对典型的主流空调技术和产品的分析，可以看出科技创新势不可挡。
高科技含量的空调产品必将取代市场上仅仅具备了制冷制热功能的低技术含量空调。
未来空调将要朝着“四化”，即健康化、节能环保化、人性化、网络化迈进。
在此次实习工作过程中，学到了不少实践上的知识，更深入地了解了变频器和可编程控制器的实际应用，可以独立进行基础的操作与调试，但是在故障处理时，还不够熟练，不能及时作出判断。
在空调机组的电路控制部分上，只能读懂它的控制原理，对变频器的接线方式和可编程控制器的I/O配置不能完全理解。
通过此次课题研究，对变频器有了一定的了解后，准备进行下一步学习实践，从而对它在实际中的应用进行进一步的研究，同时学习变频器的内部电路工作原理和接线原理，能够独立对变频器的调试和维护。
致谢
首先向机电工程系的全体老师表示衷心的感谢，在这三年的时间里，他们为我们的成长和进步做出了贡献。
在这次毕业设计中，有许多老师、同学给予了指导和帮助，在这次毕业设计的整个过程中，给了我们很大的帮助，我们的辅导老师，尽职尽责，一丝不苟。
至此，这次毕业设计业将告一段落，但老师的教诲却让人终生难忘，通过这次毕业设计，不但使我学到了知识，也让我学到了许多的道理，总之是受益匪浅。
尽管我在毕业设计过程中做出了很多的努力，但由于我的水平有限，设计中的错误和不当之处在所难免，望老师提出宝贵的意见。
最后，向文中引用到其研究成果的教授们致谢！
再次向敬爱的老师表示衷心的感谢！
参考文献
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