卷烟生产工艺需要高精度的温湿度环境作为保障，而相应的空调系统都配有表冷、加热（蒸汽）、加湿（蒸汽）等热湿处理手段,以满足全年各季节工况下环境温湿度的精确调节。在卷烟生产过程中存在着工艺环境的精确控制而造成能源消耗高等问题，主要原因：一是能源供求矛盾和气候变暖问题越来越引起关注，而工艺性空调系统具有换气次数多、系统风量大、运行时间长、运行能耗及成本高等特点；二是卷烟工艺精细化的发展趋势，对温湿度控制提出了更高要求。因此，在保证合理的温湿度工艺环境下，如何实现工艺与能耗平衡是动能供应部门研究的重要课题。传统的空调节能控制策略主要是最大限度地利用新风冷源、变风量运行、冷雾加湿、空调与制冷系统联机运行等技术，但上述技术都是针对空调系统的某项控制手段进行改进，未涉及空调机组功能段及热湿处理模式的优化。近年来利用空调温湿度独立控制、干式冷却节能技术，提出了基于高低温双冷源单独供应、分别作为降温、除湿媒介的空调温湿度调节方法，从而为空调系统的节能设计提供了一种新思路。为此，以南阳卷烟厂储丝房为例，基于单冷源建立了一种空调系统温湿度独立控制方法，以解决传统空调系统中存在的问题，提高空调机组的运行效率，降低能源消耗。
南阳卷烟厂储丝房建筑面积约1 725 m，层高约8 m，卷烟工艺生产要求保证恒温恒湿环境。夏季：温度（27±2）℃，相对湿度（65±3）%；冬季：温度（25±2）℃，相对湿度（65±3）%，且在垂直方向不能发生明显的温度梯度，储丝房内设计工况下换气次数约为4.3 次/h。配套的空调机组设计风量为60 000 m³/h，配置有西门子S7-300PLC 自控系统，（37 22）kW 送回风机变频器及风阀、水汽阀电动执行器，通过多工况控制策略和PID 调节实现机组的自动控制，空调系统的运行能耗主要包括两方面：一是机组运行电耗。由于机组采用变风量的变频控制，因此该部分的节能空间不大；二是温湿度调节过程中的冷热源（冷水和蒸汽）消耗。由于机组工艺流程采用温湿度联调，同时对空气进行降温和除湿，其中除湿消耗的制冷量占整个空调系统制冷量的30%～50%。对于夏季除湿工况，冷水机组的出水温度一般设置在7～12 ℃，空调系统对空气进行表冷除湿后，还需经过再加热过程才能使空气达到送风状态点。由于储丝房空间相对密闭，夏季冷负荷较小（生产热量较小），这种冷热抵消的现象较严重。另外，除湿需要的冷水温度设置在7 ℃，降低了制冷机的工作效率。因此，本文中主要针对降低除湿部分能耗进行改进。
控制方案
为解决工艺性空调系统夏季工况存在冷热抵消现象，空调系统通常采用二次回风或温湿度独立控制方式进行节能调节，避免表冷除湿后发生再热现象。但卷烟厂空调系统回风含尘浓度较高，不宜将回风直接引入表冷器出风侧，无法实现二次回风系统的节能功能。基于高低温双冷源的温湿度独立控制方式，主要由独立的新风处理系统（7～12 ℃低温冷源）排除室内余湿并改善室内空气品质，由另一套独立的空气处理系统（15～18 ℃高温冷源）排除室组、架设独立的高温冷媒供水管路，因此改造成本内余热并保障空气洁净度。理想的冷水温度应高 费用高，设计施工复杂。为此，对设计方案进行了于室内空气露点温度，同时又能将空气冷却到所 改进：加装一次表冷器，用于机组的除湿控制，原需送风状态，从而实现干工况冷却处理过程。温 表冷器作为二次表冷器，用于机组降温控制。一、二次表冷器冷媒水串接在一起，通过调节阀，现使用的温湿度独立 制调节，利用一次表冷器在热交换过程中冷媒水控制系统大多采用的是基于溶液热回收技术和 的升温，使二次表冷器的进水温度升高3～5 ℃，高、低温冷水机组的双冷源除湿技术。如果储丝 相当于使用两种冷媒源的效果，从而实现单冷源房空调系统使用两种冷源，需要另外购置冷水机 的温湿度独立控制。
测试结果
为评价温湿度独立控制消除再热过程的节能效果，对该控制系统进行了测试。测试时间选择在夏季除湿工况（2013 年5 月13—18 日）。不同工况下空调机组的运行模式由自控系统修改程序完成，并由自控系统采集和记录表冷器、加热阀的开度变化趋势。监测和控制结果表明，储丝房内所有监测点的温度均在23.5～24.7 ℃范围内（设定点为24 ℃），相对湿度均在51.2%～58.0%范围内（设定点为54.5%），温湿度控制精度均达到了工艺要求。其中，5 月13 和14 日分别对温湿度独立控制模式和联合控制模式的运行情况进行了对比测试。
从主副表冷阀、加热阀开度变化趋势看：在联合控制模式下，表冷阀开度维持在73.8%左右，加热阀开度维持在37.6%左右，加热盘管进出风焓差为4.5 kJ/kg；在温湿度独立控制模式下，主副表冷器的独立控制发生了作用，一次表冷阀开度维持在26.5%，由于二次表冷器进水温度升高，避免了除湿造成送风温度过低，加热阀处于关闭状态，消除了再热现象。
利用单冷源空调系统温湿度独立控制方法，对空调机组的热湿控制功能段及控制方式进行改进，通过设置独立除湿机，并制定一、二次表冷器、风阀的控制策略，改进了空调机组一次回风系统及热湿处理模式中存在的设计缺陷，有效解决了夏季温湿联合调节模式下冷热抵消、能源浪费等问题，空调机组除湿能耗下降25.5%，提高了空调机组的运行效率。
