淺談高精度的恒溫恒濕實驗室設(shè)計

　　作者華測實驗室時間：2022-03-18

　　恒溫恒濕實驗室是生產(chǎn)領(lǐng)域必不可少的一項專業(yè)設(shè)施，它的主要作用就是用于檢驗和控制商品的質(zhì)量和流通，廣泛應(yīng)用于棉紡、化纖、紙張和包裝等生產(chǎn)企業(yè)。對于企業(yè)和檢測機構(gòu)來說起著非常重要的作用。今天華測實驗室淺談恒溫恒濕實驗室設(shè)計。

　　一、高精密恒溫恒濕實驗室空調(diào)與普通機房空調(diào)的區(qū)別

　　高精密恒溫恒濕實驗室空調(diào)必須具備高精密溫濕度傳感器，要求傳感器。

　　準(zhǔn)確度：±1.5%RH，±0.3℃(在23±2℃時)。

　　重復(fù)性：優(yōu)于0.5%RH和0.1℃。

　　穩(wěn)定性：每年優(yōu)于1.0%RH和0.1℃。

　　而普通機房空調(diào)傳感器精度在±3%RH，±1℃左右就足夠了。

　　二、目前市面上可調(diào)節(jié)制冷量空調(diào)的兩種方式

　　1.變頻調(diào)節(jié)：

　　實際上就是通過改變供電性質(zhì)而改變壓縮機的功率，讓壓縮機實現(xiàn)低負(fù)荷工作或者過負(fù)荷工作，同時調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的節(jié)流量，所以必須添加非常多的繁瑣的環(huán)節(jié)，而且各環(huán)節(jié)必須完美匹配，否則出現(xiàn)故障。現(xiàn)實也的確如此，故障率非常高。

　　2.冷凍水型機組：

　　采用7℃左右的冷水作為冷源，通過電動閥開大或者關(guān)小來控制水流量，從而輕易控制制冷量，而電動閥結(jié)構(gòu)像家用水龍頭一樣簡單，所以故障率幾乎為零，控制效果最為穩(wěn)定。通合理計算房間的熱濕負(fù)荷和空氣露點來匹配好風(fēng)量、冷量、加熱量、加濕量，在通過PLC控制各個部件的無級調(diào)控，在選擇靈敏度高線性好的傳感器，可以做到溫度±0.5℃，濕度±2%。此種方式需要通過每個實驗室的實際面積和負(fù)荷來進行計算匹配，所以沒有標(biāo)準(zhǔn)成型機組，都為定制加工型。

　　因為精度的要求，高精密恒溫恒濕實驗室空調(diào)要求制熱量、制冷量、加濕量、除濕量可調(diào)節(jié)。

　　（1）對于制熱，根據(jù)溫差大小，采用多級制熱方式進行調(diào)節(jié)，溫差小時只開啟一級加熱，溫差稍大時，同時開啟1，2級加熱，溫差再大時，同時開啟1，2，3級加熱。

　　（2）對于加濕，采用比例加濕方式，根據(jù)濕度差大小控制加濕量。

　　（3）對于制冷和除濕的調(diào)節(jié)，現(xiàn)有三種調(diào)節(jié)方式：

　　①第一代調(diào)節(jié)方式，采用多級制冷，一般用于大功率設(shè)備，主要用于對溫度的調(diào)節(jié)，對濕度調(diào)節(jié)效果甚微。

　　②第二代調(diào)節(jié)方式，采用變頻制冷，制冷量從50%--100%之間實現(xiàn)無級量制冷調(diào)節(jié)，此調(diào)節(jié)范圍足以解決溫濕度穩(wěn)定性的問題。用于高精密恒溫恒濕實驗室空調(diào)，效果顯著。但因控制需要，需添加很多輔助控制環(huán)節(jié)，而且各配件之間必須密切協(xié)調(diào)，某個環(huán)節(jié)稍微出現(xiàn)一點細(xì)小的故障則可能因連鎖反應(yīng)引起諸如壓縮機等重要部件損壞。實際運行中故障率非常高。

　　③第三代調(diào)節(jié)方式，冷凍水型制冷方式，采用冷凍水(按一般中央空調(diào)水溫進行設(shè)計)作冷源，盤管內(nèi)運行的是普通7℃左右的冷水，電腦主板通過控制水閥的開度，輕易的實現(xiàn)0%至100%制冷量無級量調(diào)節(jié)。而且積分閥結(jié)構(gòu)就像家用水龍頭一樣簡單，使用壽命非常長。但其設(shè)備需維護量非常大，且出現(xiàn)問題后修復(fù)困難，建議盡量避免使用。

　　三、恒溫恒濕實驗室運行特點

　　1.恒溫恒濕實驗室，采用直接蒸發(fā)式獨立的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，具有系統(tǒng)簡單、便于調(diào)節(jié)、操作管理方便、節(jié)能等優(yōu)點。在工程設(shè)計中，要根據(jù)實驗室的溫濕度精度要求合理選擇系統(tǒng)，盡可能房間的負(fù)荷計算詳細(xì)并選取匹配的恒溫恒濕機組。

　　2.為了滿足室內(nèi)恒溫恒濕精度的要求，恒溫恒濕空調(diào)房間的換氣次數(shù)大，根據(jù)經(jīng)驗，±2℃的恒溫室，換氣次數(shù)約10～15次/h；±1℃的恒溫室，換氣次數(shù)約15～20次/h；±0.5℃的恒溫室，換氣次數(shù)約>20次/h；±0.2℃的恒溫室，換氣次數(shù)約>30次/h。

　　3.氣流組織設(shè)計也是影響恒溫室精度的主要因素之一，在高精度的恒溫恒濕室內(nèi)設(shè)計氣流組織應(yīng)考慮一下原則：合理的氣流組織流程，充分發(fā)揮送風(fēng)氣流的冷卻或加熱作用；建立一個穩(wěn)定均勻的溫度場，以保證在氣流到達工作區(qū)時，其平均溫度與工作區(qū)的溫度差不超過允許的溫度波動值；氣流到達工作區(qū)時，其流動速度在0.25m/s左右。±2℃及±1℃高精度的恒溫恒濕實驗室，采用全孔板和局部孔板送風(fēng)，下部均勻回風(fēng)，效果較好。

　　4.在恒溫恒濕實驗室建造中，其保溫密閉性也是非常關(guān)鍵的；保溫密閉性良好的實驗室具有節(jié)約能量、提高溫濕度精度、降低運行費用等優(yōu)點。