淺談高精度的恒溫恒濕實驗室設計

淺談高精度的恒溫恒濕實驗室設計

　　作者華測實驗室時間：2022-03-18

　　恒溫恒濕實驗室是生產領域必不可少的一項專業(yè)設施，它的主要作用就是用于檢驗和控制商品的質量和流通，廣泛應用于棉紡、化纖、紙張和包裝等生產企業(yè)。對于企業(yè)和檢測機構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計。

　　一、高精密恒溫恒濕實驗室空調與普通機房空調的區(qū)別

　　高精密恒溫恒濕實驗室空調必須具備高精密溫濕度傳感器，要求傳感器。

　　準確度：±1.5%RH，±0.3℃(在23±2℃時)。

　　重復性：優(yōu)于0.5%RH和0.1℃。

　　穩(wěn)定性：每年優(yōu)于1.0%RH和0.1℃。

　　而普通機房空調傳感器精度在±3%RH，±1℃左右就足夠了。

　　二、目前市面上可調節(jié)制冷量空調的兩種方式

　　1.變頻調節(jié)：

　　實際上就是通過改變供電性質而改變壓縮機的功率，讓壓縮機實現(xiàn)低負荷工作或者過負荷工作，同時調節(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小來控制水流量，從而輕易控制制冷量，而電動閥結構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荷和空氣露點來匹配好風量、冷量、加熱量、加濕量，在通過PLC控制各個部件的無級調控，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荷來進行計算匹配，所以沒有標準成型機組，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要求制熱量、制冷量、加濕量、除濕量可調節(jié)。

　　（1）對于制熱，根據溫差大小，采用多級制熱方式進行調節(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，根據濕度差大小控制加濕量。

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

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

　　②第二代調節(jié)方式，采用變頻制冷，制冷量從50%--100%之間實現(xiàn)無級量制冷調節(jié)，此調節(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，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，某個環(huán)節(jié)稍微出現(xiàn)一點細小的故障則可能因連鎖反應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第三代調節(jié)方式，冷凍水型制冷方式，采用冷凍水(按一般中央空調水溫進行設計)作冷源，盤管內運行的是普通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%制冷量無級量調節(jié)。而且積分閥結構就像家用水龍頭一樣簡單，使用壽命非常長。但其設備需維護量非常大，且出現(xiàn)問題后修復困難，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系統(tǒng)，具有系統(tǒng)簡單、便于調節(jié)、操作管理方便、節(jié)能等優(yōu)點。在工程設計中，要根據實驗室的溫濕度精度要求合理選擇系統(tǒng)，盡可能房間的負荷計算詳細并選取匹配的恒溫恒濕機組。

　　2.為了滿足室內恒溫恒濕精度的要求，恒溫恒濕空調房間的換氣次數(shù)大，根據經驗，±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設計氣流組織應考慮一下原則：合理的氣流組織流程，充分發(fā)揮送風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，下部均勻回風，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。