一、引言
恒溫恒濕空調作(zuò)為(wèi)專用(yòng)空調機,對環境的溫度、濕度和潔淨度都有(yǒu)嚴格的要求,具(jù)有(yǒu)高效節能(néng)、低噪音、和環境保護等功能(néng)。恒溫恒濕空調在一些對空氣的溫度、濕度、潔度要求都比較高的廠房或者實驗室中(zhōng),通過集中(zhōng)空調系統,對空氣進行降溫、祛濕或加熱後,在經過大回風量進行房間的高等級淨化和正壓控制,從而滿足空間環境的各項需求。因此,恒溫恒濕空調在電(diàn)子、光學(xué)設備、醫(yī)療衛生、生物(wù)制藥、檢測及實驗室等專業領域應用(yòng)比較廣泛。
二、恒溫恒濕空調概述
(一)、恒溫恒濕空調系統的概念
空調系統都有(yǒu)一定的調節房間的濕度和溫度的性能(néng),但對一般的工(gōng)藝性空調或舒适性空調,調節濕度、溫度變化的偏差以及區(qū)域之間的偏差要求并不嚴格。我們通常所說的恒溫恒濕空調是工(gōng)藝性空調的一種,它對區(qū)域偏差以及室内濕度、溫度的波動和控制要求比較嚴格。
(二)、恒溫恒濕空調的系統結構
恒溫恒濕空調系統為(wèi)四管制,具(jù)備用(yòng)蒸汽加濕的一次回風空調系統和新(xīn)風預熱器。其中(zhōng),加濕器用(yòng)于對混合風在處理(lǐ)冬季空氣過程中(zhōng)進行夏季工(gōng)況下的加濕處理(lǐ)和加濕處理(lǐ)。加熱器用(yòng)于對混合風在夏季工(gōng)況下進行再熱處理(lǐ)和在冬季模式下進行加熱處理(lǐ);表冷器用(yòng)于對混合風在夏季工(gōng)況下的除濕降溫處理(lǐ);加熱器用(yòng)于對新(xīn)風空氣在處理(lǐ)冬季空氣過程中(zhōng)的預加熱。
三、系統對環境監測的高精(jīng)度
恒溫恒濕空調所在的環境對溫度和濕度的要求十分(fēn)嚴格,尤其是在實驗室、醫(yī)院等高精(jīng)密環境中(zhōng)。與此同時,由于這類環境中(zhōng)熱源、水源等分(fēn)布十分(fēn)複雜,導緻環境中(zhōng)的溫濕分(fēn)布并不均衡。因此就需要空調自動控制系統對環境的溫濕變化具(jù)有(yǒu)較高的敏感度,能(néng)夠迅速的感知環境中(zhōng)的溫濕變化,并極快的做出有(yǒu)效反映,保證環境中(zhōng)的溫度和濕度。現在的恒溫恒濕空調要求一般在溫度精(jīng)度達±2℃,濕度精(jīng)度±5%,高精(jīng)度空調可(kě)以溫度精(jīng)度達到±0.5℃,濕度精(jīng)度達到±2%。
四、溫濕控制中(zhōng)高效能(néng)比
在傳統的恒溫恒濕空調系統設計中(zhōng),在溫度和濕度的控制上,機組有(yǒu)風冷和水冷型兩種,配備有(yǒu)多(duō)級電(diàn)加熱器和電(diàn)極加濕罐及微電(diàn)腦控制器。在冷卻祛濕工(gōng)況條件下,蒸發盤管使空氣溫度低于露點溫度而去濕,通過加熱器的再熱控制室内溫度保持在設定值。該類機組由于冷量的調節一般僅二檔或三檔,機組出口空氣的露點溫度不易穩定,對室内相對濕度的控制能(néng)力較低,一般宜用(yòng)于相對濕度控制精(jīng)度在±5%的試驗室,目前大多(duō)采用(yòng)了該種定型産(chǎn)品。簡單來說就是冷卻、加溫、除濕的過程。雖然效果比較明顯,但是很(hěn)顯然這個過程的當中(zhōng)的空調能(néng)耗會比較大,尤其在濕度比較高的環境下,既要保證除濕的效果,又(yòu)要保證預設的溫度,此時的耗能(néng)量将遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般機房空調的耗能(néng)量。為(wèi)了避免這種情況,再設計上可(kě)以将室外空氣處理(lǐ)到機器露點再同室内回風混合,進入主空調箱幹冷卻送風,把送風溫差控制在相應的規範範圍内;直到環境内冷負荷減小(xiǎo)至一定數值,再用(yòng)冷卻盤管的冷凍水流量或進水溫度的改變來調節冷量,進一步減小(xiǎo)送風溫差。在這類空調工(gōng)程設計中(zhōng),應該對其能(néng)耗和節能(néng)問題給予特别重視,提倡棄用(yòng)二次加熱,以降低能(néng)耗。
五、自動控制中(zhōng)的備用(yòng)程序設計
恒溫恒濕空調廣泛适用(yòng)于各種高精(jīng)密環境,這樣的環境對空氣的溫度、濕度、潔淨度、氣流分(fēn)布等各項指标有(yǒu)很(hěn)高的要求,必須由每年365天、每天24小(xiǎo)時安(ān)全可(kě)靠運行的專用(yòng)機房精(jīng)密空調設備來保障。因此在空調的設計中(zhōng),對各種突發事件的應急程序也必不可(kě)少。這就需要機房空調可(kě)靠的零部件和優秀的控制系統。一般多(duō)是N+1備份,一台空調出了問題,其他(tā)空調就可(kě)以馬上接管整個系統。例如佳力圖的co-work系統,海洛斯的i-com系統都是做的比較好的。
六、高顯熱比和大風量
顯熱比是顯冷量與總冷量的比值,空調的總冷量是顯冷量和潛冷量之和,潛冷量是用(yòng)來除濕的制冷數值,而顯冷量則是用(yòng)于環境降溫的制冷數值。恒溫恒濕空調所處的環境主要是顯熱,因此恒溫恒濕空調的顯熱量比較高,一般在0.9以上。由于環境如果短時間内溫度變化太快,将會造成系統服務(wù)器運算混亂,因此在設計中(zhōng)采用(yòng)大風量,使出風溫度不至于太低,并加大換氣次數,這對空調和系統穩定都比較有(yǒu)利。
七、淨化要求與機外餘壓
恒溫恒濕,但無淨化要求系統對空調機組的機外餘壓要求不高,主要克服送回風管道、閥門、散流器、初效過濾器等,常規的機組即可(kě)滿足要求。但既有(yǒu)恒溫恒濕要求,又(yòu)有(yǒu)較高淨化等級控制要求的系統對恒溫恒濕空調機組的機外餘壓要求較高,一般系統總阻力在1100Pa~1400Pa之間。需要克服送回風管道、閥門、散流器、初效過濾器(初阻力50Pa,終阻力100Pa)、中(zhōng)效過濾器(初阻力150Pa,終阻力300Pa)、高效過濾器(初阻力250Pa,終阻力500Pa)等幾處常規壓力,一般的恒溫恒濕空調無法滿足其對機外餘壓的要求。在這樣的情況下,如過系統設置二次回風,那麽常規情況下的潔淨式恒溫恒濕機組就無法選用(yòng);即便是一次回風的情況,恒溫恒濕機組+加壓箱的設計形式,由于加壓風機的型号與恒溫恒濕機組内的風機很(hěn)難匹配,不同型号、不同功率的風機在串聯或并聯時總風量不是簡單的相加,計算相對較複雜;因此建議在一般設計過程中(zhōng)盡量設計為(wèi)單風機系統。
八、不同季節的自動控制
在一些地區(qū),不同季節的氣候差距比較大,環境溫濕差異也較大,因此在空調系統設計中(zhōng),應充分(fēn)考慮到不同季節對空調性能(néng)要求的不同性。在冬季,當室外幹球溫度設定為(wèi)恒定值,當室外溫度大于恒定值時,預熱器閥門将關閉。反之預熱器閥門将開啓預熱新(xīn)風,使預熱溫度達到并保持恒定值。單回路閉環控制系統控制整個預熱過程。系統給定溫度與幹球傳感器測得的室内溫度的差值作(zuò)為(wèi)調節器的輸入值。使混合風能(néng)到達送風狀态相應的溫度值,從而實現對室内空氣溫度的控制。在夏季,用(yòng)表冷器降溫除濕來實現對混合風定露點溫度的控制。從而控制室内的相對濕度,擾量的産(chǎn)生主要來源于兩部分(fēn):一部分(fēn)是來自維護結構傳濕和室内濕源引起的濕負荷的擾動。另一部分(fēn)是來自室外引進的新(xīn)風濕負荷。該負荷随着室外氣候變化而變化,引起擾量。恒溫恒濕空調的控制系統具(jù)有(yǒu)高精(jīng)度、高顯熱比、穩定等特點,由于這些特點,恒溫恒濕空調在設計中(zhōng)還有(yǒu)很(hěn)多(duō)值得認真研究和設計的地方,同時由于環境的複雜性,恒溫恒濕空調的設計并不能(néng)一概而論,而是要根據不同環境的需求來進行不同的調整和設計。