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如何設(shè)計高精度的恒溫恒濕實驗室

2018/6/5 9:41:12  瀏覽人數(shù):

 實驗室高精密恒溫恒濕空調(diào)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℃(23±2℃)

  重復性:優(yōu)于0.5%RH0.1℃

  穩(wěn)定性:每年優(yōu)于1.0%RH0.1℃

 而普通機房空調(diào)傳感器精度在±3%RH,±1℃左右就足夠了。

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

  一是變頻調(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)低負荷工作或者過負荷工作,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,否則容易出現(xiàn)故障?,F(xiàn)實也的確如此,故障率非常高。

  二是冷凍水型機組:

  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。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(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,實驗室高精密恒溫恒濕空調(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:

  a)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;

  b)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;

  c)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%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)問題后修復困難,建議盡量避免使用。

  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),盡可能房間的負荷計算詳細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1015/h;±1℃的恒溫室,換氣次數(shù)約1520/h;±0.5℃的恒溫室,換氣次數(shù)約>20/h;±0.2℃的恒溫室,換氣次數(shù)約>30/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℃±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(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。