博物館展柜恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)
摘要：恒溫恒濕空調(diào)的控制系統(tǒng)具有高精度、高顯熱比、穩(wěn)定等特點(diǎn)，由于這些特點(diǎn)，恒溫恒濕空調(diào)在設(shè)計(jì)中還有很多值得認(rèn)真研究和設(shè)計(jì)的地方，同時(shí)由于博物館環(huán)境的復(fù)雜性，恒溫恒濕空調(diào)的設(shè)計(jì)并不能一概而論，而是要根據(jù)博物館的需求來(lái)進(jìn)行不同的調(diào)整和設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：恒溫恒濕；空調(diào)；高精度
恒溫恒濕空調(diào)所在的空間對(duì)一般對(duì)空氣溫度、濕度和潔度的要求非常高，因此在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，系統(tǒng)的完善性即顯得尤為重要。本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，針對(duì)恒溫恒濕空調(diào)的應(yīng)用特點(diǎn)，討論了恒溫恒濕類(lèi)空調(diào)系統(tǒng)在空氣處理和自動(dòng)控制方式的設(shè)計(jì)上應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題。恒溫恒濕空調(diào)在一些對(duì)空氣的溫度、濕度、潔度要求都比較高的廠(chǎng)房或者實(shí)驗(yàn)室中，通過(guò)集中空調(diào)系統(tǒng)，對(duì)空氣進(jìn)行降溫、祛濕或加熱后，在經(jīng)過(guò)大回風(fēng)量進(jìn)行房間的高等級(jí)凈化和正壓控制，從而滿(mǎn)足空間環(huán)境的各項(xiàng)需求。因此，恒溫恒濕空調(diào)在電子、光學(xué)設(shè)備、醫(yī)療衛(wèi)生、生物制藥、檢測(cè)及實(shí)驗(yàn)室等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛。
1、系統(tǒng)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的高精度
恒溫恒濕空調(diào)所在的環(huán)境對(duì)溫度和濕度的要求十分嚴(yán)格，尤其是在實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)院等高精密環(huán)境中。與此同時(shí)，由于這類(lèi)環(huán)境中熱源、水源等分布十分復(fù)雜，導(dǎo)致環(huán)境中的溫濕分布并不均衡。因此就需要空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的溫濕變化具有較高的敏感度，能夠迅速的感知環(huán)境中的溫濕變化，并極快的做出有效反映，保證環(huán)境中的溫度和濕度?，F(xiàn)在的恒溫恒濕空調(diào)要求一般在溫度精度達(dá)±2℃，濕度精度±5%，高精度空調(diào)可以溫度精度達(dá)到±0.5℃，濕度精度達(dá)到±2%。
2、溫濕控制中高效能比
在傳統(tǒng)的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在溫度和濕度的控制上，機(jī)組有風(fēng)冷和水冷型兩種，配備有多級(jí)電加熱器和電極加濕罐及微電腦控制器。在冷卻祛濕工況條件下，蒸發(fā)盤(pán)管使空氣溫度低于露點(diǎn)溫度而去濕，通過(guò)加熱器的再熱控制室內(nèi)溫度保持在設(shè)定值。該類(lèi)機(jī)組由于冷量的調(diào)節(jié)一般僅二檔或三檔，機(jī)組出口空氣的露點(diǎn)溫度不易穩(wěn)定，對(duì)室內(nèi)相對(duì)濕度的控制能力較低，一般宜用于相對(duì)濕度控制精度在±5%的試驗(yàn)室，目前大多采用了該種定型產(chǎn)品。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是冷卻、加溫、除濕的過(guò)程。雖然效果比較明顯，但是很顯然這個(gè)過(guò)程的當(dāng)中的空調(diào)能耗會(huì)比較大，尤其在濕度比較高的環(huán)境下，既要保證除濕的效果，又要保證預(yù)設(shè)的溫度，此時(shí)的耗能量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般機(jī)房空調(diào)的耗能量。為了避免這種情況，再設(shè)計(jì)上可以將室外空氣處理到機(jī)器露點(diǎn)再同室內(nèi)回風(fēng)混合，進(jìn)入主空調(diào)箱干冷卻送風(fēng)，把送風(fēng)溫差控制在相應(yīng)的規(guī)范范圍內(nèi)；直到環(huán)境內(nèi)冷負(fù)荷減小至一定數(shù)值，再用冷卻盤(pán)管的冷凍水流量或進(jìn)水溫度的改變來(lái)調(diào)節(jié)冷量，進(jìn)一步減小送風(fēng)溫差。在這類(lèi)空調(diào)工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)該對(duì)其能耗和節(jié)能問(wèn)題給予特別重視，提倡棄用二次加熱，以降低能耗。
3、自動(dòng)控制中的備用程序設(shè)計(jì)
恒溫恒濕空調(diào)廣泛適用于各種高精密環(huán)境，這樣的環(huán)境對(duì)空氣的溫度、濕度、潔凈度、氣流分布等各項(xiàng)指標(biāo)有很高的要求，必須由每年365天、每天24小時(shí)安全可靠運(yùn)行的專(zhuān)用機(jī)房精密空調(diào)設(shè)備來(lái)保障。因此在空調(diào)的設(shè)計(jì)中，對(duì)各種突發(fā)事件的應(yīng)急程序也必不可少。這就需要機(jī)房空調(diào)可靠的零部件和優(yōu)秀的控制系統(tǒng)。一般多是N+1備份，一臺(tái)空調(diào)出了問(wèn)題，其他空調(diào)就可以馬上接管整個(gè)系統(tǒng)。例如佳力圖的co-work系統(tǒng)，的i-com系統(tǒng)都是做的比較好的。顯熱比是顯冷量與總冷量的比值，空調(diào)的總冷量是顯冷量和潛冷量之和，潛冷量是用來(lái)除濕的制冷數(shù)值，而顯冷量則是用于環(huán)境降溫的制冷數(shù)值。恒溫恒濕空調(diào)所處的環(huán)境主要是顯熱，因此恒溫恒濕空調(diào)的顯熱量比較高，一般在0.9以上。由于環(huán)境如果短時(shí)間內(nèi)溫度變化太快，將會(huì)造成系統(tǒng)服務(wù)器運(yùn)算混亂，因此在設(shè)計(jì)中采用大風(fēng)量，使出風(fēng)溫度不至于太低，并加大換氣次數(shù)，這對(duì)空調(diào)和系統(tǒng)穩(wěn)定都比較有利。
恒溫恒濕，但無(wú)凈化要求系統(tǒng)對(duì)空調(diào)機(jī)組的機(jī)外余壓要求不高，主要克服送回風(fēng)管道、閥門(mén)、散流器、初效過(guò)濾器等，常規(guī)的機(jī)組即可滿(mǎn)足要求。但既有恒溫恒濕要求，又有較高凈化等級(jí)控制要求的系統(tǒng)對(duì)恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組的機(jī)外余壓要求較高，一般系統(tǒng)總阻力在1100Pa～1400Pa之間。需要克服送回風(fēng)管道、閥門(mén)、散流器、初效過(guò)濾器（初阻力50Pa，終阻力100Pa）、中效過(guò)濾器（初阻力150Pa，終阻力300Pa）、高效過(guò)濾器（初阻力250Pa，終阻力500Pa）等幾處常規(guī)壓力，一般的恒溫恒濕空調(diào)無(wú)法滿(mǎn)足其對(duì)機(jī)外余壓的要求。根據(jù)不同的季節(jié)和室外的溫度和濕度，焓變，設(shè)置在夏季、冬季、春季和秋季、過(guò)渡季，四種工作模式，合理配置了冷卻器，鍋爐，熱水，空氣清新器，加濕器，電加熱（冷，熱）源的供應(yīng)，同時(shí)控制溫度，濕度，最大限度地減少不必要的污染負(fù)荷，節(jié)約能源。最大限度地利用新風(fēng)，以降低冷卻器上的負(fù)載。如果室外溫度是足夠低，可以以室外空氣作為冷源，利用溫度經(jīng)濟(jì)循環(huán)控制，調(diào)節(jié)回風(fēng)閥、排風(fēng)閥和新風(fēng)閥，以保證溫度的設(shè)定值。在潛熱負(fù)荷較大時(shí)，采用焓值經(jīng)濟(jì)循環(huán)控制代替溫度經(jīng)濟(jì)循環(huán)控制，將判斷室外氣溫改為判斷焓值。在無(wú)人工作期間，冷卻方式采用全新風(fēng)冷卻。采用動(dòng)態(tài)露點(diǎn)溫度控制，隨室外溫度的變化不斷調(diào)整表冷器的換熱量，盡可能降低冷機(jī)負(fù)荷，同時(shí)避免不必要的再熱與加濕。冷水系統(tǒng)中還采用了帶有半封閉隔腔的開(kāi)式水箱減少冷機(jī)的頻繁啟停加卸載帶來(lái)的能源消耗，使用合流三通閥提高了供水溫度，減少不必要的冷卻除濕，節(jié)約了冷量。冷卻水系統(tǒng)采用變頻技術(shù)，冷卻塔風(fēng)機(jī)可開(kāi)停控制，有效跟蹤冷機(jī)出力，降低水泵和風(fēng)機(jī)能耗。
4、結(jié)束語(yǔ)
系統(tǒng)通過(guò)多級(jí)溫濕度調(diào)節(jié)和高精度自控系統(tǒng)的使用，實(shí)現(xiàn)了房間溫濕度的快速穩(wěn)定精確調(diào)節(jié)。在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和調(diào)試及使用中綜合利用多種節(jié)能策略與技術(shù)，降低了系統(tǒng)運(yùn)行能耗。目前此系統(tǒng)已運(yùn)行近一年時(shí)間。從用戶(hù)反映情況來(lái)看，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，運(yùn)行節(jié)能，功能全面，操作方便快捷。房間溫濕度控制精度高、穩(wěn)定性好，系統(tǒng)噪聲低，完全符合設(shè)計(jì)要求。
參考文獻(xiàn)：
[1]韓如偉.淺談恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].制冷技術(shù)，2012
[2]范存養(yǎng)，簡(jiǎn)明空調(diào)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)建筑，2013
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