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如何设计高精度的恒温恒湿实验室

  高精密恒温恒湿实验室空调与普通机房空调的区别:

  高精密恒温恒湿实验室空调必须具备高精密温湿度传感器,要求传感器。

  准确度:±1.5%RH,±0.3℃(在23±2℃时)

  重复性:优于0.5%RH和0.1℃

  稳定性:每年优于1.0%RH和0.1℃

  而普通机房空调传感器精度在±3%RH,±1℃左右就足够了。

  目前市面上可调节制冷量空调的两种方式:

  变频调节:

  实际上就是通过改变供电性质而改变压缩机的功率,让压缩机实现低负荷工作或者过负荷工作,同时调节制冷系统的节流量,所以必须添加非常多的繁琐的环节,而且各环节必须完美匹配,否则出现故障。现实也的确如此,故障率非常高。

  冷冻水型机组:

  采用7℃左右的冷水作为冷源,通过电动阀开大或者关小来控制水流量,从而轻易控制制冷量,而电动阀结构像家用水龙头一样简单,所以故障率几乎为零,控制效果最为稳定。通合理计算房间的热湿负荷和空气露点来匹配好风量、冷量、加热量、加湿量,在通过PLC控制各个部件的无级调控,在选择灵敏度高线性好的,可以做到温度±0.5℃,湿度±2%。此种方式需要通过每个实验室的实际面积和负荷来进行计算匹配,所以没有标准成型机组,都为定制加工型。

  因为精度的要求,高精密恒温恒湿实验室空调要求制热量、制冷量、加湿量、除湿量可调节。

  (1)对于制热,根据温差大小,采用多级制热方式进行调节,温差小时只开启一级加热,温差稍大时,同时开启1,2级加热,温差再大时,同时开启1,2,3级加热;

  (2)对于加湿,采用比例加湿方式,根据湿度差大小控制加湿量;

  (3)对于制冷和除湿的调节,现有三种调节方式:

  a)第一代调节方式,采用多级制冷,一般用于大功率设备,主要用于对温度的调节,对湿度调节效果甚微;

  b)第二代调节方式,采用变频制冷,制冷量从50%--100%之间实现无级量制冷调节,此调节范围足以解决温湿度稳定性的问题。用于高精密恒温恒湿实验室空调,效果显著。但因控制需要,需添加很多辅助控制环节,而且各配件之间必须密切协调,某个环节稍微出现一点细小的故障则可能因连锁反应引起诸如压缩机等重要部件损坏。实际运行中故障率非常高;

  c)第三代调节方式,冷冻水型制冷方式,采用冷冻水(按一般中央空调水温进行设计)作冷源,盘管内运行的是普通7℃左右的冷水,电脑主板通过控制水阀的开度,轻易的实现0%至100%制冷量无级量调节。而且积分阀结构就像家用水龙头一样简单,使用寿命非常长。但其设备需维护量非常大,且出现问题后修复困难,建议尽量避免使用。

  恒温恒湿实验室运行特点:

  1、恒温恒湿实验室,采用直接蒸发式独立的恒温恒湿空调系统,具有系统简单、便于调节、操作管理方便、节能等优点。在工程设计中,要根据实验室的温湿度精度要求合理选择系统,尽可能房间的负荷计算详细并选取匹配的恒温恒湿机组。

  2、为了满足室内恒温恒湿精度的要求,恒温恒湿空调房间的换气次数大,根据经验,±2℃的恒温室,换气次数约10~15次/h;±1℃的恒温室,换气次数约15~20次/h;±0.5℃的恒温室,换气次数约>20次/h;±0.2℃的恒温室,换气次数约>30次/h。

  3、气流组织设计也是影响恒温室精度的主要因素之一,在高精度的恒温恒湿室内设计气流组织应考虑一下原则:合理的气流组织流程,充分发挥送风气流的冷却或加热作用;建立一个稳定均匀的温度场,以保证在气流到达工作区时,其平均温度与工作区的温度差不超过允许的温度波动值;气流到达工作区时,其流动速度在0.25m/s左右。±2℃及±1℃高精度的恒温恒湿实验室,采用全孔板和局部孔板送风,下部均匀回风,效果较好。

  4、在恒温恒湿实验室建造中,其保温密闭性也是非常关键的;保温密闭性良好的实验室具有节约能量、提高温湿度精度、降低运行费用等优点。