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高精度恒溫恒濕環境的空調設備選型比較

   日期:2019-12-23     來源:現代實驗室裝備網    瀏覽:752    
核心提示:恒溫恒濕環境的控制精度要求千差萬別,定義也各不相同,按目前通常的說法,只要既有溫度又有濕度控制要求的環境都叫恒溫恒濕環境,
 

恒溫恒濕環境的控制精度要求千差萬別,定義也各不相同,按目前通常的說法,只要既有溫度又有濕度控制要求的環境都叫恒溫恒濕環境,為了便于區別,本文特將溫度控制精度±1℃、相對濕度控制精度±2%的環境定義為高精度恒溫恒濕環境,并通過幾種設備選型的運行對比分析,來反映目前市場恒溫恒濕機組的適用性。

1 環境設計要求和設計設備選型

1.1 設計要求和設備選型

本文所提到的高精度恒溫恒濕環境是一個封閉在建筑物內的煙用絲束成品檢驗室,環境設計溫度要求控制在20±2℃、相對濕度要求控制在60±3%范圍內,1996年選用的組合式空調器是江蘇希達凈化空調設備廠名牌產品,因達不到控制精度要求,改用進口意大利RC恒溫恒濕機組,2004年二期擴建新選用的是進口意大利HIRROSS單模塊控制恒溫恒濕機組,公司為了保證絲束成品重要指標“未卷曲能”的準確穩定性,內部溫濕度控制指標提高到20±1℃、60±2%。兩臺設備為一用一備,24小時不間斷運行。

 

1.2 品牌中英文對照

阿爾西RC,海路斯HIRROSS,飛利浦PHILIPS,維薩拉VAISALA,??怂共_FOXBORO,江森JOHNSON,卡勒KALE,西門子SIEMENS,約頓JOTON。

2 運行對比分析

2.1 設備主要部件配置情況

選用的RC 8-2-E和HIRROSS 32 OA恒溫恒濕機組均為雙壓縮機配置,一臺壓縮機主控溫度、另一臺壓縮機只控制濕度。電極加濕器因水質問題易結垢,最終被夾套式噴管蒸汽加濕器所取代而不用。


2.2 環境溫度和濕度監控情況

成品檢驗室設有一套由芬蘭VAISALA—HMD70Y型溫濕度傳感器(溫度測量精度:±0.1℃,濕度測量精度:±1%)、??怂共_FOXBORO指針式記錄儀組成的監控儀表,檢測靈敏度特別高,作為空調機組的溫濕度顯示對比用。一旦監控記錄顯示溫濕度超標,當班質檢員就會停做成品檢驗,通知維修人員修理或調整。


2.3 RC恒溫恒濕機組運行情況

當RC機組設置在全自動控制模式下其主控濕度的壓縮機在濕度達到下限值時一旦停機,需延時3~5分鐘才能重新啟動,此時檢驗室環境濕度通常會迅速回升并超過上限值,波動范圍在58.0~65.0%。見下列積累記錄曲線圖:(橫坐標:分鐘,縱坐標:%。??怂共_FOXBORO指針式記錄儀用紙帶記錄,紙帶上無坐標,需在現場觀測) 當RC機組主控濕度的壓縮機單獨設置在手動控制模式下處于常開運行,回機組的空氣即處于過除濕狀態,濕度控制完全靠加濕器完成,就可以達到控制精度,波動范圍在58.0~61.5%。見下列積累記錄曲線圖:(橫坐標:分鐘,縱坐標:%)


2.4 HIRROSS恒溫恒濕機組運行情況

當HIRROSS機組設置在全自動控制模式下同樣會出現壓縮機停機后濕度超過上限值的情況,當選擇單模塊控制的HIRROSS機組時,就不能像RC機組那樣使壓縮機單獨手動常開運行,且設備所配PHILIPS濕度傳感器靈敏度低,無法和VAISALA濕度傳感器保持同步。當選擇雙模塊控制的HIRROSS機組時,濕度控制模塊必須選擇低濕度使主控濕度的壓縮機自動常開,但是在春季低溫高濕季節時,主控溫度的壓縮機會無法啟動,濕度還會超標。后面第3節所述的設備改造就是針對HIRROSS機組的缺陷增加的。


2.5組合式空調器運行情況

96年組合式空調器投入運行時因不能適應室內環境變化,冷凍水閥受溫度和濕度高低值信號選擇器控制,間接蒸發式冷卻器既做除濕用又做降溫用,當高溫信號大于高濕信號時,濕度波動大,控制不理想,才選用了除濕能力強的RC恒溫恒濕空調機組。當然,如果組合式空調器濕度控制采用自動調節加濕閥,常年手動全開冷凍水閥方式運行,也能達到配單臺壓縮機的空調機組的效果,但冬季會過冷,要經常重新手動調整冷凍水閥開度。


2.6 運行情況對比分析:

注1:每日溫度波動范圍均可以滿足20±1℃要求。

注2:靈敏度評定以標準溫濕度計實際測量值做比對,不排除偶然性的情況發生。

3 設備改造

如前所述,恒溫恒濕機組的電極加濕器被夾套式噴管蒸汽加濕器所取代,其流量控制由JOHNSON蒸汽調節閥接受濕度控制器發送的濕度模擬量信號進行線性控制。濕度控制器由兩套,一套為RC恒溫恒濕機組自備,另一套為SIEMENS—RWD62型通用控制器取代HIRROSS恒溫恒濕機組濕度控制器(全手動模式下已不起作用),配VAISALA濕度傳感器。


HIRROSS恒溫恒濕機組溫度曲線圖反映了機組選型偏大的特點,對應的濕度曲線也跟隨溫度曲線做反向的階段性波動。RC恒溫恒濕機組風量較小,電加熱開停頻率低,溫度曲線圖波動小,基本為一直線,所以濕度曲線階段性波動不明顯。


同時,增加一組室內加熱器,用SIEMENS—RWD32代替HIRROSS恒溫恒濕機組的溫度控制,平時HIRROSS恒溫恒濕機組只啟用檢修模式,全部裝置(制冷壓縮機、電加熱器)根據季節和需要手動開停,原機組溫濕度控制全部由2個SIEMENS—RWD控制器代替。


第一次設備改造時,供貨商將HIRROSS恒溫恒濕機組改動了機組控制線路,加設保護裝置,使其一臺壓縮機手動常開除濕?,F在看來沒有必要,因為HIRROSS恒溫恒濕機組和VAISALA濕度傳感器不兼容,自身又無法靈活地像RC機組那樣使壓縮機單獨手動常開運行,其他加熱自動運行。所以只要改造成體外控制溫度和濕度,用手動來提供固定的冷熱風就可以。


2013年5月第二次設備改造時引進了JOTON JOV26變頻恒溫恒濕空調機組,和以前的定頻空調機相比,壓縮機可在全自動運行模式下放心運行,不會發生停歇瞬間的濕度大幅度波動,不僅溫濕度穩定性能進一步提高,而且夏季減少電耗10~15%,真正找到了高精、高效、節能、穩定的解決方案。

4 結論

對于高精度恒溫恒濕環境,選用變頻機組是最佳方案,機組的選型比較重要,首先選配二臺以上壓縮機的機型為好,如果只有單臺壓縮機(相當于組合式空調器的表冷器)既用來除濕又用來降溫,加濕閥的開度比較難控制,需時常調整積分時間。其次,由儀表工程師協助選擇配用高靈敏度濕度傳感器的機組為好。另外選配可以手動和自動自由切換的機型很重要,省了重新加裝控制器的麻煩,運行可靠性高。在類似珠海地區水質偏硬的地方,如果有蒸汽源,機組可提供蒸汽加濕選擇就一定要選蒸汽加濕,否則水垢結在電極上會經常發生加濕器故障。


未來,蒸發冷凝再生式液體吸濕減濕系統的運用,水膜蒸發加濕器的運用。我們期盼著機組制造商能多開發適用各種不同用戶需求的節能產品,不只是眼盯著使用幾種常用恒溫恒濕機房空調的大客戶,其品牌的生命力將會更為持久。

 
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