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高精度恒温恒湿环境的空调设备选型比较
发布日期:2019-12-27 

  高精度恒温恒湿环境的空调设备选型比较

  恒温恒湿环境的控制精度要求千差万别,定义也各不相同,按目前通常的说法,只要既有温度又有湿度控制要求的环境都叫恒温恒湿环境,为了便于区别,本文特将温度控制精度±1℃、相对湿度控制精度±2%的环境定义为高精度恒温恒湿环境,并通过几种设备选型的运行对比分析,来反映目前市场恒温恒湿机组的适用性。 


 

       1 环境设计要求和设计设备选型

  1.1 设计要求和设备选型

  本文所提到的高精度恒温恒湿环境是一个封闭在建筑物内的烟用丝束成品检验室,环境设计温度要求控制在20±2℃、相对湿度要求控制在60±3%范围内,1996年选用的组合式空调器是江苏希达净化空调设备厂名牌产品,因达不到控制精度要求,改用进口意大利RC恒温恒湿机组,2004年二期扩建新选用的是进口意大利HIRROSS单模块控制恒温恒湿机组,公司为了保证丝束成品重要指标“未卷曲能”的准确稳定性,内部温湿度控制指标提高到20±1℃、60±2%。两台设备为一用一备,24小时不间断运行。

  1.2 品牌中英文对照

  阿尔西RC,海路斯HIRROSS,飞利浦PHILIPS,维萨拉VAISALA,福克斯波罗FOXBORO,江森JOHNSON,卡勒KALE,西门子SIEMENS,约顿JOTON。

  2 运行对比分析

  2.1 设备主要部件配置情况

  选用的RC 8-2-E和HIRROSS 32 OA恒温恒湿机组均为双压缩机配置,一台压缩机主控温度、另一台压缩机只控制湿度。电极加湿器因水质问题易结垢,最终被夹套式喷管蒸汽加湿器所取代而不用。

  2.2 环境温度和湿度监控情况

  成品检验室设有一套由芬兰VAISALA—HMD70Y型温湿度传感器(温度测量精度:±0.1℃,湿度测量精度:±1%)、福克斯波罗FOXBORO指针式记录仪组成的监控仪表,检测灵敏度特别高,作为空调机组的温湿度显示对比用。一旦监控记录显示温湿度超标,当班质检员就会停做成品检验,通知维修人员修理或调整。

  2.3 RC恒温恒湿机组运行情况

  当RC机组设置在全自动控制模式下其主控湿度的压缩机在湿度达到下限值时一旦停机,需延时3~5分钟才能重新启动,此时检验室环境湿度通常会迅速回升并超过上限值,波动范围在58.0~65.0%。见下列积累记录曲线图:(横坐标:分钟,纵坐标:%。福克斯波罗FOXBORO指针式记录仪用纸带记录,纸带上无坐标,需在现场观测) 当RC机组主控湿度的压缩机单独设置在手动控制模式下处于常开运行,回机组的空气即处于过除湿状态,湿度控制完全靠加湿器完成,就可以达到控制精度,波动范围在58.0~61.5%。见下列积累记录曲线图:(横坐标:分钟,纵坐标:%)

  2.4 HIRROSS恒温恒湿机组运行情况

  当HIRROSS机组设置在全自动控制模式下同样会出现压缩机停机后湿度超过上限值的情况,当选择单模块控制的HIRROSS机组时,就不能像RC机组那样使压缩机单独手动常开运行,且设备所配PHILIPS湿度传感器灵敏度低,无法和VAISALA湿度传感器保持同步。当选择双模块控制的HIRROSS机组时,湿度控制模块必须选择低湿度使主控湿度的压缩机自动常开,但是在春季低温高湿季节时,主控温度的压缩机会无法启动,湿度还会超标。后面第3节所述的设备改造就是针对HIRROSS机组的缺陷增加的。

  2.5组合式空调器运行情况

  96年组合式空调器投入运行时因不能适应室内环境变化,冷冻水阀受温度和湿度高低值信号选择器控制,间接蒸发式冷却器既做除湿用又做降温用,当高温信号大于高湿信号时,湿度波动大,控制不理想,才选用了除湿能力强的RC恒温恒湿空调机组。当然,如果组合式空调器湿度控制采用自动调节加湿阀,常年手动全开冷冻水阀方式运行,也能达到配单台压缩机的空调机组的效果,但冬季会过冷,要经常重新手动调整冷冻水阀开度。

  2.6 运行情况对比分析:

  注1:每日温度波动范围均可以满足20±1℃要求。

  注2:灵敏度评定以标准温湿度计实际测量值做比对,不排除偶然性的情况发生。

  3 设备改造

  如前所述,恒温恒湿机组的电极加湿器被夹套式喷管蒸汽加湿器所取代,其流量控制由JOHNSON蒸汽调节阀接受湿度控制器发送的湿度模拟量信号进行线性控制。湿度控制器由两套,一套为RC恒温恒湿机组自备,另一套为SIEMENS—RWD62型通用控制器取代HIRROSS恒温恒湿机组湿度控制器(全手动模式下已不起作用),配VAISALA湿度传感器。

  HIRROSS恒温恒湿机组温度曲线图反映了机组选型偏大的特点,对应的湿度曲线也跟随温度曲线做反向的阶段性波动。RC恒温恒湿机组风量较小,电加热开停频率低,温度曲线图波动小,基本为一直线,所以湿度曲线阶段性波动不明显。

  同时,增加一组室内加热器,用SIEMENS—RWD32代替HIRROSS恒温恒湿机组的温度控制,平时HIRROSS恒温恒湿机组只启用检修模式,全部装置(制冷压缩机、电加热器)根据季节和需要手动开停,原机组温湿度控制全部由2个SIEMENS—RWD控制器代替。

  第一次设备改造时,供货商将HIRROSS恒温恒湿机组改动了机组控制线路,加设保护装置,使其一台压缩机手动常开除湿。现在看来没有必要,因为HIRROSS恒温恒湿机组和VAISALA湿度传感器不兼容,自身又无法灵活地像RC机组那样使压缩机单独手动常开运行,其他加热自动运行。所以只要改造成体外控制温度和湿度,用手动来提供固定的冷热风就可以。

  2013年5月第二次设备改造时引进了JOTON JOV26变频恒温恒湿空调机组,和以前的定频空调机相比,压缩机可在全自动运行模式下放心运行,不会发生停歇瞬间的湿度大幅度波动,不仅温湿度稳定性能进一步提高,而且夏季减少电耗10~15%,真正找到了高精、高效、节能、稳定的解决方案。

  4 结论

  对于高精度恒温恒湿环境,选用变频机组是最佳方案,机组的选型比较重要,首先选配二台以上压缩机的机型为好,如果只有单台压缩机(相当于组合式空调器的表冷器)既用来除湿又用来降温,加湿阀的开度比较难控制,需时常调整积分时间。其次,由仪表工程师协助选择配用高灵敏度湿度传感器的机组为好。另外选配可以手动和自动自由切换的机型很重要,省了重新加装控制器的麻烦,运行可靠性高。在类似珠海地区水质偏硬的地方,如果有蒸汽源,机组可提供蒸汽加湿选择就一定要选蒸汽加湿,否则水垢结在电极上会经常发生加湿器故障。

  未来,蒸发冷凝再生式液体吸湿减湿系统的运用,水膜蒸发加湿器的运用。我们期盼着机组制造商能多开发适用各种不同用户需求的节能产品,不只是眼盯着使用几种常用恒温恒湿机房空调的大客户,其品牌的生命力将会更为持久。

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