高精度恒溫恒濕環(huán)境的空調(diào)設(shè)備選型比較
原標(biāo)題:高精度恒溫恒濕環(huán)境的空調(diào)設(shè)備選型比較
恒溫恒濕環(huán)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(huán)境都叫恒溫恒濕環(huán)境,為了便于區(qū)別,本文特將溫度控制精度±1℃、相對濕度控制精度±2%的環(huán)境定義為高精度恒溫恒濕環(huán)境,并通過幾種設(shè)備選型的運行對比分析,來反映目前市場恒溫恒濕機(jī)組的適用性。
1環(huán)境設(shè)計要求和設(shè)計設(shè)備選型
1.1設(shè)計要求和設(shè)備選型
本文所提到的高精度恒溫恒濕環(huán)境是一個封閉在建筑物內(nèi)的煙用絲束成品檢驗室,環(huán)境設(shè)計溫度要求控制在20±2℃、相對濕度要求控制在60±3%范圍內(nèi),1996年選用的組合式空調(diào)器是江蘇希達(dá)凈化空調(diào)設(shè)備廠名牌產(chǎn)品,因達(dá)不到控制精度要求,改用進(jìn)口意大利RC恒溫恒濕機(jī)組,2004年二期擴(kuò)建新選用的是進(jìn)口意大利HIRROSS單模塊控制恒溫恒濕機(jī)組,公司為了保證絲束成品重要指標(biāo)“未卷曲能”的準(zhǔn)確穩(wěn)定性,內(nèi)部溫濕度控制指標(biāo)提高到20±1℃、60±2%。兩臺設(shè)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,PHILIPS,維薩拉VAISALA,福克斯波羅FOXBORO,江森JOHNSON,卡勒KALE,西門子SIEMENS,約頓JOTON。
2運行對比分析
2.1設(shè)備主要部件配置情況
選用的RC8-2-E和HIRROSS32OA恒溫恒濕機(jī)組均為雙壓縮機(jī)配置,一臺壓縮機(jī)主控溫度、另一臺壓縮機(jī)只控制濕度。電極加濕器因水質(zhì)問題易結(jié)垢,最終被夾套式噴管蒸汽加濕器所取代而不用。
2.2環(huán)境溫度和濕度監(jiān)控情況
成品檢驗室設(shè)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%)、福克斯波羅FOXBORO指針式記錄儀組成的監(jiān)控儀表,檢測靈敏度特別高,作為空調(diào)機(jī)組的溫濕度顯示對比用。一旦監(jiān)控記錄顯示溫濕度超標(biāo),當(dāng)班質(zhì)檢員就會停做成品檢驗,通知維修人員修理或調(diào)整。
2.3RC恒溫恒濕機(jī)組運行情況
當(dāng)RC機(jī)組設(shè)置在全自動控制模式下其主控濕度的壓縮機(jī)在濕度達(dá)到下限值時一旦停機(jī),需延時3~5分鐘才能重新啟動,此時檢驗室環(huán)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(biāo):分鐘,縱坐標(biāo):%。福克斯波羅FOXBORO指針式記錄儀用紙帶記錄,紙帶上無坐標(biāo),需在現(xiàn)場觀測)當(dāng)RC機(jī)組主控濕度的壓縮機(jī)單獨設(shè)置在手動控制模式下處于常開運行,回機(jī)組的空氣即處于過除濕狀態(tài),濕度控制完全靠加濕器完成,就可以達(dá)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(biāo):分鐘,縱坐標(biāo):%)
2.4HIRROSS恒溫恒濕機(jī)組運行情況
當(dāng)HIRROSS機(jī)組設(shè)置在全自動控制模式下同樣會出現(xiàn)壓縮機(jī)停機(jī)后濕度超過上限值的情況,當(dāng)選擇單模塊控制的HIRROSS機(jī)組時,就不能像RC機(jī)組那樣使壓縮機(jī)單獨手動常開運行,且設(shè)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(dāng)選擇雙模塊控制的HIRROSS機(jī)組時,濕度控制模塊必須選擇低濕度使主控濕度的壓縮機(jī)自動常開,但是在春季低溫高濕季節(jié)時,主控溫度的壓縮機(jī)會無法啟動,濕度還會超標(biāo)。后面第3節(jié)所述的設(shè)備改造就是針對HIRROSS機(jī)組的缺陷增加的。
2.5組合式空調(diào)器運行情況
96年組合式空調(diào)器投入運行時因不能適應(yīng)室內(nèi)環(huán)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(fā)式冷卻器既做除濕用又做降溫用,當(dāng)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(qiáng)的RC恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組。當(dāng)然,如果組合式空調(diào)器濕度控制采用自動調(diào)節(jié)加濕閥,常年手動全開冷凍水閥方式運行,也能達(dá)到配單臺壓縮機(jī)的空調(diào)機(jī)組的效果,但冬季會過冷,要經(jīng)常重新手動調(diào)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(biāo)準(zhǔn)溫濕度計實際測量值做比對,不排除偶然性的情況發(fā)生。
3設(shè)備改造
如前所述,恒溫恒濕機(jī)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(diào)節(jié)閥接受濕度控制器發(fā)送的濕度模擬量信號進(jìn)行線性控制。濕度控制器由兩套,一套為RC恒溫恒濕機(jī)組自備,另一套為SIEMENS—RWD62型通用控制器取代HIRROSS恒溫恒濕機(jī)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(jī)組溫度曲線圖反映了機(jī)組選型偏大的特點,對應(yīng)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(jī)組風(fēng)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(nèi)加熱器,用SIEMENS—RWD32代替HIRROSS恒溫恒濕機(jī)組的溫度控制,平時HIRROSS恒溫恒濕機(jī)組只啟用檢修模式,全部裝置(制冷壓縮機(jī)、電加熱器)根據(jù)季節(jié)和需要手動開停,原機(jī)組溫濕度控制全部由2個SIEMENS—RWD控制器代替。
第一次設(shè)備改造時,供貨商將HIRROSS恒溫恒濕機(jī)組改動了機(jī)組控制線路,加設(shè)保護(hù)裝置,使其一臺壓縮機(jī)手動常開除濕。現(xiàn)在看來沒有必要,因為HIRROSS恒溫恒濕機(jī)組和VAISALA濕度傳感器不兼容,自身又無法靈活地像RC機(jī)組那樣使壓縮機(jī)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(fēng)就可以。
2013年5月第二次設(shè)備改造時引進(jìn)了JOTONJOV26變頻恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組,和以前的定頻空調(diào)機(jī)相比,壓縮機(jī)可在全自動運行模式下放心運行,不會發(fā)生停歇瞬間的濕度大幅度波動,不僅溫濕度穩(wěn)定性能進(jìn)一步提高,而且夏季減少電耗10~15%,真正找到了高精、高效、節(jié)能、穩(wěn)定的解決方案。
4結(jié)論
對于高精度恒溫恒濕環(huán)境,選用變頻機(jī)組是最佳方案,機(jī)組的選型比較重要,首先選配二臺以上壓縮機(jī)的機(jī)型為好,如果只有單臺壓縮機(jī)(相當(dāng)于組合式空調(diào)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(diào)整積分時間。其次,由儀表工程師協(xié)助選擇配用高靈敏度濕度傳感器的機(jī)組為好。另外選配可以手動和自動自由切換的機(jī)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(qū)水質(zhì)偏硬的地方,如果有蒸汽源,機(jī)組可提供蒸汽加濕選擇就一定要選蒸汽加濕,否則水垢結(jié)在電極上會經(jīng)常發(fā)生加濕器故障。
未來,蒸發(fā)冷凝再生式液體吸濕減濕系統(tǒng)的運用,水膜蒸發(fā)加濕器的運用。我們期盼著機(jī)組制造商能多開發(fā)適用各種不同用戶需求的節(jié)能產(chǎn)品,不只是眼盯著使用幾種常用恒溫恒濕機(jī)房空調(diào)的大客戶,其品牌的生命力將會更為持久。
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