博物馆展柜恒温恒湿空调系统
摘要：恒温恒湿空调的控制系统具有高精度、高显热比、稳定等特点，由于这些特点，恒温恒湿空调在设计中还有很多值得认真研究和设计的地方，同时由于博物馆环境的复杂性，恒温恒湿空调的设计并不能一概而论，而是要根据博物馆的需求来进行不同的调整和设计。
关键词：恒温恒湿；空调；高精度
恒温恒湿空调所在的空间对一般对空气温度、湿度和洁度的要求非常高，因此在空调系统的设计上，系统的完善性即显得尤为重要。本文根据国内外相关设计标准和规范，针对恒温恒湿空调的应用特点，讨论了恒温恒湿类空调系统在空气处理和自动控制方式的设计上应注意的几个问题。恒温恒湿空调在一些对空气的温度、湿度、洁度要求都比较高的厂房或者实验室中，通过集中空调系统，对空气进行降温、祛湿或加热后，在经过大回风量进行房间的高等级净化和正压控制，从而满足空间环境的各项需求。因此，恒温恒湿空调在电子、光学设备、医疗卫生、生物制药、检测及实验室等专业领域应用比较广泛。
1、系统对环境监测的高精度
恒温恒湿空调所在的环境对温度和湿度的要求十分严格，尤其是在实验室、医院等高精密环境中。与此同时，由于这类环境中热源、水源等分布十分复杂，导致环境中的温湿分布并不均衡。因此就需要空调自动控制系统对环境的温湿变化具有较高的敏感度，能够迅速的感知环境中的温湿变化，并极快的做出有效反映，保证环境中的温度和湿度。现在的恒温恒湿空调要求一般在温度精度达±2℃，湿度精度±5%，高精度空调可以温度精度达到±0.5℃，湿度精度达到±2%。
2、温湿控制中高效能比
在传统的恒温恒湿空调系统设计中，在温度和湿度的控制上，机组有风冷和水冷型两种，配备有多级电加热器和电极加湿罐及微电脑控制器。在冷却祛湿工况条件下，蒸发盘管使空气温度低于露点温度而去湿，通过加热器的再热控制室内温度保持在设定值。该类机组由于冷量的调节一般仅二档或三档，机组出口空气的露点温度不易稳定，对室内相对湿度的控制能力较低，一般宜用于相对湿度控制精度在±5%的试验室，目前大多采用了该种定型产品。简单来说就是冷却、加温、除湿的过程。虽然效果比较明显，但是很显然这个过程的当中的空调能耗会比较大，尤其在湿度比较高的环境下，既要保证除湿的效果，又要保证预设的温度，此时的耗能量将远远大于一般机房空调的耗能量。为了避免这种情况，再设计上可以将室外空气处理到机器露点再同室内回风混合，进入主空调箱干冷却送风，把送风温差控制在相应的规范范围内；直到环境内冷负荷减小至一定数值，再用冷却盘管的冷冻水流量或进水温度的改变来调节冷量，进一步减小送风温差。在这类空调工程设计中，应该对其能耗和节能问题给予特别重视，提倡弃用二次加热，以降低能耗。
3、自动控制中的备用程序设计
恒温恒湿空调广泛适用于各种高精密环境，这样的环境对空气的温度、湿度、洁净度、气流分布等各项指标有很高的要求，必须由每年365天、每天24小时安全可靠运行的专用机房精密空调设备来保障。因此在空调的设计中，对各种突发事件的应急程序也必不可少。这就需要机房空调可靠的零部件和优秀的控制系统。一般多是N+1备份，一台空调出了问题，其他空调就可以马上接管整个系统。例如佳力图的co-work系统，的i-com系统都是做的比较好的。显热比是显冷量与总冷量的比值，空调的总冷量是显冷量和潜冷量之和，潜冷量是用来除湿的制冷数值，而显冷量则是用于环境降温的制冷数值。恒温恒湿空调所处的环境主要是显热，因此恒温恒湿空调的显热量比较高，一般在0.9以上。由于环境如果短时间内温度变化太快，将会造成系统服务器运算混乱，因此在设计中采用大风量，使出风温度不至于太低，并加大换气次数，这对空调和系统稳定都比较有利。
恒温恒湿，但无净化要求系统对空调机组的机外余压要求不高，主要克服送回风管道、阀门、散流器、初效过滤器等，常规的机组即可满足要求。但既有恒温恒湿要求，又有较高净化等级控制要求的系统对恒温恒湿空调机组的机外余压要求较高，一般系统总阻力在1100Pa～1400Pa之间。需要克服送回风管道、阀门、散流器、初效过滤器（初阻力50Pa，终阻力100Pa）、中效过滤器（初阻力150Pa，终阻力300Pa）、高效过滤器（初阻力250Pa，终阻力500Pa）等几处常规压力，一般的恒温恒湿空调无法满足其对机外余压的要求。根据不同的季节和室外的温度和湿度，焓变，设置在夏季、冬季、春季和秋季、过渡季，四种工作模式，合理配置了冷却器，锅炉，热水，空气清新器，加湿器，电加热（冷，热）源的供应，同时控制温度，湿度，最大限度地减少不必要的污染负荷，节约能源。最大限度地利用新风，以降低冷却器上的负载。如果室外温度是足够低，可以以室外空气作为冷源，利用温度经济循环控制，调节回风阀、排风阀和新风阀，以保证温度的设定值。在潜热负荷较大时，采用焓值经济循环控制代替温度经济循环控制，将判断室外气温改为判断焓值。在无人工作期间，冷却方式采用全新风冷却。采用动态露点温度控制，随室外温度的变化不断调整表冷器的换热量，尽可能降低冷机负荷，同时避免不必要的再热与加湿。冷水系统中还采用了带有半封闭隔腔的开式水箱减少冷机的频繁启停加卸载带来的能源消耗，使用合流三通阀提高了供水温度，减少不必要的冷却除湿，节约了冷量。冷却水系统采用变频技术，冷却塔风机可开停控制，有效跟踪冷机出力，降低水泵和风机能耗。
4、结束语
系统通过多级温湿度调节和高精度自控系统的使用，实现了房间温湿度的快速稳定精确调节。在项目的设计和调试及使用中综合利用多种节能策略与技术，降低了系统运行能耗。目前此系统已运行近一年时间。从用户反映情况来看，系统稳定可靠，运行节能，功能全面，操作方便快捷。房间温湿度控制精度高、稳定性好，系统噪声低，完全符合设计要求。
参考文献：
[1]韩如伟.浅谈恒温恒湿空调系统的设计[J].制冷技术，2012
[2]范存养，简明空调设计[J].中国建筑，2013
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