如何保证±0.1℃恒温室的实现.doc.doc

一、概述 1.1工程概述 随着全球经济高速发展，世界各国对保护和改善生活环境与生态环境，保障人体健康的认识越来越趋于一致。只有保护好环境，才能促进经济、社会环境的协调发展。 温 度 （℃） 相对 湿度 （%） 洁净度 等级 气流速度 （m/s) 温度变化 （℃/h） 温度梯度 （℃/m） 基准室 20±0.1 30-50 6级 无吹拂感 ≤0.1 ≤0.2 为满足基准室对环境温湿度高精度的要求，受控房间对室内环境的温湿度、风量等相关技术指标有严格要求： 1、要有稳定的温度场。一是空调系统的制冷量能满足房间的负荷量，将房间内的温度控制在要求温度的大致范围内；二是房间内要有一个合理的气流组织，以便于温度的稳定。 2、要求控制精度高。一是控制元件灵敏度提高。针对温度控制精度为±0.1℃的环境控制，我们选用的温度传感器精度为±0.06℃，在现场调校后可满足±0.1℃的环境控制要求。 二、设计要点 2.1空调负荷的确定 根据建设方提供资料及成都地区气象情况计算出，整个空调系统的制冷量为30万大卡，选择制冷量为30万大卡的制冷机。 2.2风量及气流组织的确定 高精度的温度控制，需要减少一切可能的干扰，其系统必定是定风量系统，即保证送风的恒定，以及各个房间风量的恒定。因此，在平时运行时，其送风总管的风阀，以及各支管和末端的风量平时都不需要调节，只在风平衡调试时，根据需求风量调节各个风阀，使其满足设计值即可。 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，要比普通空调换气次数大，根据其他工程的成功经验，±0.1℃的恒温室，换气次数＞50次/h。具体风量计算见下表。 房间名称 温度 要求 换气 次数 （次/h) 净化 级别 房间 面积 (m2) 房间 高度 (m) 房间容积 (m3) 送风量 (m3/h) 基准室 20±0.1 80 6级 28.22 3.3 93.126 7450.08 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，应考虑以下原则：合理的气流组织，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；气流组织采用上送下回式（如下图），易形成均匀的温度场和速度场； 且±0.1℃高精度的恒温恒湿室换气次数高，送风量大，而房间高度小于4米，宜采用孔板送风，保证送风的均匀性，才能达到一个稳定的温度场，有利于温度的稳定。 因此我们把温度要求高的基准室设置为全孔板送风。送风孔板的开孔率按房间离地高度1.5米处，断面风速为0.25m/s设计。 2.3风速及风管规格 主管风速按设计规范取8m/s。考虑到支管上装有电加热器，支管风速不能过快或过慢，风速过快造成空气不能与电加热器进行良好的热交换，而风速过慢则造成空气不能将热量带走，两种情况的发生都不利于室内温度的控制。我们综合考虑电加热器的加热能力后，确定支管风速为4.5m/s时能取得较好的效果。 然后我们根据各主、支管的风量及风速确定了其相应的规格。 2.4电加热器的确定 为了确保室内温度的高精度控制，在加热手段上我们采用两级控制。在机组的送风管上安装有送风温度传感器，根据该信号系统PID调节冷水阀及机组电加热器，使机组的送风温度保持在设定的总管出风温度，当此温度湿度基本恒定后，则室外的气候变化的已基本不能影响室内温度湿度的变化；后级为支管电加热器的精调控制。由于后级为支管电加热器，因此后级控制只能加热，而室内照明、人员以及其他设备均为发热源，因此，总管上的送风温度必须低于20℃，考虑到送风风管的保温损耗等原因，可在送风温度设定的较低一些，但我们还需考虑电加热器本身的加热能力以及节能方面的考虑，不能一味降低送风温度。因此，我们将属于检测车间的发热量小的、且精度要求高的基准室所在空调系统K2-1的送风温度设置为18℃。 二次电加热器是作为后级的温度精度控制的唯一手段，是使用无极调功器来对其进行调节。为了使系统的具备可调节性，必须让电加热器的通常使用范围在其功率的20%-80%。因此二次电加热器就必须有足够的加热能力，为此我们在二次电加热器的选择上，让其温升能力达到了5℃。具体功率如下表： 房间名称 送风量(m3/h) 风量重量（1.15kg/m3） 电加热器计算功率（KW） 调整范围5℃，效率按85%考虑 电加热器 实际功率（KW） 基准室 7450.08 8567.592 1112 2.5温度传感器的确定 在有±0.1℃高精度控制要求的房间需加设两个温度传感器。 1、送风支管电加热器后加装送风温度传感器，一则可监测支管电加热器后的风管送风温度，监测电加热器的加热能力。二则如控制需要，可与室内温度一起参与串级控制，作为送风温度限定的