淺談水噴淋恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室

孟　輝　張現(xiàn)方

近年來隨著纖檢事業(yè)的不斷發(fā)展和棉花質(zhì)量檢驗(yàn)體制改革的不斷深入,棉花質(zhì)量儀器化公證檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室給我們提出了更高的要求。為了滿足發(fā)展的需要,山東省纖檢局設(shè)計(jì)建造了近400m2的水噴淋恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室。

該恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室采用先進(jìn)的水噴淋系統(tǒng),提高了溫濕度控制精度,滿足了新風(fēng)補(bǔ)充要求,并兼顧了空氣凈化功能。

水噴淋式空調(diào)系統(tǒng)組成及工作原理

水噴淋技術(shù)是由前蘇聯(lián)科學(xué)家研發(fā),其原理完全遵循空氣調(diào)節(jié)學(xué)、制冷學(xué)、流體力學(xué)等學(xué)科的科學(xué)規(guī)則,后經(jīng)過我國幾代科技人員的努力,現(xiàn)已完全掌握其控制原理并對空調(diào)系統(tǒng)及控制方式進(jìn)行了大量改進(jìn),使其在減少能耗、占地面積的前提下達(dá)到真正的、穩(wěn)定的高精度溫濕度環(huán)境。

該實(shí)驗(yàn)室的溫濕度控制采用典型水噴淋方式即定露點(diǎn)控制原理:水通過水泵進(jìn)入空氣處理箱內(nèi)霧化,對空氣進(jìn)行熱濕交換,使空氣溫度降低到露點(diǎn)設(shè)定值時(shí)相對濕度達(dá)到飽和狀態(tài),再通過調(diào)整主送風(fēng)加熱器使空氣溫度提高,當(dāng)溫度達(dá)到20℃時(shí)相對濕度為65%,如實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的環(huán)境發(fā)生變化,可以通過末端加熱系統(tǒng)進(jìn)行微量加熱調(diào)整從而保證室內(nèi)溫度和相對濕度精確地維持在20℃±1℃和65%±1.5%范圍內(nèi)。

水噴淋系統(tǒng)包括空氣處理箱、循環(huán)水泵、進(jìn)回水管道、合流三通閥、冷水水箱、回水水箱、平衡水箱、風(fēng)冷式冷水機(jī)組、空調(diào)送回風(fēng)管道、送回風(fēng)調(diào)節(jié)百頁、送風(fēng)加熱器、電動風(fēng)閥、溫濕度傳感器、噴淋系統(tǒng)控制柜、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、自動排污系統(tǒng)。其中空氣處理箱由回風(fēng)段、加濕段、送風(fēng)段組成?？諝馓幚硐淠軌蚋鶕?jù)季節(jié)變化完成升溫增焓增濕、升溫等濕增焓、升溫減濕增焓、升溫等焓減濕、升溫減焓減濕、等溫減焓減濕、降溫減焓減濕等完整過程,在空氣處理過程中未采用過補(bǔ)償方式,從而達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行效果。具體工作流程為:房間的空氣進(jìn)入回風(fēng)段混合后在進(jìn)入噴淋段進(jìn)行熱濕處理,在通過風(fēng)機(jī)將處理過的空氣送出。露點(diǎn)溫度計(jì)的作用是對處理過的空氣進(jìn)行監(jiān)控并及時(shí)向合流三通閥發(fā)出指令對水的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié),從而使被噴淋處理過的空氣始終控制在露點(diǎn)設(shè)定值上。

循環(huán)水泵、進(jìn)回水管道、合流三通閥、冷水水箱、回水水箱、平衡水箱以及風(fēng)冷式冷水機(jī)組五部分組成了水路系統(tǒng)。當(dāng)露點(diǎn)溫度計(jì)測到空氣溫度大于露點(diǎn)設(shè)定值時(shí),合流三通閥就會調(diào)節(jié)冷水和回水的比例使冷水占多,這時(shí)冷水就從冷水箱被循環(huán)水泵抽到噴淋段對空氣進(jìn)行降溫處理,使噴淋水溫達(dá)到要求。反之當(dāng)空氣溫度低于露點(diǎn)設(shè)定值時(shí),合流三通閥就會調(diào)節(jié)冷水和回水的比例使回水占多,這時(shí)回水就從回水箱被循環(huán)水泵抽到噴淋段對空氣進(jìn)行升溫處理。

空調(diào)送回風(fēng)管道、送回風(fēng)調(diào)節(jié)百頁、送風(fēng)加熱器和電動風(fēng)閥組成了送回風(fēng)系統(tǒng)。被噴淋處理過的空氣通過風(fēng)機(jī)進(jìn)入送風(fēng)管,首先經(jīng)過主送風(fēng)加熱器預(yù)加熱,然后通過房間內(nèi)的溫濕度傳感器測量的溫濕度變化對末端加熱器進(jìn)行細(xì)微調(diào)節(jié)使房間的溫濕度控制在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。每個(gè)房間的末端加熱器前面和回風(fēng)口都裝有電動風(fēng)閥,可以通過軟件控制任意開關(guān)各個(gè)房間的送回風(fēng)。在每個(gè)房間的送回風(fēng)管上都裝有調(diào)節(jié)百頁,用來調(diào)節(jié)送回風(fēng)量,使房間內(nèi)工作區(qū)盡可能地達(dá)到均衡。

溫濕度傳感器、噴淋系統(tǒng)控制柜和計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成了控制系統(tǒng),溫濕度傳感器所采集到的參數(shù)將在計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的界面上反映并通過噴淋系統(tǒng)控制柜將參數(shù)進(jìn)行處理,調(diào)節(jié)每個(gè)控制部件。自動排污系統(tǒng)由沉淀池、排污池、潛水泵、水位控制器組成,水先流入沉淀池沉淀,水滿后溢流到排污池,當(dāng)水面達(dá)到水位控制器的限定高度時(shí)潛水泵打開排水。

水噴淋空調(diào)系統(tǒng)控制方式

該實(shí)驗(yàn)室水噴淋機(jī)組實(shí)現(xiàn)了利用軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程控制開關(guān),所有控制均在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn),流程簡單易于操作,可自動記錄、存儲各監(jiān)控點(diǎn)的歷史參數(shù)、動態(tài)趨勢、報(bào)警信息等,并可以根據(jù)需求隨時(shí)修改程序。系統(tǒng)采用“集中處理、單獨(dú)控制”的先進(jìn)處理方式,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)在每個(gè)房間都安裝有獨(dú)立溫濕度傳感器,每個(gè)房間可以根據(jù)房間具體溫濕度狀態(tài)進(jìn)行單獨(dú)調(diào)控,保證每個(gè)房間都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值,并使得實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)轉(zhuǎn)能耗降到最低。由于棉花儀器化檢驗(yàn)的特殊性,房間內(nèi)的灰塵、棉短絨非常多,空氣質(zhì)量差,因此該實(shí)驗(yàn)室通過上送風(fēng)下回風(fēng)的方式,將房間上方整個(gè)技術(shù)夾層設(shè)計(jì)成靜壓箱,使高速氣流進(jìn)入技術(shù)夾層后速度迅速降低,此時(shí)氣流的部分動壓能轉(zhuǎn)換為靜壓能,使氣流通過孔板垂直均勻地送至房間工作區(qū),在工作區(qū)形成一個(gè)比較均勻的速度場和溫度場,這樣不僅良好地控制了室內(nèi)溫濕度,而且將空氣中一部分的灰塵、棉短絨送到空氣處理箱,通過經(jīng)常換水就可以凈化實(shí)驗(yàn)室空氣,明顯改善工作環(huán)境。

水噴淋恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)合理,布局美觀、技術(shù)先進(jìn),并順利通過權(quán)威機(jī)構(gòu)的現(xiàn)場檢驗(yàn),其溫濕度控制精度均高于GB 6529—86 《紡織品調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣》規(guī)定的一級大氣標(biāo)準(zhǔn)要求(溫度±2℃、相對溫度±2%)。該實(shí)驗(yàn)室的建成不僅滿足了我局棉花質(zhì)量儀器化公檢的需要,而且確保了檢測結(jié)果的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性,進(jìn)一步提升了檢驗(yàn)?zāi)芰?為纖檢事業(yè)更好更快地發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

(作者單位:山東省纖維檢驗(yàn)局)