浅谈水喷淋恒温恒湿实验室
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近年来随着纤检事业的不断发展和棉花质量检验体制改革的不断深入,棉花质量仪器化公证检验实验室给我们提出了更高的要求。为了满足发展的需要,山东省纤检局设计建造了近400m2的水喷淋恒温恒湿实验室。
该恒温恒湿实验室采用先进的水喷淋系统,提高了温湿度控制精度,满足了新风补充要求,并兼顾了空气净化功能。
水喷淋式空调系统组成及工作原理
水喷淋技术是由前苏联科学家研发,其原理完全遵循空气调节学、制冷学、流体力学等学科的科学规则,后经过我国几代科技人员的努力,现已完全掌握其控制原理并对空调系统及控制方式进行了大量改进,使其在减少能耗、占地面积的前提下达到真正的、稳定的高精度温湿度环境。
该实验室的温湿度控制采用典型水喷淋方式即定露点控制原理:水通过水泵进入空气处理箱内雾化,对空气进行热湿交换,使空气温度降低到露点设定值时相对湿度达到饱和状态,再通过调整主送风加热器使空气温度提高,当温度达到20℃时相对湿度为65%,如实验室内的环境发生变化,可以通过末端加热系统进行微量加热调整从而保证室内温度和相对湿度精确地维持在20℃±1℃和65%±1.5%范围内。
水喷淋系统包括空气处理箱、循环水泵、进回水管道、合流三通阀、冷水水箱、回水水箱、平衡水箱、风冷式冷水机组、空调送回风管道、送回风调节百页、送风加热器、电动风阀、温湿度传感器、喷淋系统控制柜、计算机远程控制系统、自动排污系统。其中空气处理箱由回风段、加湿段、送风段组成。空气处理箱能够根据季节变化完成升温增焓增湿、升温等湿增焓、升温减湿增焓、升温等焓减湿、升温减焓减湿、等温减焓减湿、降温减焓减湿等完整过程,在空气处理过程中未采用过补偿方式,从而达到最经济的运行效果。具体工作流程为:房间的空气进入回风段混合后在进入喷淋段进行热湿处理,在通过风机将处理过的空气送出。露点温度计的作用是对处理过的空气进行监控并及时向合流三通阀发出指令对水的温度进行调节,从而使被喷淋处理过的空气始终控制在露点设定值上。
循环水泵、进回水管道、合流三通阀、冷水水箱、回水水箱、平衡水箱以及风冷式冷水机组五部分组成了水路系统。当露点温度计测到空气温度大于露点设定值时,合流三通阀就会调节冷水和回水的比例使冷水占多,这时冷水就从冷水箱被循环水泵抽到喷淋段对空气进行降温处理,使喷淋水温达到要求。反之当空气温度低于露点设定值时,合流三通阀就会调节冷水和回水的比例使回水占多,这时回水就从回水箱被循环水泵抽到喷淋段对空气进行升温处理。
空调送回风管道、送回风调节百页、送风加热器和电动风阀组成了送回风系统。被喷淋处理过的空气通过风机进入送风管,首先经过主送风加热器预加热,然后通过房间内的温湿度传感器测量的温湿度变化对末端加热器进行细微调节使房间的温湿度控制在标准状态。每个房间的末端加热器前面和回风口都装有电动风阀,可以通过软件控制任意开关各个房间的送回风。在每个房间的送回风管上都装有调节百页,用来调节送回风量,使房间内工作区尽可能地达到均衡。
温湿度传感器、喷淋系统控制柜和计算机远程监控系统组成了控制系统,温湿度传感器所采集到的参数将在计算机远程监控系统的界面上反映并通过喷淋系统控制柜将参数进行处理,调节每个控制部件。自动排污系统由沉淀池、排污池、潜水泵、水位控制器组成,水先流入沉淀池沉淀,水满后溢流到排污池,当水面达到水位控制器的限定高度时潜水泵打开排水。
水喷淋空调系统控制方式
该实验室水喷淋机组实现了利用软件进行远程控制开关,所有控制均在计算机上实现,流程简单易于操作,可自动记录、存储各监控点的历史参数、动态趋势、报警信息等,并可以根据需求随时修改程序。系统采用“集中处理、单独控制”的先进处理方式,实验室内在每个房间都安装有独立温湿度传感器,每个房间可以根据房间具体温湿度状态进行单独调控,保证每个房间都能达到标准值,并使得实验室的运转能耗降到最低。由于棉花仪器化检验的特殊性,房间内的灰尘、棉短绒非常多,空气质量差,因此该实验室通过上送风下回风的方式,将房间上方整个技术夹层设计成静压箱,使高速气流进入技术夹层后速度迅速降低,此时气流的部分动压能转换为静压能,使气流通过孔板垂直均匀地送至房间工作区,在工作区形成一个比较均匀的速度场和温度场,这样不仅良好地控制了室内温湿度,而且将空气中一部分的灰尘、棉短绒送到空气处理箱,通过经常换水就可以净化实验室空气,明显改善工作环境。
水喷淋恒温恒湿实验室设计合理,布局美观、技术先进,并顺利通过权威机构的现场检验,其温湿度控制精度均高于GB 6529―86 《纺织品调湿和试验用标准大气》规定的一级大气标准要求(温度±2℃、相对温度±2%)。该实验室的建成不仅满足了我局棉花质量仪器化公检的需要,而且确保了检测结果的稳定性、准确性,进一步提升了检验能力,为纤检事业更好更快地发展奠定了良好的基础。
(作者单位:山东省纤维检验局)