計量恒溫恒濕實驗室空調(diào)系統(tǒng)自動控制

       由于計量實驗室對振動極為敏感，故所有高精度實驗室的空調(diào)機集中設(shè)置在一層與主樓基礎(chǔ)脫開的獨立空調(diào)機房內(nèi)。又由于該檢測樓內(nèi)高精度恒溫實驗室數(shù)量較多，溫度允許波幅相同的房間均成分散狀，且機房面積及吊頂空間均有限，除超長實驗室及超高壓實驗室因風(fēng)量或建筑條件影響，各單獨成1個空調(diào)系統(tǒng)外，其余均為1個空調(diào)系統(tǒng)服務(wù)多個（2～3個）實驗室，共計有5個空調(diào)系統(tǒng)。

       計量恒溫恒濕實驗室溫濕度標(biāo)準(zhǔn)20±0.1℃，RH≤60%。要實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)實驗室空調(diào)環(huán)境，首先要在實驗室外界充分創(chuàng)造條件：房屋建設(shè)方面，要求高精度恒溫實驗室的圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)較低，由圍護結(jié)構(gòu)引起的冷、熱負(fù)荷較小，并將該實驗室設(shè)于溫度要求相對較低（20±0.2℃）的實驗室之內(nèi)，從而可降低人員進出實驗室時外界對其溫度的干擾；在空調(diào)系統(tǒng)方面，高精度恒溫恒濕實驗室的空調(diào)氣流組織采用全面孔板頂送風(fēng)，為不影響孔板出風(fēng)的均勻性，采取靜壓箱風(fēng)管上部微孔送風(fēng)方式，回風(fēng)則采用帶濾網(wǎng)的架空地板風(fēng)口加回風(fēng)夾道底回方式，從而使其氣流組織保持相對均勻的垂直氣流。

       計量實驗室空調(diào)系統(tǒng)采用組合式空調(diào)機組，配置由一次回風(fēng)段、初效過濾段、表冷盤管段、二次回風(fēng)段和風(fēng)機段組成，機房內(nèi)送風(fēng)總管上設(shè)一次電加熱器，房間送風(fēng)支管上設(shè)末端電加熱器。

       計量恒溫恒濕實驗室空調(diào)系統(tǒng)自動控制采用DDC控制系統(tǒng)，并通過三級控制方式來實施：首先調(diào)節(jié)空調(diào)箱表冷盤管（常年供冷）冷凍水量來滿足其濕度要求；其次控制送風(fēng)總管上的一次電加熱器（送風(fēng)溫度粗）；三是控制房間送風(fēng)支管上的末端電加熱器（送風(fēng)溫度精調(diào)）的三級控制處理方式來實現(xiàn)高精度恒溫實驗室的溫濕度控制要求。

       第一級控制原來設(shè)想采用調(diào)節(jié)參數(shù)的選擇調(diào)節(jié)：先根據(jù)濕度和溫度的偏差值，取其中偏差較小的參數(shù)，選擇調(diào)節(jié)表冷器水閥；再根據(jù)溫度或濕度參數(shù)調(diào)節(jié)電加熱器加熱量。后來考慮到空氣調(diào)節(jié)過程中，溫度和濕度是兩個密切相關(guān)的參數(shù)，溫度精度控制在±0.1℃，與相對濕度控制在±1%相比，濕度控制難度更大。因此最后在空調(diào)自動控制設(shè)計過程中，采取了濕度優(yōu)先的原則。由于冷卻同時具有去濕作用，故在夏季首先根據(jù)露點溫度PID調(diào)節(jié)表冷器的出水電動閥開度（此時對溫度而言，可能產(chǎn)生超調(diào)），將空調(diào)機組的送風(fēng)濕度控制在規(guī)定的范圍內(nèi)；其次根據(jù)送風(fēng)溫度PID調(diào)節(jié)送風(fēng)總管上的電加熱裝置（粗調(diào)），使送風(fēng)溫度基本保持恒定（比設(shè)定溫度略低1~2℃）；三是根據(jù)被控房間的溫度PID調(diào)節(jié)送風(fēng)支管上的電加熱裝置（細調(diào)），從而使實驗室溫度保持恒定（±0.1℃）。考慮到冬季濕度不會太大，表冷器的出水電動閥不需調(diào)至露點溫度，因而改為根據(jù)回風(fēng)溫度PID調(diào)節(jié)表冷器的出水電動閥開度。

       為了恒溫恒濕實驗室系統(tǒng)穩(wěn)定調(diào)節(jié)，電加熱裝置采用連續(xù)可調(diào)方式，在電加熱管前增加可控硅電壓調(diào)整器。DDC控制器輸出0～10VDC連續(xù)信號給可控硅電壓調(diào)整器，由其根據(jù)0～10V信號控制電加熱裝置的加熱量。為降低投資成本，設(shè)想采用分級調(diào)節(jié)，即把大功率的電加熱器分成若干段，每段功率不超過7.5kW。