恒温恒湿精密空调设计.doc

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1、恒温恒湿精密空调设计恒温恒湿室是指在室内要维持某一基准温湿度，而又允许温湿度有一定波动范围的空气环境，例如计量室、光栅刻线室、精密仪器制造和装配车间等。前两者都为小房间，空调精度(这里主要指温度)要求高；后两者为较大的生产车间，精度要求较低。   恒温恒湿室除了对温度提出较为严格的要求外，一般对空气的湿度、洁净度、设备的消声防振等也有一定程度的要求。1．室内温湿度条件室内温湿度条件是指温湿度基数和相应的温湿度精度。空调基数和精度主要由工艺生产要求确定。下表所示为几种恒温恒湿室要求的参数。    在确定室内参数时，针对不同工艺要求，还

2、应考虑如下因素：   1)在精密机械加工和计量等场合，为了防止因热膨胀而引起的误差，必须使工件保持一定的温度。工件温度的允许波动幅度应根据加工精度决定。例如，在恒温室里对一根长500mm的标准尺刻线，工艺允许线间公差为2um，其中lum为尺温变化所引起的形变误差，另1um为加工与量测误差。1um折合尺温变化量＝0.20C[a为尺线膨胀系数，取10／um／(m·K)；l为尺长，m]，故工件温度变化需在：以内。但由于工件测量仪器等都有一定的热惰性，空气温度的波动传人工件后，就要衰减。在设计恒温系统时，一般总是以恒定环境空气温度为依据，故

3、相应的环境温度精度可比工件允许的温度精度低一些。因此，在确定恒温室参数和选择自动控制时，必须考虑工件、围护结构、空气处理设备和自控系统之间的动态特性。   2)由于工件或测试设备都有热容量，且其热容量大小不一，有热容量小的物体，也有象机械设备等热容量特别大的物体。它们与室温变化速度并不相同，下图示出一测长仪的表面温度与内部温度随室温变化的滞后情况。如果测试精度要求较高，为了减少因仪器变形而产生的误差，就需要全年保持室温恒定，而不能采取间歇空调的办法。  3)一般机械加工时，对湿度的要求不严格，但为了防止生锈、腐蚀、不发生结露等，相对

4、湿度不应过高。纺织工业对相对湿度要求较高，因为纤维保持恰当的湿度可减少断头，避免产生静电，提高加工质量。   2．恒温恒湿室的建筑处理   为了尽量减少外界气候条件的干扰，恒温恒湿室在建筑处理方面必须做一些特殊考虑。这不仅有利于保证一定的恒温精度，而且对空调设备投资和运行费用方面也有着重要的经济意义。   1)围护结构在满足一定的传热系数X的前提下，在选用材料时要考虑一定的热惰性，以抵抗外界不稳定热流的影响。恒温精度要求高时，应采用热情性较大的重型围护结构。此外，围护结构的防潮隔汽措施也极为重要，否则由于内外水蒸气分压差产生的水汽渗

5、透难以控制。   2)在高精度恒温恒湿室的外围，最好有低精度的恒温室作为其外室或套间。这样，就能使高精度恒温恒湿室不受外界气候变化的影响，减少室内温湿度波动范围，因而使控制系统的工作比较稳定，易于保证精度要求。此外也可做成如图所示的回风夹层，利用恒温恒湿室本身回风包围恒温恒湿室，以减少外界不稳定热源的影响。   3)恒温恒湿室不论有无套间，应尽可能布置在建筑物的北面和底层，不宜有朝东或朝西的外墙及门窗，以减少太阳辐射热的影响。恒温精度为土(0.1—0.2)0C时，不宜有外墙。   此外，为了减少室外气象条件剧烈变化的影响，有时将高精

6、度恒温恒湿室布置在地下室中，这样还可以减少负荷，节省空调投资和运行费用，而且对于提高 温恒湿室的热稳定性也是有利的。但是，这种布置会增加土建费用，特别是在地下水位较高的地区，由于防水困难，往往不采用这种方案。   4)高精度恒温恒湿室最好不开窗。如果因采光、卫生或建筑处理上的需要而不得不开窗时，则外窗应该开在太阳辐射热最弱的北墙，而且应用双层密封窗。恒温精度为土(0．1—0．2)℃时，不应有外窗。高精度恒温恒湿室的门，必须做成内填保温材料的密封门，而且在外门处应设门斗。恒温精度为士(0．1～0．2)0C时，严禁有外门。为了防止室外空

7、气通过门、窗渗入室内，室内空气需要保持正压。    3．换气次数和控制精度   为了满足室内温湿度精度的要求，恒温恒湿室的换气次数要比一般空调房间大得多。因为增加送风温差，减少换气次数，将使室温波动较大，温湿度分布不均匀，故在高精度恒温恒湿室，常使用再热，以减少送风温差，增加换气次数。但如果换气次数过大，势必导致设备容量和运行费用的增加。根据工程经验：土20C的恒温室，换气次数约10次／h；土100C时10～15次／h；土0.50C时>15次／h为宜。当由室内负荷计算出的风量小于上述换气次数时，则可以增加循环风量，即采用两次回风方式

8、。 4．气流组织   为了使室内气流能均匀分布，在高精度恒温恒湿 室内设计气流组织，应考虑以下几个原则： 1)合理地组织气流流程，充分发挥送风气流的冷却或加热作用。    2)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