實(shí)現(xiàn)廠房恒溫恒濕環(huán)境的途徑分析

劉明江

（南京鐳芯光電有限公司，江蘇 南京 210000）

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，很多精密儀器設(shè)備的生產(chǎn)對(duì)于生產(chǎn)環(huán)境溫濕度有著很高的要求，因此，在廠房中構(gòu)建恒溫恒濕的環(huán)境也就越來(lái)越受到人們的關(guān)注和重視。文章主要就電子廠房恒溫恒濕環(huán)境的創(chuàng)建途徑進(jìn)行了分析。

1 廠房恒溫恒濕的要求

恒溫恒濕的廠房指的是在廠房生產(chǎn)中，運(yùn)用空調(diào)、風(fēng)機(jī)或者其他手段來(lái)使廠房?jī)?nèi)部的溫度與濕度控制在恒定的范圍內(nèi)，常見(jiàn)的對(duì)溫濕度有要求的廠房為計(jì)量室、光柵刻線室、精密儀器制造和裝配車間等。需要注意的是，恒溫恒濕廠房除了對(duì)于溫度、濕度有著較高的要求外，通常還會(huì)對(duì)空間內(nèi)的潔凈度、噪音隔離等方面也有著較高的要求。

2 電子廠房室內(nèi)溫濕度的控制

（1）恒溫恒濕空調(diào)用于潔凈廠房中溫度的控制。有些產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程對(duì)于溫度的要求十分嚴(yán)格，這就需要利用恒溫恒濕空調(diào)對(duì)于溫度掌控的精確性特點(diǎn)。恒溫恒濕空調(diào)對(duì)于溫度能夠做到精確掌握的工作原理是空調(diào)可以預(yù)先設(shè)定想要的溫度數(shù)值，然后根據(jù)從PLC 模擬輸入端獲取的過(guò)風(fēng)管中的溫濕度一體傳感器中檢測(cè)到的溫度信號(hào)來(lái)判斷是否滿足預(yù)設(shè)溫度值，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，是指達(dá)到預(yù)想狀態(tài)范圍內(nèi)，進(jìn)而達(dá)到控制恒溫的效果。正因?yàn)闈崈魪S房的標(biāo)準(zhǔn)要求高，恒溫恒濕空調(diào)成為了控制溫度的不二之選。

（2）恒溫恒濕空調(diào)用于潔凈廠房中濕度的控制。恒溫恒濕空調(diào)對(duì)于濕度的控制的工作原理與對(duì)溫度的控制一致，因?yàn)橥L(fēng)管中存在溫濕度一體的傳感器。值得一提的是，恒溫恒濕空調(diào)有夏季模式與冬季模式兩種工作方式可供選擇，以溫度30℃為界定標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)送水管里水的溫度超過(guò)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)是冬季工作模式，低于標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)則是夏季工作模式。兩種模式都可以通過(guò)加濕器或者水閥的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)濕度的自如控制，不過(guò)夏季工作模式的工作原理較冬季模式會(huì)復(fù)雜一些。

需要注意的是，在恒溫恒濕系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，由于始終基于一定的環(huán)境氣溫與濕度，所以對(duì)應(yīng)的周圍溫度、濕度精度比被加工物的容許溫度精度低。因此，在恒溫廠房的參數(shù)設(shè)計(jì)與選擇自動(dòng)控制時(shí)，不但需要考慮溫度、溫濕條件，同時(shí)還需要考慮廠房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、空氣處理設(shè)備等相關(guān)因素。廠房對(duì)于工件的加工過(guò)程中，工件的熱容量并不相同，有的工件熱容量比較大有的工件熱容量比較小，同時(shí)工件對(duì)于溫度的傳導(dǎo)性也有著較大差異，所以在對(duì)廠房室內(nèi)溫度變化進(jìn)行調(diào)控時(shí)，需要考量表面溫度與內(nèi)部溫度變化的滯后性。假如加工的工件對(duì)于精度要求非常高，那么為了盡可能的避免儀器發(fā)生形變所導(dǎo)致的工件誤差，就需要綜合考量各方面因素來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車間溫度、濕度的控制。

一般性的工件在加工過(guò)程中，對(duì)于濕度要求并沒(méi)有溫度要求那么嚴(yán)格，但是保持濕度的恒定可以有效防止工件出現(xiàn)生銹或者結(jié)露等狀況。另外，紡織業(yè)對(duì)于濕度有著較高的要求，這是由于合適的室內(nèi)濕度能夠減少纖維織物斷頭出現(xiàn)的幾率，同時(shí)還能夠遏制靜電的出現(xiàn)，提升加工效率。

3 恒溫恒濕車間的建筑處理

為了盡可能降低外部氣候條件對(duì)廠房?jī)?nèi)部環(huán)境的干擾，恒溫恒濕廠房在墻體建設(shè)處理上應(yīng)作特別考慮。對(duì)墻體作特殊處理能夠更好地確保廠房?jī)?nèi)部的溫度濕度控制精度，而且對(duì)空調(diào)設(shè)備的投資和降低運(yùn)行成本具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。在滿足一定傳熱系數(shù)X 的前提下，應(yīng)當(dāng)選擇熱惰性的材料來(lái)作為墻體構(gòu)建材料。如果廠房對(duì)于恒溫要求的精度非常高，那么廠房應(yīng)該使用具有熱惰性的重型框體結(jié)構(gòu)。另外，墻體結(jié)構(gòu)的防潮、隔汽性能也非常重要，如果墻體的防潮性能較低，那么水蒸氣由于內(nèi)外分壓差可能會(huì)對(duì)內(nèi)進(jìn)行滲透。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，部分廠房為了保障其內(nèi)外部的恒定溫度，會(huì)設(shè)立外室，從而強(qiáng)化廠房?jī)?nèi)部溫度的恒定性。

另外，還可以設(shè)置回風(fēng)夾層，運(yùn)用恒溫恒濕車間本身的回風(fēng)包圍恒溫恒濕車間，這樣也能夠有效降低外界熱源對(duì)恒溫恒濕車間的影響。在恒溫恒濕廠房設(shè)計(jì)中，不管其是否存在套間，都應(yīng)該將其設(shè)置在建筑物的北側(cè)以及底層，且東西方向最好不設(shè)置門窗，這樣能夠降低太陽(yáng)輻射對(duì)室內(nèi)溫度的影響。

也有部分高精度的恒溫恒濕車間，會(huì)放置在地下室，這樣可以減少空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷，同時(shí)也有助于提升溫度與濕度的保持。但是，采用這種方案建設(shè)的恒溫恒濕廠房，其土建工程費(fèi)用會(huì)大大提升，尤其是在地下水位較高或者年降雨量較大的地區(qū)，防水、防潮存在較大難度。

4 恒溫恒濕車間對(duì)室內(nèi)氣流的要求

恒溫恒濕車間氣流組織設(shè)計(jì)時(shí)，可以從以下方面開展工作：在氣流組織設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該使氣流送風(fēng)作用得以充分展現(xiàn)和發(fā)揮，幫助廠房構(gòu)成一個(gè)溫度較為穩(wěn)定的環(huán)境，使工作區(qū)域的氣流平均溫度與工作區(qū)的溫度在恒定范圍內(nèi)進(jìn)行波動(dòng)。在廠房設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，如果條件合適，應(yīng)該盡可能地把發(fā)熱量較大的設(shè)備移動(dòng)到恒溫恒濕車間的外面或者套間中，或者在廠房?jī)?nèi)部選擇使用分區(qū)空調(diào)對(duì)不同區(qū)域的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

5 為保證恒溫恒濕，空氣處理系統(tǒng)與控制

通常來(lái)講，在恒溫恒濕廠房環(huán)境的構(gòu)建中，能夠選擇運(yùn)用直接膨脹式恒溫恒濕機(jī)組、淋水式空氣處理和表面冷卻器無(wú)露點(diǎn)溫度控制等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣處理系統(tǒng)的控制?？紤]到恒溫恒濕廠房通常都以顯熱負(fù)荷為主，所以在環(huán)境構(gòu)建中可以讓新風(fēng)系統(tǒng)來(lái)對(duì)濕負(fù)荷進(jìn)行承載，之后在將其與回風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行混合，這樣就避免了再熱過(guò)程，如果恒溫恒濕廠房對(duì)于換氣次數(shù)要求比較多，那么這種設(shè)計(jì)方案能夠顯著降低運(yùn)行成本，經(jīng)濟(jì)性良好。

對(duì)于廠房空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以選擇運(yùn)用新風(fēng)單獨(dú)處理的定露點(diǎn)方式，在主空調(diào)機(jī)內(nèi)經(jīng)處理到室內(nèi)空氣露點(diǎn)狀態(tài)的空氣，與室內(nèi)回風(fēng)相混合，并經(jīng)冷卻后送入室內(nèi)，在新風(fēng)空調(diào)箱和主空調(diào)箱內(nèi)均設(shè)有冷卻器、加熱器和加濕器，供調(diào)溫調(diào)濕用。

6 案例說(shuō)明

國(guó)內(nèi)某潔凈廠房恒溫恒濕空調(diào)軟件系統(tǒng)分析恒溫恒濕空調(diào)中對(duì)于溫濕度的控制的主要軟件系統(tǒng)是PID 控制系統(tǒng)，即閉環(huán)控制系統(tǒng)的比例積分微分控制。

控制對(duì)象的檢測(cè)值和目標(biāo)值會(huì)出現(xiàn)控制偏差，控制的進(jìn)行范圍和頻率大小決定了偏差的大小，所以出現(xiàn)控制系統(tǒng)中存在誤差比例，即為P 動(dòng)作。所以，控制系統(tǒng)中存在差積分比例項(xiàng)用以消除誤差，即為I 動(dòng)作，而改變調(diào)節(jié)控制性能的偏差微分比例項(xiàng)即是D 動(dòng)作。案例中的恒溫恒濕空調(diào)含有上述三種動(dòng)作的控制系統(tǒng)即是所說(shuō)的PID 控制系統(tǒng)。

對(duì)于潔凈廠房來(lái)說(shuō)，空氣氣流也有著一定的要求的，比如為了降低對(duì)于加工物的污染，先將干凈的空氣輸送到操作部位，恒溫恒濕可以做到對(duì)潔凈廠房中氣流的控制。恒溫恒濕可以通過(guò)自身對(duì)氣流的控制來(lái)降低渦流的發(fā)生頻率，這樣可以使工作區(qū)的產(chǎn)品不被外界的空氣所污染，氣流勻速還能夠有效地避免二次揚(yáng)塵。

7 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與人們生活水平的提高，對(duì)于恒溫恒濕空調(diào)的需求已經(jīng)越來(lái)越高，尤其恒溫恒濕空調(diào)應(yīng)用于潔凈廠房中能夠起到重要作用，為人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)極大的便利，能夠有效地控制潔凈廠房中的溫濕度與空氣質(zhì)量，保障生產(chǎn)效率。