实验室温湿度不达标改造方法
HVI实验室温湿度不达标的原因及改造方法
我国目前正在大力推广棉花仪器化检验工作，这项工作使用的HVI检验设备，对环境的温湿度要求甚高，国家标准是温度20±1℃,湿度65±3%。我单位石家庄HVI实验室温湿度波动大，不满足实验条件。究其原因，笔者对实验室进行了认真细致地分析研究，最后找出温湿度波动大的主要原因是所使用的空调机不能满足要求，属先天不足。
这台空调对温湿度控制是开关方式，以湿度调节来说，湿度下降时开始加湿，加湿量大于需要量，而且是固定值；湿度升到设定值时，停止加湿，此后湿度再次下降又开始加湿，周而复始。这种加湿缺点显而易见，不是过量就是没有，造成湿度波动大。要克服这种不足，必须做到湿量损失与补偿相平衡的连续调节方式，这就必须要加湿量随损失量动态变化，才能使湿度稳定。加温、降温和除湿均需采用连续调节。
根据上述分析，笔者拟定了改造方案。在原空调基础上增加具备连续调节的相应设备。原空调做粗调、增加的设备做精调。
下面介绍改造方法：
实验室采用艾苏威尔空调，其配置：两套加热器各9kW、电极式加湿器、两套制冷器各12kW、温湿度传感器、控制器、两台风机各1.1 kW，风量9000m³/h。
实验室结构：实验室设在一楼，一台空调控制6个房间。其中2个房间各40㎡，分别由纺织品和HVI实验室使用；另4间各20㎡，由纺织品使用。所有房间因无架空地板均采用上进风，侧回风。
改造需增加的设备(以下统称新系统)：12kW调功器一台用于调节加热量;15kW冷水机组用于产生冷水；表冷器1台，冷水流经表冷器进行热交换，用于降温和除湿；电动三通比例阀1个，通过调节阀的分流比例，改变冷水流入表冷器的流量，控制制冷量；加湿量9㎏/小时超声波加湿器1台，且加湿量可调节。超声式比电热式加湿可节能4/5；单片机控制器1个，用于系统的温湿度精确调节，其电路及程序由笔者完成。
改造方法：改造的基本原则不改动原空调机和通风系统之结构，只部分改动空调机中的电路。
原空调改动部分：停用电极式加湿器、1套制冷器和1套加热器，停用的加热器之电热管供新系统使用。为了使原空调机与新系统协调，温湿度传感（其精度经测试基本符合要求）两者共用。现在原空调只有加热和制冷功能，而且为开关控制。
新系统具有加热、加湿、降温和除湿功能，由单片机进行连续控制。
原空调与新系统并联运行，当温湿度高于或温度低于设定值较多时，原空调与新系统同时工作，接近设定值时原空调停止工作（何时停止工作可对原空调控制器相关参数的设定来确定），新系统继续工作，对温湿度精确调节。
新系统的安装：冷水机组放在室外，冷水由管道流经三通比例阀和表冷器，再回到冷水机组形成循环。表冷器需要放入风道中，超声加湿器出湿口与回风道的加热段相接，加热
调功器输出与原空调停用的加热管连接，最后单片机产生的加热、加湿、制冷量控制信号，分别接到调功器、加湿器和三通比例阀。安装完成后，进行系统运行调试，主要对单片机中的参数进行设定确定合适值。调试完成后，系统连续运行了一段时间，工作稳定可靠。
最后经第三方（河北省气象专业计量站）测试，实验室达到了温度20±1℃、湿度65±3%。 空调对湿度控制的难度大于对温度控制，而且湿度的变化比温度快，特别在两者之一需要降低时，问题尤其严重。其原因乃在降温时空气有一部分降到了冷凝温度，发生结露，使空气湿度降低。除湿时需要降温才能进行，除湿与降温不能单独进行，相互间有影响。笔者开发的程序采用模糊算法，很好地解决了这些问题。
实验室经数月实际运行，经历了外部环境气候条件变化，在中国棉花公正检验承检机构专用软件中，对HVI实验室温湿度实时监测数据表明，达到了温度20±1℃、湿度65±2%。实践证明先天不足的实验室，可通过投资少、见效快的空调机改造达到要求。