計量恒溫恒濕實驗室空調系統自動控制

       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機集中設置在一層與主樓基礎脫開的獨立空調機房內。又由于該檢測樓內高精度恒溫實驗室數量較多，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量或建筑條件影響，各單獨成1個空調系統外，其余均為1個空調系統服務多個（2～3個）實驗室，共計有5個空調系統。

       計量恒溫恒濕實驗室溫濕度標準20±0.1℃，RH≤60%。要實現標準實驗室空調環境，首先要在實驗室外界充分創造條件：房屋建設方面，要求高精度恒溫實驗室的圍護結構傳熱系數較低，由圍護結構引起的冷、熱負荷較小，并將該實驗室設于溫度要求相對較低（20±0.2℃）的實驗室之內，從而可降低人員進出實驗室時外界對其溫度的干擾；在空調系統方面，高精度恒溫恒濕實驗室的空調氣流組織采用全面孔板頂送風，為不影響孔板出風的均勻性，采取靜壓箱風管上部微孔送風方式，回風則采用帶濾網的架空地板風口加回風夾道底回方式，從而使其氣流組織保持相對均勻的垂直氣流。

       計量實驗室空調系統采用組合式空調機組，配置由一次回風段、初效過濾段、表冷盤管段、二次回風段和風機段組成，機房內送風總管上設一次電加熱器，房間送風支管上設末端電加熱器。

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

       第一級控制原來設想采用調節參數的選擇調節：先根據濕度和溫度的偏差值，取其中偏差較小的參數，選擇調節表冷器水閥；再根據溫度或濕度參數調節電加熱器加熱量。后來考慮到空氣調節過程中，溫度和濕度是兩個密切相關的參數，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。因此最后在空調自動控制設計過程中，采取了濕度優先的原則。由于冷卻同時具有去濕作用，故在夏季首先根據露點溫度PID調節表冷器的出水電動閥開度（此時對溫度而言，可能產生超調），將空調機組的送風濕度控制在規定的范圍內；其次根據送風溫度PID調節送風總管上的電加熱裝置（粗調），使送風溫度基本保持恒定（比設定溫度略低1~2℃）；三是根據被控房間的溫度PID調節送風支管上的電加熱裝置（細調），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至露點溫度，因而改為根據回風溫度PID調節表冷器的出水電動閥開度。

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