恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)又稱為精密空調(diào)系統(tǒng)，具有精密恒溫恒濕及空氣過濾等特性。它的控制系統(tǒng)采用高智能化的微處理控制裝置，反應(yīng)速度快，精度高，可靠性好。主要功能是將室內(nèi)的溫度、濕度控制在一定的波動范圍內(nèi)（一般來說，溫度精度可控制在±1℃之內(nèi)，相對濕度控制在±2%），以滿足科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)等特殊場合對環(huán)境的要求。但是這種空調(diào)系統(tǒng)通常是連續(xù)運行，能耗居高不下。隨著世界能源形勢的日益緊張，“節(jié)能減排”已經(jīng)成為我們面前的一大現(xiàn)實問題。

　　恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)不同于其他的空調(diào)系統(tǒng)，它對于室內(nèi)的溫度和濕度的穩(wěn)定性要求特別高，而且溫度和濕度也不只受外界和室內(nèi)條件的影響，它們之間也會相互影響。比如在20℃時，溫度波動1℃，會導(dǎo)致濕度波動約3%。

　　恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)與其他空調(diào)系統(tǒng)有個不同的地方，就是為了設(shè)計和營造一個高精度的恒溫恒濕室，往往都采用全空氣系統(tǒng)，全空氣系統(tǒng)在空氣處理上存在冷熱兩抵消的現(xiàn)象，會導(dǎo)致運行能耗大大增加。所以隨著對溫濕度要求的日益提高，空調(diào)系統(tǒng)的能耗也會大大增加，對恒溫恒濕實驗室能耗控制勢在必行。

　　恒溫恒濕實驗室相關(guān)概述

　　1.我所恒溫恒濕實驗室概況。由于紡織品服裝類測試對溫濕度環(huán)境要求較高，紡織品的一些物理性能（如強力、伸長率等）都會受大氣中溫濕度變化的影響，所以恒溫恒濕實驗室的溫濕度控制準(zhǔn)確與否會直接影響紡織檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。GB/T6529—2008《紡織品調(diào)濕和試驗用標(biāo)準(zhǔn)大氣》對大氣溫濕度要求如下：標(biāo)準(zhǔn)大氣應(yīng)是溫度20.0℃，相對濕度為65.0%，溫度容差范圍為±2.0℃，相對濕度的容差為±4.0%。我所的紡織品恒溫恒濕實驗室都是建立在這一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基礎(chǔ)之上。

　　布局的合理性對送回風(fēng)的效果會有直接影響，對溫濕度的控制也會有很大的影響。我所紡織品恒溫恒濕實驗室一共4間，各由兩臺恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)來控制。在空調(diào)機組的布局上，使機組靠近試驗區(qū)域，機房與控制區(qū)距離接近，使得送、回風(fēng)管道的氣流損耗降到最小，大大提高能源利用率；同時也能使溫濕度信號反饋迅速，控制系統(tǒng)啟動及時；當(dāng)然，送、回風(fēng)管道距離的縮短，也同時降低了噪音、節(jié)省了材料。我所空調(diào)系統(tǒng)的送、回風(fēng)管道系統(tǒng)采用了等靜壓法設(shè)計。整個送回、風(fēng)系統(tǒng)采用了上送風(fēng)下排風(fēng)的形式（圖1），頂棚采用了“蜂窩”式的出風(fēng)頂棚，將風(fēng)速控制在了0.3m/s以內(nèi)，同時使得送風(fēng)均勻，并能有效地降低噪音。

　　2.恒溫恒濕實驗室能耗分析。目前，高精度恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)為了能精確控制室內(nèi)的濕度和溫度，主要采用了將被處理空氣冷卻至露點后通過再熱方式和加濕處理的方法來實現(xiàn)（圖2）。通常再熱的途徑是使用電加熱器，從而使得冷熱抵消現(xiàn)象嚴(yán)重，能耗巨大。通常的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)都為定風(fēng)量系統(tǒng)，當(dāng)房間冷負荷減小而制冷量又不能調(diào)節(jié)的時候，只能通過調(diào)節(jié)送風(fēng)溫差來維持室內(nèi)的空氣參數(shù)，必須加大再熱來提高送風(fēng)溫度，這樣就會造成更大的能源浪費[1]。

　　送風(fēng)溫差的大小也決定了能耗的多少，送風(fēng)溫差越大，送風(fēng)量就越小，相應(yīng)的空氣處理設(shè)備和管路也就相應(yīng)地大或小，系統(tǒng)相對就比較經(jīng)濟，能耗就會減少，冷熱量抵消也相對地少一些。但是，風(fēng)量小會導(dǎo)致室內(nèi)溫濕度分布不均勻、不穩(wěn)定[2]。所以為了減少能量的消耗，在滿足標(biāo)準(zhǔn)條件的前提下，結(jié)合最佳的氣流組織盡可能地找到最佳的送風(fēng)溫差。

　　恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的運行必須考慮在室外氣候條件異常和室內(nèi)熱濕負荷變化大的情況下，既能滿足室內(nèi)溫濕度要求，又能達到經(jīng)濟運行的目的。所以，如何在實際使用和節(jié)能減排兩個方面取得平衡，是擺在我們面前的一個現(xiàn)實問題。

　　恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制策略

　　1.內(nèi)部環(huán)境控制。由于恒溫恒濕實驗室是處于一個封閉的環(huán)境中，所以對其內(nèi)部環(huán)境的管理和控制是實現(xiàn)節(jié)能控制的重中之重，具體體現(xiàn)在是否能對溫濕度進行合理的監(jiān)控，確保其能在正常安全的范圍內(nèi)。隨著恒溫恒濕空調(diào)機組的使用頻率增大，空調(diào)老化或者傳感器失靈等故障會日益頻繁，室內(nèi)溫濕度偏差增大，導(dǎo)致超出控制范圍，造成能源的消耗，形成浪費，所以對空調(diào)系統(tǒng)的溫濕度校準(zhǔn)是必不可少的。但是僅僅通過空調(diào)系統(tǒng)本身的傳感器其實并不能滿足需要，大部分空調(diào)系統(tǒng)的傳感器只在單一的位置（回風(fēng)口），對于一些面積較大的實驗室來說，各個角落的溫濕度就很難兼顧，而且往往系統(tǒng)自帶的傳感器比較普通，精度不高，這也會對溫度監(jiān)控造成一定影響[3]。

　　所以使用專業(yè)的精度高的溫濕度儀就可以很好地解決這些問題。對于面積較大的實驗室來說，房間各個角落都應(yīng)該放置一個記錄儀。待過一段時間穩(wěn)定后，將各角落的溫濕度儀的數(shù)據(jù)導(dǎo)出（圖3），通過與空調(diào)自帶的傳感器的數(shù)值來進行校正，達到精確控制溫濕度的目的。同時也能及時糾正空調(diào)系統(tǒng)的不正常的工況，恢復(fù)正常狀態(tài)，達到節(jié)能的目的。

　　為了節(jié)能需要，還可以充分利用恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的閑時功能，就是在空調(diào)運行一段時間之后進入休眠狀態(tài)，暫停一段時間之后，再重新開啟。但是這一功能間隔時間要取決于實驗室的隔熱保溫材料的性能，以最大程度滿足節(jié)能的需要。

　　2.自動控制。引起恒溫恒濕實驗室溫濕度波動的原因主要是各種擾動，比如，送風(fēng)的溫度波動，內(nèi)部人員設(shè)備發(fā)熱量的擾動，外圍結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的傳熱擾動等等。自動控制的任務(wù)就是消除各種擾動，保持室溫穩(wěn)定在允許的波動范圍內(nèi)。

　　對于高精度的恒溫恒濕實驗室，目前已經(jīng)有很多相應(yīng)措施可以采用，如采用隔熱罩、引流局部熱源等，而這些措施均是對內(nèi)外擾動的一種預(yù)防措施，并不能真正做到萬無一失，而自控系統(tǒng)則是保證恒溫恒濕的關(guān)鍵所在。目前由于集成電路和計算機的發(fā)展，大大提高了自控技術(shù)，以PC為核心的多回路智能化系統(tǒng)DDC就使得高精度恒溫控制變得輕而易舉。DDC系統(tǒng)具有信息處理、數(shù)據(jù)儲存、設(shè)定程序等功能，可以對恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)各項參數(shù)進行程序控制，保證系統(tǒng)可靠經(jīng)濟地運行[4]。

　　3.再熱段的優(yōu)化。雖然現(xiàn)在市場上的紡織品恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)基本上都能將溫度控制在精度±1℃，相對濕度40%～60%，同時也有很多廠家都在不斷改進控制方式，以至于對溫度和濕度都有了很好的控制，但是再熱段的能耗問題還是影響節(jié)能成果的一大障礙。在圖2恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)空氣處理過程中避免冷熱抵消過程，對空氣處理過程的能耗將是一大優(yōu)化。

　　在新風(fēng)空氣進入之前，先對其進行集中專門處理，以除去新風(fēng)空氣中可能帶入室內(nèi)的多余濕量。因為紡織品恒溫恒濕實驗室產(chǎn)濕量本來就很少，所以影響室內(nèi)相對濕度的主要因素主要是新風(fēng)空氣中的濕量。只有把干擾室內(nèi)濕度的新風(fēng)空氣集中處理，那么室內(nèi)濕度就能保持相對穩(wěn)定了，而且還能避免再熱，從而消除冷熱抵消現(xiàn)象，大大節(jié)約能源。在下雨天氣或者上海的梅雨季，可以有效地防止室內(nèi)相對濕度受室外空氣濕度波動而影響。

　　在夏季，室外空氣溫度一般高于空調(diào)房間設(shè)定溫度，新風(fēng)量的引入是以增加空調(diào)系統(tǒng)冷負荷為代價的，所以建議取最小的新風(fēng)量。在冬季，適當(dāng)?shù)丶哟笫彝庑嘛L(fēng)量，可以充分利用室外的冷源來消除室內(nèi)的熱負荷，降低運行成本。而在過渡季節(jié)的時候，當(dāng)新風(fēng)焓值低于一次回風(fēng)焓值的時候，建議把二次回風(fēng)系統(tǒng)中的一次回風(fēng)關(guān)閉，由空調(diào)箱中的各段對新風(fēng)進行處理，然后將處理后的新風(fēng)混合至室內(nèi)溫濕度要求，從而降低能耗[5]。

　　綜上，恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制的效果是十分可觀的，這一模式對于優(yōu)化資源配置，推進質(zhì)量創(chuàng)新有著很大的影響。但是恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)所具有的多變量、非線性等特點，要付諸實施，還要有很多技術(shù)問題亟待解決。本文的節(jié)能措施是結(jié)合本所實際工作引申出來的看法和設(shè)想，可以作為今后設(shè)備管理工作的重要發(fā)展方向。

　　參考文獻：

　　[1]甘長德，沈恒根.紡織品實驗室恒溫恒濕空調(diào)的節(jié)能設(shè)計[J].棉紡織技術(shù)，2004，32（5）：265-269.

　　[2]徐勇.恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)能耗分析及節(jié)能控制[J].建筑設(shè)計管理，2010，4：57-59.

　　[3]祁寧，蔣耀興.高標(biāo)準(zhǔn)紡織恒溫恒濕實驗室運作的實踐[J].現(xiàn)代絲綢科學(xué)與技術(shù)，2011，4：131-133.

　　[4]張俊飛，代斌.淺談恒溫恒濕空調(diào)技術(shù)與民用建筑的結(jié)合實例[J].安裝，2005（11）：156-159.

　　[5]黎洪.恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計[J].低溫與特氣，2008，1：33-36.

　　（作者單位：上海市纖維檢驗所）