双区间控制方法在恒温恒湿机上的应用

目前在对空气品质要求较高的场合,如精密仪器仪表房间、大中型计算机控制中心、科研、医院、烟草、军事部门等广泛的使用恒温恒湿机。该机器不仅对房间温度进行调节,还需对房间相对湿度、洁净度等进行调节。

1.恒温恒湿机的运行特点

能够对被控房间的温度和相对湿度(某些产品还能够对洁净度)按一定的工艺要求进行调节与控制并使房间空气的温度、相对湿度在一定范围内恒定的机器或设备称为恒温恒湿机。它能够根据生产工艺的需要在全年的任何时间和季节保持被控房间内温度和相对湿度达到要

求。恒温恒湿机通常具有降温、加热、加湿、除湿、通风等多种功能。2.恒温恒湿机的控制方法

2.1 采用一台压缩机的恒温恒湿机的控制方法

目前,采用全封闭式压缩机组成的恒温恒湿机还广泛的采用双位(开关)控制的方法(只有少量的机器采用变频控制)对压缩机进行起、停控制;这种控制方法对采用一台压缩机组成的制冷设备是合适的。图1 是典型降温与升温控制曲线,控制精度±1℃(本文暂不考虑被控温度的滞后和过冲的问题)。从图1 控制曲线可以看出当被控房间温度≥设定温度+1℃时,压缩机工作;当被控房间温度≤设定温度-1℃时,压缩机停止工作。这种控制方式比较适合采用一台压缩机的制冷设备。

双区间控制方法在恒温恒湿机上的应用

 

图1 采用一台压缩机时升温和降温控制曲线

但对采用由两台或两台以上压缩机组成的制冷设备,如按图1 的方式对两台压缩机进行同时控制会出现下列几个问题:

①两台压缩机同时起动和停止将造成房间温度波动增大;

②压缩机功率较大时起动电流很大造成电网电压产生较大的波动;

③不能适应控制精度要求高的场合(例:温度波动不允许大于±0.5℃),否则将造成压缩机频繁的起动和停止,影响压缩机的使用寿命。

2.2 采用两台压缩机的恒温恒湿机控制方法

图2 是采用两台压缩机运行时的升温和降温控制曲线,当机器处于降温运行时,被控房间温度大于设定温度1℃以上,两台压缩机都启动运行(起动时间间隔10 秒),制冷量为100%;当被控房间温度降至等于设定温度值时,Ⅰ号压缩机停止工作,制冷量变为50%;当被控房间温度小于设定温度-0.5℃时,Ⅱ号压缩机也停止工作,制冷量为0。机器处于通风运行状态。

在压缩机停止运行后,被控房间的温度会逐渐上升,当被控房间温度上升到大于设定温度值+0.5℃时,Ⅰ号压缩机起动运行,并按图2 中的②号曲线(虚线)规律运行(称为内区间),制冷量为50%。该冷量主要是用于抵消被控房间内的发热量和通过围护结构、门窗进入室内的太阳辐射热量等。如果这些发热量与Ⅰ号压缩机工作时产生的制冷量相等,则机器将在内区间运行(制冷量为50%)。只有在房间发热量较大时,机器才会进入外区间启动Ⅱ号压缩机运行。

双区间控制方法在恒温恒湿机上的应用

图2 采用两台压缩机时升温和降温控制曲线

3.两台压缩机均衡运行控制方法

3.1 累计运行时间法

图3 是采用定时器对两台压缩机进行均衡控制电路原理图,其中定时器KT 通电后每运行100 小时控制触点进行一次转换,保证两台压缩机在使用周期内机械部分的磨损基本相同。

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图3 定时器控制电路原理图

3.2 启动转换控制法

启动转换控制法的原理是奇次数启动机器时I 号压缩机按外区间运行模式工作,而II 号压缩机按内区间运行模式工作。偶次数启动机器时运行模式则相反。通常采用电脑控制的恒温恒湿机使用此方法。

4.结束语

采用双区间控制方法能够提高机器的控制精度;减小被控房间温度波动;减小压缩机起动电流对供电电网的影响。均衡运行控制方法能够较好的解决两台压缩机因运行时间不同而产生的机械磨损差异的问题,使设备的使用寿命更长。

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