高精度恒温恒湿空调控制系统设计祁小波1，程德威2（1.黄冈职业技术学院机电学院，黄冈438002；2.宁波奥克斯电气有限公司，浙江宁波315000）摘要：高精度恒温恒湿空调系统应用于对环境有严格控制的地方，而数码涡旋压缩机技术具有无极能量调节、室内温度控制更准确的特点，将数码涡旋压缩机技术应用于高精度恒温恒湿空调系统，实现该空调系统在超低温度和湿度条件下的高精度恒温恒湿控制，达到温度±0.5℃和相对湿度±1%的精度要求。关键词：数码涡旋压缩机；恒温恒湿空调；高精度；控制系统设计中图分类号：TM925.12文献标识码：A文章编号：1671－3699（2012）06－0053－04DOI:10.3969/j.issn.1671-3699.2012.12.015数码涡旋压缩机能提供的无级容量输出，其运行容量范围是10%至100%，为业内最大范围。且保证了房间温度的控制精度在±0.5℃，能提供更具舒适感的温度。数码涡旋压缩机以单一速度运行，不会产生额外的噪音和振动；同时，数码涡旋压缩机上载和卸载都是简单的机械运动，不会产生高次谐波，也不会产生电磁干扰。与其他调节技术（变频技术、多级控制系统）相比，该技术使用简单有效的方式来调节空调的容量，提供无与伦比的性能，具有高度的可靠性，而且成本也比较低。因此，数码涡旋压缩机在高精度恒温恒湿空调系统中的应用具有极大的优势。上海某测试中心发动机测试台要求能模拟全年各种气候条件，发动机测试台局部环境温度范围(15～35)℃±1℃，相对湿度范围(30～70)%±3%，风量为1000m3/h，机外余静压60Pa，要求全新风。为达到测试中心对环境温度的控制要求，应用数码涡旋压缩机来进行空调系统的设计。恒温恒湿空调系统总体结构由空新风初效过滤段、前级蒸发冷却段、处理风机段、转轮除湿机段、旁通新风初效段、后级蒸发冷却段、电加热段、电极式加湿器段、送风机段等组成。转轮除湿机的转轮材料采用进口硅胶转轮，文献[1-4]中对转轮除湿机的特性及应用有比较多的研究。前级和后级制冷系统则根据恒温恒湿空调系统冷负荷变化较大的特点，以及保证比较高的控制精度和避免压缩机过于频繁启停，采用数码压缩机制冷系统。该系统的工作原理如下：被处理的新风1在风机的引导下，通过板式初效过滤器3过滤掉空气中粒径大的颗粒后，在数码机组前级蒸发器4进行预冷却，然后进入转轮除湿区6进行除湿，使得新风的含湿量满足使用要求，由于实际需要的热湿负荷是随时间变化而变化的，因此设置一个旁通新风入口8，引进部分新风，通过改变两者的混合比例，从而满足使用要求，旁通新风量通过电动风阀9的开启度来改变。新风混合后，经过数码机组后级蒸发器11进行冷却减湿处理，到达机器露点，再通过可控硅电加热器12进行等湿加热，到达送风状态点，1高精度恒温恒湿空调系统设计1.1恒温恒湿空调系统原理由于测试台要求的温度和湿度变化范围较大，而且相对湿度较低，采用单一的冷冻系统不能满足要求，宜采用冷冻除湿系统和转轮除湿系统相结合的模式，恒温恒湿空调系统原理简图见图1所示。最后在送风机15的作用下，经过袋式中效过滤器16过滤，满足洁净要求，进入到空调房间内。1.2数码涡旋制冷系统原理恒温恒湿空调系统前级冷冻除湿系统所需冷量变化很大，后级制冷系统所需制冷量比较稳定，收稿日期：2012-07-27作者简介：祁小波（1975-），男，湖北黄冈人，黄冈职业技术学院机电学院工程师，研究方向为新型制冷空调装置；程德威（1968-），男，湖北鄂州市人，宁波奥克斯电气有限公司高级工程师，博士后。53图1恒温恒湿空调系统简图1.新风2.电动风阀3.板式初效过滤器4.数码机组前级蒸发器5.处理风机6.转轮除湿区7.转轮除湿机8.旁通新风9.电动风阀10.板式初效过滤器11.数码机组后级蒸发器12.可控硅电加热器13.电极式加湿器14.风压差开关15.送风机16.袋式中效过滤器17.送风18.再生新风19.板式初效过滤器20.再生加热器21.电动二通阀22.转轮再生区23.再生风机24.湿排风图2数码涡旋制冷系统简图1.常规涡旋压缩机2.数码涡旋压缩机3.单向阀4.油分离器5.回油管6.PWM阀7.冷凝器8.轴流风机9.储液器10.液旁通阀11.前级电子膨胀阀12.前级蒸发器13.后级电子膨胀阀14.后级蒸发器15.汽液分离器16.气平衡管17....