眾有論述恒溫恒濕室溫濕度控制的重要性
上海眾有實業(yè)有限公司(Shanghai Zhongyou Industry Co.,Ltd)是一家集設(shè)計研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)、市場營銷、技術(shù)服務(wù)為一體的專業(yè)除濕、加濕、恒溫恒濕等制冷設(shè)備產(chǎn)品制造企業(yè)，本次我們選定ZHONGYOU眾有HF5NQ恒溫恒濕空調(diào)機組進行控制測試。為了真實地反映試驗環(huán)境溫濕度條件，我們要考慮恒溫恒濕試驗室的記錄、顯示和輸出達(dá)到規(guī)定的偏差要求這三個因素。但是因為顯示器和記錄儀通常與傳感器相連，隨時監(jiān)視實驗室或試驗箱內(nèi)某個位置的溫濕度情況。傳感器所反映的信息僅僅說明調(diào)節(jié)器或者控制器的工作穩(wěn)定，所以并不能反映實驗室內(nèi)整個空間都達(dá)到了規(guī)定的溫濕度條件。
1、控制恒定率：調(diào)節(jié)器和控制器對控制傳感器所在位置的恒定控制。
2、傳感器精度：溫度和濕度傳感器的不確定度。
3、均勻度：由空氣不流通，熱源、潮濕的物品，或者與相鄰空間的空氣流動而導(dǎo)致的室內(nèi)溫濕度的變化梯度。
例如，如果規(guī)定的條件是23℃±2℃/50%RH±5%，而且記錄儀器顯示相對濕度的精度控制在±2%以內(nèi)。但是考慮均勻度和傳感器精度以后，肯定達(dá)不到規(guī)定溫濕度的要求。
要達(dá)到更精確的試驗溫濕度條件需要考慮以下參數(shù)：
1.目前市場上最好的濕度傳感器的精度為±1%。
2.通風(fēng)情況下，熱源的位置會影響實驗室的均勻度，一般在±1%到±6%之間。
3.將以上參數(shù)加到顯示的精度(±2%)會得到整個空間的精度在±4%到±9%之間。
若想試驗箱或試驗間真正達(dá)到規(guī)定的溫濕度條件，設(shè)計規(guī)劃者還要分別考慮以下三方面因素的影響。
1、單點恒定率（控制部分）
在此影響因素中，必須考慮調(diào)節(jié)器與控制器間的調(diào)節(jié)變化、晝夜的變化、季節(jié)的更替以及突發(fā)情況（如試驗設(shè)備的開啟或關(guān)閉、開關(guān)燈或是實驗室門的開啟等等）對實驗室內(nèi)溫濕度的影響。此影響因素的大小取決于設(shè)備的調(diào)節(jié)能力和控制能力。
實驗室內(nèi)沒有突發(fā)情況引起溫濕度變化時，可以對調(diào)節(jié)器短期的控制能力進行評定。調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)變化方式包括降溫、加熱、加濕和除濕等。
晝夜的變化、季節(jié)的更替、突發(fā)情況等感應(yīng)性因素和潛在性因素都將會引起實驗室溫濕度的高低變化，并對實驗室溫濕度的長期穩(wěn)定造成影響。良好的封閉、與外界溫濕度隔離、使用適當(dāng)?shù)姆绞窖a充空氣，對減少實驗室溫濕度變化將起到很好的效果。
應(yīng)依據(jù)最大可預(yù)期的潛在性因素和感應(yīng)性因素來設(shè)計溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。潛在性因素主要來自于人員、泄漏、水池排放和新鮮空氣的補充。感應(yīng)性因素來自于燈光、實驗設(shè)備、人員、泄漏和新鮮空氣的補充。整個調(diào)節(jié)系統(tǒng)必須有能力對由于晝夜的變化、季節(jié)的更替引起的溫度變化進行控制。
空氣溫度的精確控制要求對相對濕度進行嚴(yán)格控制。假設(shè)在12℃結(jié)露點上空氣的含水率保持恒定，但空氣溫度在1.0℃之間變化，那么相對濕度就在47%和53%之間波動，0.2℃的空氣溫度變化將引起大于0.5%的相對濕度的變化。
2、傳感器精度
溫度傳感器比濕度傳感器更精確并容易校準(zhǔn)。由于精度為0.1℃的溫度傳感器比較容易買到，因此濕度的測量就成為這一領(lǐng)域的主要問題。
目前，市場上出售的濕度傳感器的公稱精度大多數(shù)為+1%，這是一臺新的傳感器在一個溫濕度相對穩(wěn)定的條件下所能達(dá)到的最高精度。購買了一臺濕度傳感器以后，需在預(yù)期使用的整個溫濕度范圍內(nèi)，反復(fù)驗證其公稱精度。例如，如果計劃進行溫濕度交變試驗，那么應(yīng)確保濕度傳感器能夠在預(yù)期的變化范圍內(nèi)進行溫度的補償并保證它的精度不會隨溫度而漂移，大多數(shù)濕度傳感器在相對濕度為85％到90％的情況下精度會降低。
由于濕度傳感器在使用過程中精度會漂移，因此必須對其進行定期的校準(zhǔn)。校準(zhǔn)的間隔時間不同，取決于傳感器的類型和工作環(huán)境（如溫濕度變化范圍、空氣的潔凈程度以及各種化學(xué)藥品的濃度）。通常情況下，校準(zhǔn)的間隔時間是一年，必須確認(rèn)校準(zhǔn)程度涵蓋整個工作溫濕度變化范圍，用來校準(zhǔn)的儀器需要有文件記錄。
可溯源的意思是儀器依據(jù)一個主要標(biāo)準(zhǔn)或者引用標(biāo)準(zhǔn)進行校準(zhǔn)。大多數(shù)的傳感器都有一份出廠校準(zhǔn)報告，這份報告只說明其生產(chǎn)時的精度并不能真實反映其在實際使用過程中的情況。控制器或調(diào)節(jié)器的精度是整機電路分路上傳感器的精度，它們會影響讀出的精度，在系統(tǒng)運行過程中依據(jù)引用標(biāo)準(zhǔn)對控制傳感器校準(zhǔn)可以避免這些誤差。
3、均勻度
均勻度是對在整個溫濕度控制區(qū)域內(nèi)點對點的溫度和濕度的差異。影響均勻度的主要因素包括：全部熱源（明顯的熱源與潛在的熱源）、影響溫濕度的負(fù)載的位置、控制傳感器的位置、通風(fēng)情況、空氣流動量的大小、適當(dāng)?shù)母魺嵩O(shè)施和阻隔水蒸氣裝置。
全部熱源（燈光、實驗設(shè)備、人員、從墻壁和管道透過的熱量、補充空氣導(dǎo)致的熱量變化）如果在整個受控區(qū)域內(nèi)完全沒有對溫、濕度產(chǎn)生影響的負(fù)載，那么均勻度將很容易控制。一個安裝有3.6米×3米×3米的恒溫恒濕設(shè)備的試驗室內(nèi)，如果室內(nèi)空氣流量為600CFM(每小時換氣30次)，并有一個3,000BTU(880瓦特)的負(fù)載，那么實驗室的供給空氣與回流實驗室的空氣溫度會相差2.6℃。如果進入實驗室的空氣條件為23℃/50%RH并假定沒有含水率的變化，那么回流實驗室的空氣的溫濕度將為25.6℃/43%RH。增加空氣流動量或者減少影響溫濕度的負(fù)載，能減少這些誤差。
3000BTU(880W)室內(nèi)負(fù)載
進入空氣每小時空氣流量回流空氣
23℃/50%RH15次(300CFM)300立方英尺／分鐘27.8℃/37%RH
23℃/50%RH30次(600CFM)600立方英尺／分鐘25.6℃/43%RH
23℃/50%RH45次(900CFM)900立方英尺／分鐘24.5℃/45%RH
23℃/50%RH60次(1200CFM)1200立方英尺／分鐘23.9℃/48%RH
空氣的流通總量是設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)并使溫度負(fù)載的影響降到最低的重要因素。根據(jù)具體的操作程序與室內(nèi)溫濕度的負(fù)載情況，每小時25次至45次的換氣量是最理想的。負(fù)載的位置也是一個重要因素。如果條件允許，最好將影響溫濕度的負(fù)載安裝在空氣回流管道的附近，盡可能避免對剩余實驗室受控空間的影響。負(fù)載的位置還會影響控制傳感器的位置。控制傳感器不應(yīng)該安裝在主要影響溫濕度的負(fù)載源下方或者在回流管道的下方。
空氣管道應(yīng)該適當(dāng)?shù)耐ㄟ^實驗室。通常情況下，頂篷的供氣管道與回流管道應(yīng)該緊貼著受控溫濕度實驗室的外壁，應(yīng)該避免供氣管道與回流管道同時在頂篷的設(shè)計。
安裝適當(dāng)?shù)母魺嵩O(shè)施、阻隔水蒸氣裝置與通風(fēng)道來隔絕周圍環(huán)境的影響是非常必要的。建造通風(fēng)道要得當(dāng)，不能過大也不能過小。為了增加通風(fēng)道內(nèi)空氣流通的速度，應(yīng)在通風(fēng)道內(nèi)開一個破洞，其效果要比在試驗間內(nèi)開一個同樣大小的破洞好很多。不建外墻、不開窗戶、避免過低的天花板，這些對實驗室溫濕度控制都是有利的。
結(jié)論
達(dá)到要求的溫濕度環(huán)境是一項艱巨的任務(wù)，但它不是不可能實現(xiàn)的。如果考慮了全部影響溫濕度條件的因素，那么這個目標(biāo)是可以實現(xiàn)的。有一些關(guān)鍵問題一定記住：
1、購買的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)能進行微調(diào)；
2、無論選擇什么樣的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)備都要有能力對實驗室內(nèi)部影響溫度的負(fù)載和空氣進行有效的調(diào)節(jié)，以便提高試驗間內(nèi)溫濕度的均勻度；
3、購買符合要求的傳感器，保證安裝得當(dāng)，并且定期校準(zhǔn)；
4、密切注意影響溫濕度的負(fù)載對實驗室環(huán)境的影響，并盡量減少這些不良因素的影響；
5、溫濕度試驗間與通風(fēng)道必須由不受影響的水蒸氣阻隔裝置與外界隔離。
6、如果以上這些因素都能被認(rèn)真考慮，那么影響受控空間內(nèi)溫濕度精度的問題都能較容易地得到解決。
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