實現廠房恒溫恒濕環境的途徑分析

劉明江

（南京鐳芯光電有限公司，江蘇 南京 210000）

現代工業生產中，很多精密儀器設備的生產對于生產環境溫濕度有著很高的要求，因此，在廠房中構建恒溫恒濕的環境也就越來越受到人們的關注和重視。文章主要就電子廠房恒溫恒濕環境的創建途徑進行了分析。

1 廠房恒溫恒濕的要求

恒溫恒濕的廠房指的是在廠房生產中，運用空調、風機或者其他手段來使廠房內部的溫度與濕度控制在恒定的范圍內，常見的對溫濕度有要求的廠房為計量室、光柵刻線室、精密儀器制造和裝配車間等。需要注意的是，恒溫恒濕廠房除了對于溫度、濕度有著較高的要求外，通常還會對空間內的潔凈度、噪音隔離等方面也有著較高的要求。

2 電子廠房室內溫濕度的控制

（1）恒溫恒濕空調用于潔凈廠房中溫度的控制。有些產品的生產過程對于溫度的要求十分嚴格，這就需要利用恒溫恒濕空調對于溫度掌控的精確性特點。恒溫恒濕空調對于溫度能夠做到精確掌握的工作原理是空調可以預先設定想要的溫度數值，然后根據從PLC 模擬輸入端獲取的過風管中的溫濕度一體傳感器中檢測到的溫度信號來判斷是否滿足預設溫度值，根據實際情況進行溫度調節，是指達到預想狀態范圍內，進而達到控制恒溫的效果。正因為潔凈廠房的標準要求高，恒溫恒濕空調成為了控制溫度的不二之選。

（2）恒溫恒濕空調用于潔凈廠房中濕度的控制。恒溫恒濕空調對于濕度的控制的工作原理與對溫度的控制一致，因為通風管中存在溫濕度一體的傳感器。值得一提的是，恒溫恒濕空調有夏季模式與冬季模式兩種工作方式可供選擇，以溫度30℃為界定標準，當送水管里水的溫度超過這個標準時是冬季工作模式，低于標準溫度時則是夏季工作模式。兩種模式都可以通過加濕器或者水閥的調節實現對濕度的自如控制，不過夏季工作模式的工作原理較冬季模式會復雜一些。

需要注意的是，在恒溫恒濕系統的設計中，由于始終基于一定的環境氣溫與濕度，所以對應的周圍溫度、濕度精度比被加工物的容許溫度精度低。因此，在恒溫廠房的參數設計與選擇自動控制時，不但需要考慮溫度、溫濕條件，同時還需要考慮廠房的圍護結構、空氣處理設備等相關因素。廠房對于工件的加工過程中，工件的熱容量并不相同，有的工件熱容量比較大有的工件熱容量比較小，同時工件對于溫度的傳導性也有著較大差異，所以在對廠房室內溫度變化進行調控時，需要考量表面溫度與內部溫度變化的滯后性。假如加工的工件對于精度要求非常高，那么為了盡可能的避免儀器發生形變所導致的工件誤差，就需要綜合考量各方面因素來實現對車間溫度、濕度的控制。

一般性的工件在加工過程中，對于濕度要求并沒有溫度要求那么嚴格，但是保持濕度的恒定可以有效防止工件出現生銹或者結露等狀況。另外，紡織業對于濕度有著較高的要求，這是由于合適的室內濕度能夠減少纖維織物斷頭出現的幾率，同時還能夠遏制靜電的出現，提升加工效率。

3 恒溫恒濕車間的建筑處理

為了盡可能降低外部氣候條件對廠房內部環境的干擾，恒溫恒濕廠房在墻體建設處理上應作特別考慮。對墻體作特殊處理能夠更好地確保廠房內部的溫度濕度控制精度，而且對空調設備的投資和降低運行成本具有重要的經濟意義。在滿足一定傳熱系數X 的前提下，應當選擇熱惰性的材料來作為墻體構建材料。如果廠房對于恒溫要求的精度非常高，那么廠房應該使用具有熱惰性的重型框體結構。另外，墻體結構的防潮、隔汽性能也非常重要，如果墻體的防潮性能較低，那么水蒸氣由于內外分壓差可能會對內進行滲透。在實際的生產過程中，部分廠房為了保障其內外部的恒定溫度，會設立外室，從而強化廠房內部溫度的恒定性。

另外，還可以設置回風夾層，運用恒溫恒濕車間本身的回風包圍恒溫恒濕車間，這樣也能夠有效降低外界熱源對恒溫恒濕車間的影響。在恒溫恒濕廠房設計中，不管其是否存在套間，都應該將其設置在建筑物的北側以及底層，且東西方向最好不設置門窗，這樣能夠降低太陽輻射對室內溫度的影響。

也有部分高精度的恒溫恒濕車間，會放置在地下室，這樣可以減少空調系統的負荷，同時也有助于提升溫度與濕度的保持。但是，采用這種方案建設的恒溫恒濕廠房，其土建工程費用會大大提升，尤其是在地下水位較高或者年降雨量較大的地區，防水、防潮存在較大難度。

4 恒溫恒濕車間對室內氣流的要求

恒溫恒濕車間氣流組織設計時，可以從以下方面開展工作：在氣流組織設計時，應該使氣流送風作用得以充分展現和發揮，幫助廠房構成一個溫度較為穩定的環境，使工作區域的氣流平均溫度與工作區的溫度在恒定范圍內進行波動。在廠房設計生產中，如果條件合適，應該盡可能地把發熱量較大的設備移動到恒溫恒濕車間的外面或者套間中，或者在廠房內部選擇使用分區空調對不同區域的溫度進行調節。

5 為保證恒溫恒濕，空氣處理系統與控制

通常來講，在恒溫恒濕廠房環境的構建中，能夠選擇運用直接膨脹式恒溫恒濕機組、淋水式空氣處理和表面冷卻器無露點溫度控制等方式來實現對空氣處理系統的控制。考慮到恒溫恒濕廠房通常都以顯熱負荷為主，所以在環境構建中可以讓新風系統來對濕負荷進行承載，之后在將其與回風系統進行混合，這樣就避免了再熱過程，如果恒溫恒濕廠房對于換氣次數要求比較多，那么這種設計方案能夠顯著降低運行成本，經濟性良好。

對于廠房空調系統的設計，可以選擇運用新風單獨處理的定露點方式，在主空調機內經處理到室內空氣露點狀態的空氣，與室內回風相混合，并經冷卻后送入室內，在新風空調箱和主空調箱內均設有冷卻器、加熱器和加濕器，供調溫調濕用。

6 案例說明

國內某潔凈廠房恒溫恒濕空調軟件系統分析恒溫恒濕空調中對于溫濕度的控制的主要軟件系統是PID 控制系統，即閉環控制系統的比例積分微分控制。

控制對象的檢測值和目標值會出現控制偏差，控制的進行范圍和頻率大小決定了偏差的大小，所以出現控制系統中存在誤差比例，即為P 動作。所以，控制系統中存在差積分比例項用以消除誤差，即為I 動作，而改變調節控制性能的偏差微分比例項即是D 動作。案例中的恒溫恒濕空調含有上述三種動作的控制系統即是所說的PID 控制系統。

對于潔凈廠房來說，空氣氣流也有著一定的要求的，比如為了降低對于加工物的污染，先將干凈的空氣輸送到操作部位，恒溫恒濕可以做到對潔凈廠房中氣流的控制。恒溫恒濕可以通過自身對氣流的控制來降低渦流的發生頻率，這樣可以使工作區的產品不被外界的空氣所污染，氣流勻速還能夠有效地避免二次揚塵。

7 結 語

綜上所述，隨著科學技術的進步與人們生活水平的提高，對于恒溫恒濕空調的需求已經越來越高，尤其恒溫恒濕空調應用于潔凈廠房中能夠起到重要作用，為人們的生產生活帶來極大的便利，能夠有效地控制潔凈廠房中的溫濕度與空氣質量，保障生產效率。