淺談水噴淋恒溫恒濕機組的優勢

■ 肉孜艾·阿依提木哈買提

〔塔城地區纖維檢驗所，新疆烏蘇市 833000〕

檢驗環境是決定棉花檢驗質量結果的因素之一，符合標準的檢驗環境是能準確地檢驗出棉花品質的基礎。為確保烏蘇實驗室棉花儀器化公證檢驗結果準確度，烏蘇實驗室采用先進的水噴淋恒溫恒濕機組大大提高溫濕度控制精度，在各房間同時工作時仍能滿足新風補充要求，既節約能量又降低使用費用，且兼顧了除去灰塵凈化空氣等功能。

一、水噴淋恒溫恒濕機組簡述

水噴淋系統是我國建國初期就出現的一種運用在紡織車間的空調系統，主要作用是用水對車間的空氣進行降溫及加濕處理。早期的水噴淋系統占地面積大、濕度控制精度低，經過我國的科技人員對水噴淋技術不斷深入的研究，可以在減少能耗、占地面積的前提下達到真正穩定的高精度溫濕度環境。其原理完全遵循空氣調節學、制冷學、流體力學，實驗室的溫濕度控制采用定露點控制原理（水噴淋處理方式）。水通過水泵進入空氣處理箱內霧化，對空氣進行熱濕交換，使空氣溫度降低、相對濕度達到飽和狀態，再使用加熱器對空氣進行調控，使之達到標準值。

二、水噴淋恒溫恒濕機組在實驗室應用原理

水噴淋恒溫恒濕機組集中空氣處理機對全部回風及新風進行噴淋處理，根據季節的變化系統自動調整噴淋室的處理過程，在夏季溫度為20.0℃、濕度為65.0%時，空調系統做減濕冷卻處理；在冬季溫度為20.0℃、濕度為65.0%時，空調系統做減焓加濕處理。

通過上述處理，集中空調系統的送風狀態點始終控制在20.0℃，65.0% 的露點狀態（13.5℃，100.0%），通過調整加熱量使送風溫度提高，當溫度達到20.0℃時，該溫度狀態點的相對濕度為65.0%。房間內的負荷發生變化時，通過微量加熱調整從而保證室內相對濕度精確地維持在65%±1.5%范圍內。

三、烏蘇實驗室水噴淋恒溫恒濕機組設計簡述

烏蘇實驗室籌建于2013年，2015年正式投入運行，按照技術規范設計有6個恒溫恒濕區域共計2 000 m2，采用的是水噴淋機組分別有12組室外機組、6個室內機組和水循環系統及控制系統。烏蘇實驗室水噴淋系統包括循環水泵、進回水管道、空氣處理箱（送風段、回風段、加濕段）、合流三通閥、水箱（冷水、回水、平衡）、風冷式冷水機組、空調送回風管道、送風加熱器、電動風閥、送回風調節百頁、溫濕度傳感器、噴淋系統控制柜、計算機遠程控制系統、自動排污系統，目前機組已運行8年，狀態良好。

四、水噴淋恒溫恒濕機組的優勢

因為棉纖維在相對濕度不同的條件下，長度值的變化在10%，斷裂比強度最大變化可以達到30%，所以在棉花儀器化公證檢驗中，實驗室的恒溫恒濕環境穩定性具有至關重要的作用。水噴淋恒溫恒濕機組在有效保證試驗環境（溫度20℃±2℃、濕度65%±4%）并恒定持續上，與2005年老實驗室使用的恒溫恒濕機組對比分析存在以下優勢。

（一）實驗室溫濕度條件穩定性強

在計量法中，濕度定義為物象狀態的量；而日常生活中的濕度為相對濕度，用RH（%）表示，即空氣中所含水蒸氣的質量與同溫度下飽和空氣中所含水蒸氣的質量之比。在常溫常濕情況下，溫度在20℃±15℃范圍之內，相對濕度就在65%±20%之間。在設計水噴淋恒溫恒濕機組時充分考慮了一定溫度條件下的空間能夠有效恒定相對濕度和水蒸氣飽和度之間的關聯，為此該機組的任務首先是恒定空間的溫度值采用空氣與一定溫度的水交換熱量，而加濕系統采用了恒定空間水蒸氣飽和度的純物理加濕方式。當實驗室回流的空氣通過高壓噴淋箱時，只需要系統調節所需的水溫及高壓噴淋水蒸氣的飽和度就可以有效地控制試驗區域的溫濕度數值。由于該機組的加濕系統不存在高溫加熱產生蒸汽的加濕模式，因此只要控制好噴淋段出水溫度就可以恒定實驗室的溫度和濕度，大大降低了恒溫恒濕機組在調節實驗室環境時降溫與加濕、增溫與降濕之間的矛盾，所以實驗室恒溫恒濕條件相對穩定而且持續性強。

（二）實驗室空氣潔凈度相對較好

目前棉花儀器化實驗室恒溫恒濕機組都采用頂部送風、地回風的方式，水噴淋室內機組風機功率較大、送風量充足，地回風一般不采用管道式回風方式而是設計為地空式回風，技術人員只要安裝時調節好頂部送風管道的閥門開合大小、布局好地面的回風口位置，就能保證實驗室整體房間溫濕度均衡性，實驗室空氣形成均衡的自上而下的流動方式使棉塵不宜漂浮空中。實驗室采用地空式的回風可以讓棉塵、飛花、落棉先落入地面以下（定期清理），只有部分棉纖維會吸附在實驗室內的回風管道前端設置的過濾網上，細小的棉纖維和灰塵又被風機前端過濾網過濾再加上空氣，最后通過高壓噴淋段水箱的過濾和沉淀被送入實驗室，實驗室陸續產生的粉塵就不會被機組循環地吸入和送出，實驗室空氣環境相對較好。

（三）機組故障率低、維護保養方便

經過分析投入使用已8年的水噴淋恒溫恒濕機組運行狀況及故障維修次數發現，只要在棉花公檢之前做好機組的年度保養工作，其運行期間故障率極低。保養期間主要是清理水箱、管路、水溫調節閥殘留的水垢和檢查噴淋頭的狀態，以及做好室內機組風機和水泵的年度保養等事項。機組在運行期間每班次清潔實驗室內部吸風口的棉塵、查看水箱水位、定期更換室內機組風機前端的過濾網就可以，機組的日常維護簡單易操作。

烏蘇實驗室15天共采集4 185次環境數值，數據統計只有3次超標，超差率僅有0.07%，說明實驗室恒溫恒濕機組運行狀況良好及故障維修率低。

五、結語

隨著對質量控制的要求越來越嚴格，恒溫恒濕環境必須保持穩定和持久性。烏蘇實驗室目前運行的水噴淋恒溫恒濕機組能有效控制棉花儀器化公檢實驗室的溫濕度環境，并始終處于較為穩定的標準范圍之內，為檢驗檢測數據的穩定性、準確性提供可靠的保證，進一步提升實驗室檢驗檢測能力和質量管理奠定了硬件基礎。