实现厂房恒温恒湿环境的途径分析

刘明江

（南京镭芯光电有限公司，江苏 南京 210000）

现代工业生产中，很多精密仪器设备的生产对于生产环境温湿度有着很高的要求，因此，在厂房中构建恒温恒湿的环境也就越来越受到人们的关注和重视。文章主要就电子厂房恒温恒湿环境的创建途径进行了分析。

1 厂房恒温恒湿的要求

恒温恒湿的厂房指的是在厂房生产中，运用空调、风机或者其他手段来使厂房内部的温度与湿度控制在恒定的范围内，常见的对温湿度有要求的厂房为计量室、光栅刻线室、精密仪器制造和装配车间等。需要注意的是，恒温恒湿厂房除了对于温度、湿度有着较高的要求外，通常还会对空间内的洁净度、噪音隔离等方面也有着较高的要求。

2 电子厂房室内温湿度的控制

（1）恒温恒湿空调用于洁净厂房中温度的控制。有些产品的生产过程对于温度的要求十分严格，这就需要利用恒温恒湿空调对于温度掌控的精确性特点。恒温恒湿空调对于温度能够做到精确掌握的工作原理是空调可以预先设定想要的温度数值，然后根据从PLC 模拟输入端获取的过风管中的温湿度一体传感器中检测到的温度信号来判断是否满足预设温度值，根据实际情况进行温度调节，是指达到预想状态范围内，进而达到控制恒温的效果。正因为洁净厂房的标准要求高，恒温恒湿空调成为了控制温度的不二之选。

（2）恒温恒湿空调用于洁净厂房中湿度的控制。恒温恒湿空调对于湿度的控制的工作原理与对温度的控制一致，因为通风管中存在温湿度一体的传感器。值得一提的是，恒温恒湿空调有夏季模式与冬季模式两种工作方式可供选择，以温度30℃为界定标准，当送水管里水的温度超过这个标准时是冬季工作模式，低于标准温度时则是夏季工作模式。两种模式都可以通过加湿器或者水阀的调节实现对湿度的自如控制，不过夏季工作模式的工作原理较冬季模式会复杂一些。

需要注意的是，在恒温恒湿系统的设计中，由于始终基于一定的环境气温与湿度，所以对应的周围温度、湿度精度比被加工物的容许温度精度低。因此，在恒温厂房的参数设计与选择自动控制时，不但需要考虑温度、温湿条件，同时还需要考虑厂房的围护结构、空气处理设备等相关因素。厂房对于工件的加工过程中，工件的热容量并不相同，有的工件热容量比较大有的工件热容量比较小，同时工件对于温度的传导性也有着较大差异，所以在对厂房室内温度变化进行调控时，需要考量表面温度与内部温度变化的滞后性。假如加工的工件对于精度要求非常高，那么为了尽可能的避免仪器发生形变所导致的工件误差，就需要综合考量各方面因素来实现对车间温度、湿度的控制。

一般性的工件在加工过程中，对于湿度要求并没有温度要求那么严格，但是保持湿度的恒定可以有效防止工件出现生锈或者结露等状况。另外，纺织业对于湿度有着较高的要求，这是由于合适的室内湿度能够减少纤维织物断头出现的几率，同时还能够遏制静电的出现，提升加工效率。

3 恒温恒湿车间的建筑处理

为了尽可能降低外部气候条件对厂房内部环境的干扰，恒温恒湿厂房在墙体建设处理上应作特别考虑。对墙体作特殊处理能够更好地确保厂房内部的温度湿度控制精度，而且对空调设备的投资和降低运行成本具有重要的经济意义。在满足一定传热系数X 的前提下，应当选择热惰性的材料来作为墙体构建材料。如果厂房对于恒温要求的精度非常高，那么厂房应该使用具有热惰性的重型框体结构。另外，墙体结构的防潮、隔汽性能也非常重要，如果墙体的防潮性能较低，那么水蒸气由于内外分压差可能会对内进行渗透。在实际的生产过程中，部分厂房为了保障其内外部的恒定温度，会设立外室，从而强化厂房内部温度的恒定性。

另外，还可以设置回风夹层，运用恒温恒湿车间本身的回风包围恒温恒湿车间，这样也能够有效降低外界热源对恒温恒湿车间的影响。在恒温恒湿厂房设计中，不管其是否存在套间，都应该将其设置在建筑物的北侧以及底层，且东西方向最好不设置门窗，这样能够降低太阳辐射对室内温度的影响。

也有部分高精度的恒温恒湿车间，会放置在地下室，这样可以减少空调系统的负荷，同时也有助于提升温度与湿度的保持。但是，采用这种方案建设的恒温恒湿厂房，其土建工程费用会大大提升，尤其是在地下水位较高或者年降雨量较大的地区，防水、防潮存在较大难度。

4 恒温恒湿车间对室内气流的要求

恒温恒湿车间气流组织设计时，可以从以下方面开展工作：在气流组织设计时，应该使气流送风作用得以充分展现和发挥，帮助厂房构成一个温度较为稳定的环境，使工作区域的气流平均温度与工作区的温度在恒定范围内进行波动。在厂房设计生产中，如果条件合适，应该尽可能地把发热量较大的设备移动到恒温恒湿车间的外面或者套间中，或者在厂房内部选择使用分区空调对不同区域的温度进行调节。

5 为保证恒温恒湿，空气处理系统与控制

通常来讲，在恒温恒湿厂房环境的构建中，能够选择运用直接膨胀式恒温恒湿机组、淋水式空气处理和表面冷却器无露点温度控制等方式来实现对空气处理系统的控制。考虑到恒温恒湿厂房通常都以显热负荷为主，所以在环境构建中可以让新风系统来对湿负荷进行承载，之后在将其与回风系统进行混合，这样就避免了再热过程，如果恒温恒湿厂房对于换气次数要求比较多，那么这种设计方案能够显著降低运行成本，经济性良好。

对于厂房空调系统的设计，可以选择运用新风单独处理的定露点方式，在主空调机内经处理到室内空气露点状态的空气，与室内回风相混合，并经冷却后送入室内，在新风空调箱和主空调箱内均设有冷却器、加热器和加湿器，供调温调湿用。

6 案例说明

国内某洁净厂房恒温恒湿空调软件系统分析恒温恒湿空调中对于温湿度的控制的主要软件系统是PID 控制系统，即闭环控制系统的比例积分微分控制。

控制对象的检测值和目标值会出现控制偏差，控制的进行范围和频率大小决定了偏差的大小，所以出现控制系统中存在误差比例，即为P 动作。所以，控制系统中存在差积分比例项用以消除误差，即为I 动作，而改变调节控制性能的偏差微分比例项即是D 动作。案例中的恒温恒湿空调含有上述三种动作的控制系统即是所说的PID 控制系统。

对于洁净厂房来说，空气气流也有着一定的要求的，比如为了降低对于加工物的污染，先将干净的空气输送到操作部位，恒温恒湿可以做到对洁净厂房中气流的控制。恒温恒湿可以通过自身对气流的控制来降低涡流的发生频率，这样可以使工作区的产品不被外界的空气所污染，气流匀速还能够有效地避免二次扬尘。

7 结 语

综上所述，随着科学技术的进步与人们生活水平的提高，对于恒温恒湿空调的需求已经越来越高，尤其恒温恒湿空调应用于洁净厂房中能够起到重要作用，为人们的生产生活带来极大的便利，能够有效地控制洁净厂房中的温湿度与空气质量，保障生产效率。