浅谈水喷淋恒温恒湿机组的优势

2023-05-11肉孜艾阿依提木哈买提

中国棉花加工 2023年5期

■ 肉孜艾·阿依提木哈买提

〔塔城地区纤维检验所，新疆乌苏市 833000〕

检验环境是决定棉花检验质量结果的因素之一，符合标准的检验环境是能准确地检验出棉花品质的基础。为确保乌苏实验室棉花仪器化公证检验结果准确度，乌苏实验室采用先进的水喷淋恒温恒湿机组大大提高温湿度控制精度，在各房间同时工作时仍能满足新风补充要求，既节约能量又降低使用费用，且兼顾了除去灰尘净化空气等功能。

一、水喷淋恒温恒湿机组简述

水喷淋系统是我国建国初期就出现的一种运用在纺织车间的空调系统，主要作用是用水对车间的空气进行降温及加湿处理。早期的水喷淋系统占地面积大、湿度控制精度低，经过我国的科技人员对水喷淋技术不断深入的研究，可以在减少能耗、占地面积的前提下达到真正稳定的高精度温湿度环境。其原理完全遵循空气调节学、制冷学、流体力学，实验室的温湿度控制采用定露点控制原理（水喷淋处理方式）。水通过水泵进入空气处理箱内雾化，对空气进行热湿交换，使空气温度降低、相对湿度达到饱和状态，再使用加热器对空气进行调控，使之达到标准值。

二、水喷淋恒温恒湿机组在实验室应用原理

水喷淋恒温恒湿机组集中空气处理机对全部回风及新风进行喷淋处理，根据季节的变化系统自动调整喷淋室的处理过程，在夏季温度为20.0℃、湿度为65.0%时，空调系统做减湿冷却处理；在冬季温度为20.0℃、湿度为65.0%时，空调系统做减焓加湿处理。

通过上述处理，集中空调系统的送风状态点始终控制在20.0℃，65.0% 的露点状态（13.5℃，100.0%），通过调整加热量使送风温度提高，当温度达到20.0℃时，该温度状态点的相对湿度为65.0%。房间内的负荷发生变化时，通过微量加热调整从而保证室内相对湿度精确地维持在65%±1.5%范围内。

三、乌苏实验室水喷淋恒温恒湿机组设计简述

乌苏实验室筹建于2013年，2015年正式投入运行，按照技术规范设计有6个恒温恒湿区域共计2 000 m2，采用的是水喷淋机组分别有12组室外机组、6个室内机组和水循环系统及控制系统。乌苏实验室水喷淋系统包括循环水泵、进回水管道、空气处理箱（送风段、回风段、加湿段）、合流三通阀、水箱（冷水、回水、平衡）、风冷式冷水机组、空调送回风管道、送风加热器、电动风阀、送回风调节百页、温湿度传感器、喷淋系统控制柜、计算机远程控制系统、自动排污系统，目前机组已运行8年，状态良好。

四、水喷淋恒温恒湿机组的优势

因为棉纤维在相对湿度不同的条件下，长度值的变化在10%，断裂比强度最大变化可以达到30%，所以在棉花仪器化公证检验中，实验室的恒温恒湿环境稳定性具有至关重要的作用。水喷淋恒温恒湿机组在有效保证试验环境（温度20℃±2℃、湿度65%±4%）并恒定持续上，与2005年老实验室使用的恒温恒湿机组对比分析存在以下优势。

（一）实验室温湿度条件稳定性强

在计量法中，湿度定义为物象状态的量；而日常生活中的湿度为相对湿度，用RH（%）表示，即空气中所含水蒸气的质量与同温度下饱和空气中所含水蒸气的质量之比。在常温常湿情况下，温度在20℃±15℃范围之内，相对湿度就在65%±20%之间。在设计水喷淋恒温恒湿机组时充分考虑了一定温度条件下的空间能够有效恒定相对湿度和水蒸气饱和度之间的关联，为此该机组的任务首先是恒定空间的温度值采用空气与一定温度的水交换热量，而加湿系统采用了恒定空间水蒸气饱和度的纯物理加湿方式。当实验室回流的空气通过高压喷淋箱时，只需要系统调节所需的水温及高压喷淋水蒸气的饱和度就可以有效地控制试验区域的温湿度数值。由于该机组的加湿系统不存在高温加热产生蒸汽的加湿模式，因此只要控制好喷淋段出水温度就可以恒定实验室的温度和湿度，大大降低了恒温恒湿机组在调节实验室环境时降温与加湿、增温与降湿之间的矛盾，所以实验室恒温恒湿条件相对稳定而且持续性强。

（二）实验室空气洁净度相对较好

目前棉花仪器化实验室恒温恒湿机组都采用顶部送风、地回风的方式，水喷淋室内机组风机功率较大、送风量充足，地回风一般不采用管道式回风方式而是设计为地空式回风，技术人员只要安装时调节好顶部送风管道的阀门开合大小、布局好地面的回风口位置，就能保证实验室整体房间温湿度均衡性，实验室空气形成均衡的自上而下的流动方式使棉尘不宜漂浮空中。实验室采用地空式的回风可以让棉尘、飞花、落棉先落入地面以下（定期清理），只有部分棉纤维会吸附在实验室内的回风管道前端设置的过滤网上，细小的棉纤维和灰尘又被风机前端过滤网过滤再加上空气，最后通过高压喷淋段水箱的过滤和沉淀被送入实验室，实验室陆续产生的粉尘就不会被机组循环地吸入和送出，实验室空气环境相对较好。

（三）机组故障率低、维护保养方便

经过分析投入使用已8年的水喷淋恒温恒湿机组运行状况及故障维修次数发现，只要在棉花公检之前做好机组的年度保养工作，其运行期间故障率极低。保养期间主要是清理水箱、管路、水温调节阀残留的水垢和检查喷淋头的状态，以及做好室内机组风机和水泵的年度保养等事项。机组在运行期间每班次清洁实验室内部吸风口的棉尘、查看水箱水位、定期更换室内机组风机前端的过滤网就可以，机组的日常维护简单易操作。

乌苏实验室15天共采集4 185次环境数值，数据统计只有3次超标，超差率仅有0.07%，说明实验室恒温恒湿机组运行状况良好及故障维修率低。