2300㎡ 精密加工恒温恒湿工場 セントラル空調設備

機械産業のさまざまな業界は、生産プロセス中の製品の品質と精度を確保するために、温度、相対湿度、生産環境の清浄度などのパラメーターに対してさまざまな要件を提示しています。恒温空調は最も一般的なものの 1 つです。

1. 一定温度の要件

1.1 恒温の分類

室温の変動を許容する値、つまり定温精度に基づいて分類します。まず、恒温室の一般的な精度はプラスまたはマイナス 1°C 以上です。 2つ目は、高精度恒温室が0.5℃以下0.1℃以上であること。通常の状況では、精度はプラスまたはマイナス 0.2 ～ 0.3 °C の範囲で制御されます。第三に、超高精度恒温室はプラスマイナス0.1℃以下です。

機械工業では一般的な精度の恒温槽がほとんどです。これらの恒温室の面積は様々で、数十～数百平方メートルのものもあれば、数千平方メートルに達するものもあります。高精度恒温槽は高度な計算や処理に限定されているため比較的少なく、面積も小さい。超高精度の恒温槽はさらに希少で、狭い範囲に限られています。面積はサイン機能エリアと同様に数十平方メートル程度が一般的です。

1.2 温度ベースと精度

恒温槽の温度基準は測定レベルに依存し、その精度は加工・組立精度に依存します。室温の偏差と許容変動範囲は、検出精度だけでなく処理精度にも直接影響します。研究によると、温度が 1°C 変化すると、システムの機械的熱変形によって生じる相対不確実性誤差が 10 – 5m に達する可能性があります。さらに、温度の不確実性により空気の屈折率が変化し、ヘテロダイン二周波レーザー干渉計の追加誤差が 10 – 6m に達する原因となります。

(1) 基準温度とは、製造プロセスに必要な環境の基準温度を指します。国際測長の基準温度は20℃に設定されています。一般に、この 20℃ が温度ベースとして使用されます。

(2) 温度精度とは、一定期間における一定湿度領域における気温の変動の許容振幅であり、温度ベースから逸脱する最大波形振幅を指します。以下の内容を含みます。 このような動的偏差を意味します。つまり、室温が短時間内に基準から逸脱する状況が最大放射になります。動的偏差は、供給空気温度の変動、筐体内の不安定な熱伝達、生産設備の開閉や負荷の変化に起因する外乱、人員の流れや滞留に起因する外乱など、さまざまな外乱によって引き起こされます。 b.静的偏差。室温の平均変化が長期間にわたって基準値から外れます。静的偏差は、自動コントローラーの指示値と設定値の偏差によって発生します。これは、機器の精度レベルと製造品質に関係します。 c.地域温度差とは、恒温室内の制御可能な点の温度と、恒温領域内の他の場所の温度との差です。地域的な温度差は、恒温室での不均一な発熱、不十分な空気の流れの構成、不均一な外気量、および空気供給ジェットの不完全な減衰によって引き起こされます。

2. 恒温槽の設計パラメータ

一定の温度と湿度の設計パラメータは、生産プロセスによって提供されます。

精密切断製造: たとえば、精密工作機械のライン定規彫刻の場合、温度範囲は 20 ± 0.1 ℃です。格子彫刻の場合、1 ミリメートルあたりの線の数に応じて、対応する温度範囲は 20 ± 0.1 ～ 0.01 ℃になります。

機械式工業用恒温槽に必要な相対湿度は通常 50 ～ 65% の範囲内ですが、機械、装置、ワークの錆や腐食を防ぐために 7% を超えることはできません。高級測定室の場合、精密検査機器を保護するため、相対湿度は50～60%、通常は5～0%以上に設定されます。

3. 恒温温室建物の熱要件

太陽放射は電磁波の形で熱を伝達するため、この熱は伝達場所の空気に吸収され、次に固体表面に吸収されて固体表面の温度が上昇します。太陽光が機器や筐体内面に当たることにより得られる熱は、給気によって熱を逃がすことが難しく、機器の変形や恒温域での温度差の増大を引き起こす可能性があります。夏場の恒温室では室内と室外の温度差が大きくなります。軽量で熱慣性の大きい筐体構造を採用すると、空調システムが停止すると室温が急激に上昇します。この機器は熱に対して非常に不活性であるため、非常にゆっくりと加熱されます。屋内と屋外の空気の水蒸気圧差の作用により、湿気が室内に継続的に移動し、室内の相対湿度が急速に上昇します。多量の湿った空気が機器の冷たい表面の下で結露し、結露して機器の腐食やさまざまな機器の損傷を引き起こします。したがって、恒温室がカバー構造であることが明らかな場合には十分な注意を払い、特に比抵抗の高い断熱材の使用を検討する必要があります。

入れ子形式を採用できる筐体構造が筐体バッファゾーンです。エンクロージャー緩衝ゾーンには100㎜のロックウール複合断熱板を使用しています。温度精度は内部ドライブ精度より 1 ～ 2 レベル低く、ベンチマーク値はインナーゾーンと一致しています。インナーゾーンのコアゾーンには50㎜のロックウールカラースチール複合断熱板を使用しています。バッファゾーンは、外部干渉による内側ゾーンの影響を軽減するために使用されます。

4. 空調技術対策

この方法が一般的に使われています。まず、セントラル空調機に自動制御システムを追加し、組み立てられた空調機を使用して空気を処理します。必要に応じて機能部と対応する自動装置を構成します。空気処理中は、通常、水冷式表面冷却器が冷却に使用され、蒸気、温水、または電気加熱と蒸気加湿が伴います。冷熱源は冷凍ステーションから集中的に供給されます。集中システムは空気を包括的に処理でき、構成が非常に柔軟で、さまざまなサイズの恒温室に適しています。

（１）屋外の新鮮な空気を処理し、前処理、すなわち予冷および廃熱処理を行う。外気の予冷と予熱により、外気の温度を 5 ～ 15 度の範囲内で一定に保つことができるため、空調システムに対する外部負荷の変化の影響を軽減できます。

(2) 独立した温度と湿度機能を備えた制御システム。その基本構造は次のとおりです。顕熱を扱うシステムと潜熱を扱うシステムがあります。これら 2 つのシステムはそれぞれ独立して調整され、室内の温度と湿度を制御します。言い換えれば、調湿システムを使用して建物の潜熱をすべて負担し、室内の調湿を実現できます。温度制御システムは、建物の残りの冷暖房負荷を処理して温度制御を実現するために使用されます。

異なる部屋の熱湿度比の変化する要件を満たすことができる温度と湿度の独立した制御により、室内の高湿度または低湿度条件を同時に満たすという従来の空調システムが直面する困難が克服されます。室内温度制御システムは顕熱処理を使用して結露水パンを排除し、室内の空気の質を改善します。

（３）冷却水の温度は一定状態である。エネルギーセンターから発生する冷水（7℃/12℃）は、様々な要因が作用して不安定になります。そのため、夏場はエアコンの冷却能力や湿度が比較的不安定になります。

空調システムはプレート熱交換器を使用して、空調システムに向かう冷水をエネルギーセンターからの冷水から分離します。この 2 つは熱交換器を介してエネルギーを伝達します。これにより、エネルギーセンター内の冷水の不安定性がシステムの温度と湿度に干渉を引き起こすのを効果的に防ぐことができます。

(4)風を送ったときの温度差。一定の温度を保つ空調システムでは、空気を送り出す際の温度差の大きさが温度維持の精度に直結するだけでなく、空気の送り出し方法、吹き出し口の形状や形状、設置高さも関係します。機械工業の恒温機能付きハウスに風を送る際の温度差は下表の通り選択できます。

(5) 航空輸送の均一性。恒温室の空気の流れには、上方給気と下方還気、側方給気と側方還気、上方給気と上方還気の 3 つの基本的な形式があります。恒温精度の要求、恒温室の高さ、換気ダクトの配置、美的ニーズ、投資コストなどを総合的に考慮して選択できます。さまざまな一定温度の精度要件に必要なエアフロー組織形態について、次の推奨事項が示されています。

ａ．温度定数の精度は、建物の状況やシステム レイアウトの都合にもよりますが、プラスマイナス 2 ～ 3 ℃の間です。任意の気流組織形態を使用できます。

b.恒温精度がプラスマイナス0.5～10℃の場合、上から上へ空気を送り返す方式は適しません。エアーは片側上部から供給し、エアーは同一側下部から戻してください。空気の供給によって形成される噴流の距離は 7 ～ 9 メートル、通常は 12 メートル以下であり、噴流の温度と速度の減衰については正確な計算方法を使用する必要があります。これにより、作業領域が逆流領域内に確実に存在します。恒温精度がプラスマイナス0.5の場合は、横から横、後ろへ送らない方が良いです。使うなら空気の流れを密着させてジェット流を計算しないといけません！

c.一定の温度精度は、上部空気供給と下部空気戻りの形式を使用して、プラスマイナス 0.2 ～ 0.5 ℃の間です。恒温室の天井が比較的高い場合には、ディフューザー、二重ルーバー吹出口、オリフィスプレートなどを使用して給気することも可能です。空気は上部から供給され、下部から戻されます。天井が低い場合や定温精度が±0.1℃の場合は、状況に応じて付属のディフューザーやオリフィスプレートを使用することで、上部から給気し、下部から均等に空気を戻すことができます。 ±0.1～0.2℃の精度の恒温器には還気スペーサを設けるか、±0.5℃の恒温精度の高精度恒温器で囲ってください。

d.恒温精度が±0.1℃以下の超高精度恒温槽の場合は、上部から空気を供給するオリフィスプレートと、下部に均一に空気を戻すリターンエアスペーサを使用して恒温室として設置する必要があります。このサーモスタット キットでは、摂氏プラスまたはマイナス 0.5 度の一定の温度精度を維持するために、別個のサーモスタット空調システムが必要です。

e.ターミナル電気加熱は給気温度を正確に調整することができ、給気温度の正確な制御には不可欠です。空調システムの給気分岐管の吹き出し口付近に設置します。この設定は SCR 制御精度に関係します。 SCRは20%から80%の間で良好な特性を示します。したがって、端末電熱ヒータの設置位置はある程度の余裕を持たせ、20%～80%の範囲内になるようにしてください。