用于恒温厂房的温度控制装置及恒温厂房的制作方法

本实用新型属于厂房控温技术领域，具体涉及一种用于恒温厂房的温度控制装置及恒温厂房。

背景技术：

精密加工及相关测量需要工件在各道工序的加工过程中温度保持一致以减少因为材料温度不同而造成的误差累计，精密级别越高的产品受温度的影响越大。很多公司在办公区域有恒温的办公区域，恒温车间与恒温的办公区域又有着不同的要求，办公室的恒温的衡量标准是体感或普通温度计测量。

以往的生产车间的恒温也是在18-23℃之间，这个温度条件是一般cnc或者测量装置的工作要求。但是，由于厂房的空间较大，夏季温度高，冬季温度过低不适合生产过程的顺利进行。现有技术中，主要通过空调对厂房内的温度进行调节，由于空调耗电量较大，会大大增加生产成本，且在工作的过程中会对空气造成污染。在现有技术中，还出现了一种通过负压风机和湿帘的配合对厂房进行降温的系统，但其不能提高厂房内的温度，为了防止冬季厂房温度过底，还需要在厂房内增加采暖系统，这样就需要两套设备，会增加设备及维护成本。

工业生产中，恒温控制装置的应用十分广泛。一般当工厂车间的温度发生变化时，或当新风温度较高时，通常调节组合风柜系统的冷冻水供水量进一步的调整工厂车间的温度或新风温度，这样工厂车间的降温完全依靠组合风柜系统，耗能较高。并且目前的传统的调节方法通过实时采集组合风柜系统的参数，通过参数直接对组合风柜系统中的阀门、风机进行控制，从而达到调节的目的。但仅通过采集到的数据直接对组合风柜系统进行控制，会造成组合风柜系统控制不精准，并且组合风柜系统的能耗不会降到最低。

随着更高精密加工设备的被使用，加工精度已经到达纳米级，为保证最终的产品精度，车间温度需要控制到0.1℃，这个温度控制，对现有的空调设备、生产车间的空气流通和用电都有着更高的要求，要把整个车间的温度控制在0.1℃，常规的做法就是打造密封车间。

专利文献cn208056719u中公开用于厂房车间中的恒温房，包括房体、房门，房体固定在车间中，所述房体的侧面设有立面空腔，房体的顶部设有顶面空腔，所述房门包括立板和横板，该立板用于关闭立面空腔，该横板用于关闭顶面空腔；所述房门上设有导向轮，该导向轮与设于房体上的导向轨配合。一般来说，这种密封车间的空间都不是很大，都是通过多个独立的小单元，单独控制温度。但是，密封车间有几大缺点，车间密封，如果考虑到换气，与空调一体的话，需要足够的空间，如果产品工件比较大，需要行车的话，对层高要求比较高；操作工体感舒适性，由于整个车间比较逼仄，空气流动比较小，不利于异味排出，影响员工的健康；工件进出车间频繁，同样会因为两个车间的温度差而造成温度的波动。工件在不同的封闭车间(工序)间移动，需要静置一定的时间才能加工或测量，增加了生产周期；整个车间的都需要进行温控，耗电量比较高；冬夏季节，为保证恒温车间的温度维持在同一水平，能耗比较大，大大增加了产品的成本。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于恒温厂房的温度控制装置及恒温厂房。

根据本发明提供的一种用于恒温厂房的温度控制装置，包括新风进口、主空调调温带、强风调温带、出风口；

新风进口位于恒温厂房的顶部位置，使得厂房外的冷风经过新风进口进入恒温厂房后形成下沉空气；

主空调调温带位于恒温厂房的中高部位置，使得下沉空气的温度接近恒温厂房的要求温度；

强风调温带位于恒温厂房的底部位置，强风调温带的出风风向吹向加工设备；

出风口位于恒温厂房的顶部位置，使得厂房内空气排出。

优选地，所述用于恒温厂房的温度控制装置，还包括安装在恒温厂房顶部位置的光伏电源，通过太阳能实现光伏发电。

优选地，所述的用于恒温厂房的温度控制装置，还包括多个温度测量单元、将温度测量单元的数值传输到温控电脑的传输单元和根据车间所需温度进行计算的计算单元。

优选地，所述的用于恒温厂房的温度控制装置，其特征在于，还包括风幕机，风幕机设置在车间大门所处位置，温控传感器设置在厂房外，风幕机与温控传感器连接，风幕机的温度和风量控制根据温控传感器设定，且风幕机先于车间大门开启，后于车间大门关闭。

优选地，所述多个温度测量单元包括第一测温单元、第二测温单元和第三测温单元；

所述第一测温单元设置在新风进口处，根据第一测温单元的数值，控制主空调调温带的启动；

所述第二测温单元设置在主空调调温带处，根据第二测温单元的数值，调整主空调调温带的制冷或制热；

所述第三测温单元设置在强风调温带处，根据第三测温单元的数值，控制强风调温带的制冷或制热。

优选地，所述多个温度测量单元还包括第四测温单元和第五测温单元，所述第四测温单元设置在加工设备处，所述第五测温单元设置在加工设备的工位处。

优选地，所述新风进口、主空调调温带、强风调温带、出风口分别设置有两组，在所述恒温厂房内呈左右对称设置，使得左右两股气流的热空气在恒温厂房的中间位置汇聚上升至恒温厂房的车间顶部，在恒温厂房的左右两个角上形成两个负压。

优选地，所述温度测量单元通过无线传输与温控电脑通讯。

根据本发明提供的一种恒温厂房，设置有新风进口、主空调调温带、强风调温带、出风口、风幕机、多个温度测量单元、将温度测量单元的数值传输到温控电脑的传输单元和根据车间所需温度进行计算的计算单元；

新风进口位于恒温厂房的顶部位置，使得厂房外的冷风经过新风进口进入恒温厂房后形成下沉空气；

主空调调温带位于恒温厂房的中高部位置，使得下沉空气的温度接近恒温厂房的要求温度；

强风调温带位于恒温厂房的底部位置，强风调温带的出风风向吹向加工设备；

出风口位于恒温厂房的顶部位置，使得厂房内空气排出；

风幕机设置在车间大门所处位置，温控传感器设置在厂房外，风幕机与温控传感器连接，风幕机的温度和风量控制根据温控传感器设定，且风幕机先于车间大门开启，后于车间大门关闭。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、利用热学原理，合理布局，既能使整个大空间的温度比较均匀，也是操作人员的体感比较舒适，打开的空间能够给大工件的连续加工带来可能；

2、利用光伏技术，太阳能发电，只需要简单维护，就可以实现冬夏季恒温车间的供电；春秋季供电的输出，降低企业的用电成本；

3、能够进一步通过车间各季节热量计算，能比较精确地选择合适的冷热源的功率，避免功率过剩或功率不足。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的装置布局示意图。

标号说明：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的精神和范围。这样倘若本实用新型的这些修改和变形属于本实用新型的权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型也意图包涵这些改动在内。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本发明基于冷热进出风口布局和自动温控开关的工作原理，利用热空气上升，冷空气下降原理，在车间合适的位置安装冷热风机，使得整个车间定时能从进风口吸进新鲜空气，经过整个车间的空气对流和冷/热空调(风)装置使车间维持在恒定的温度。利用一组温控传感器并连接主机电脑，对温度进行实时计算，并通过开/关温度控制点在实现车间温度的恒定。通过多个温控单元，利用热学原理尽可能减少冬夏季变换而造成的室内温差。通过各个温度测量单元的测量值，跟踪车间温度波动状况，通过计算机技术及时调整车间温度，使得车间温度保持在相对稳定的值。通过热量计算，合理安排出风口，既保证车间温度的稳定，也通过一定的空气流动，使人体感舒适；改变恒温车间结构，将几个连续的工序，打通，使得大工件能够在同一空间内不同站点间流动；解决恒温车间高耗电的问题。

车间设置有新风进口3、主空调调温带5、强风调温带6、出风口1、风幕机8、多个温度测量单元、将温度测量单元的数值传输到温控电脑的传输单元和根据车间所需温度进行计算的计算单元；新风进口3位于恒温厂房的顶部位置，使得厂房外的冷风经过新风进口3进入恒温厂房后形成下沉空气；主空调调温带5位于恒温厂房的中高部位置，使得下沉空气的温度接近恒温厂房的要求温度；强风调温带6位于恒温厂房的底部位置，强风调温带6的出风风向吹向加工设备7；出风口1位于恒温厂房的顶部位置，使得厂房内空气排出；风幕机8设置在车间大门9所处位置，温控传感器设置在厂房外，风幕机8与温控传感器连接，风幕机的温度和风量控制根据温控传感器设定，且风幕机8先于车间大门9开启，后于车间大门9关闭。在恒温厂房顶部位置的光伏电源(11)，通过太阳能实现光伏发电。

如图1所示，本发明在具体使用中分冬季和夏季，气流向下从入口a到b形成暖风，到c形成符合温度要求的空气流，再到d形成上升的暖空气流。在冬季，当车间温度小于设定温度时，空气流动的模型，以下步骤的工作时间依次滞后，以保证空气的合理流动。具体如下：

步骤1：定期定时开启具有加热/冷却功能的新风进风口3，室外的冷风经过进风口3的加热，温度测量单元i测量温度，根据该位置温度预设要求，决定是否打开主空调调温带5以及决定是否制热及开启多少制热点，但是，此处a温度比预设室温要低，冷空气继续下行；

步骤2：电脑根据车间的热量平衡和测量点位的温度要求，控制主空调调温带5开始工作；

步骤3：主空调调温带5的主调温带是通过一组多个可以制冷/制热的空调组通过围绕车间的风管在整个车间范围内的这一层面上的空气温度进行制冷/制热，a的空气流到达这里时温度已经接近恒温车间所需要的温度，此处的传感器接受到的温度读数通过传感系统将读数传给中央电脑，电脑通过预先设定的冬天和夏天的温度的进行判定，或者，通过该点的数据读数，人工地、定期地跟踪并输入电脑并进行判定并调整制冷/制热的策略从而使车间能够保持理想的温度；

步骤4：空气经由温度测量点iii，如果温度低于车间设定温度，则开启冷/热强风风口的强风调温带6开始制热/制冷；

步骤5：冷热强分风口的强风调温带6从设备的背后往设备方向吹出气流c，由于行车车梁4处是强风出口，所以会在加工设备7后方的出风口附近b处形成一个负压，这个负压迫使空气继续往下沉，然后经由强风调温带6的制热/制冷将符合恒温温度需求的空气流送向加工设备7和工位c，地面温度测量单元iv分别为上下两组，以满足测量台面、工件的温度。

步骤6：强风调温带6附近的风道的位置尽可能低(但要考虑出水的问题)，待加工工件也应该在所述风道的高度上，保证待加工工件与在加工工件的温度一直因而确保工件的温度相同，在离工位接近处安装测温点v，以观测人体的温度。

步骤7：当空气流至车间的中央c时，由于此时下层空气温度比较高，而造成气流上行至d处。此时，上升的气流可带离一部分车间异味，当气流上升至最高处时，由于空气温度比较高，所以热空气会积聚再车间顶部。当越来越多热气流上升到顶部时，车间的左右两个角上会形成两个负压，因而造成顶部的部分热空气向着新风进风口1流动，这样，这个车间的温度能够均匀地被升高。

步骤8：当在新进风口3附近的温度被测温点i证明满足车间要求时，可将新风进风口1的制热/制冷功能关闭，直接送风。

步骤9：当往下至a处的空气温度都满足时，关闭主空调调温带的制热/制冷功能，当测温点iii满足温度要求时，关闭冷热强风的分口的制热/制冷功能，只保留送风功能。

步骤10：当工间休息时，出风口1定时开启固定时长，总体排气量可根据车间的总气量和温度进行计算。

排气结束时，可同时开启新风进口3，循环制热流程，由于有足够的空间调温，所以，在设备/工件高度上的温度基本没有变化，起到恒温的作用。

冬季热量计算考虑的因素有：外墙冷负荷(vi处)+窗户冷负荷(vii处)+门的冷负荷(viii)+日射形成的冷负荷(vii处)+热风进入形成的冷负荷(viii处)+地面冷负荷(iv处)+室内的冷/热负荷(包括设备发热量/照明设备/人体散热)(v111/iv/i/v等处)+车间散湿的热量。特别需要说明的是，在当货物进出时，需要打开大门，这时由于门的位置比较低，所以，室外的空气对室内的温度影响较大，所以，需要另外一套装置和送风模式来解决问题：1)当需要打开大门时：垂直风幕机8开启，调整风幕机的送风能力，使之满足所送热风能同时覆盖整个大门区域；2)保持垂直风幕的继续开启，同时开启大门，进出人或货物；3)关闭大门；4)几分钟后，当温测点温度满足预设要求后，关闭垂直风幕机。

在夏季：当车间温度高于设定温度时，空气流动的模型，以下步骤的工作时间依次滞后，以保证空气的合理流动：

步骤1：冷热主空调调温带5和冷热强风风口6开始工作，对室内进行降温，同样由于风力作用，形成从b-c的空气流。

步骤2：由于车间的加工设备7在工作中会释放热量，因此在c处会造成向上的气流，由于上层的空气的温度比较高，因此，此时开启顶部的空调形成冷风，而形成向下a的向下的气流，该气流在流经时，由于冷空调的制冷工作，继续下行，这样就形成一个空气回流。

步骤3：在工件休息时间，可以打开排气的出风口1，将部分空气排出车间，同时开启新风进风口，从而实现对室内空气的更换。

夏季冬季热量计算考虑的因素有：外墙冷负荷+窗户冷负荷+门的冷负荷+日射形成的冷负荷+热风进入形成的冷负荷+地面冷负荷+室内的冷/热负荷(包括设备发热量/照明设备/人体散热)+车间散湿的热量。特别需要说明的是，在当货物进出时，需要打开大门，这时由于门的位置比较低，所以，室外的空气对室内的温度影响较大，所以，需要另外一套装置和送风模式来解决问题：1)当需要打开大门时，垂直设置的风幕机8开启，调整风幕机的送风能力，使之满足所送热风能同时覆盖整个大门区域；2)保持垂直风幕的继续开启，同时开启大门，进出人或货物；3)关闭大门；4)几分钟后，当温测点温度满足预设要求后，关闭垂直风幕机。

本发明利用光伏技术解决冬夏季节的能耗问题，由于使用这一系列空调需要的能耗比较大，特别是南方的夏天和北方极寒的冬天，所需的电能可以通过在车间顶部安装通过光伏发电来实现，光伏是根据太阳能来发电的，因此，在冬天和夏天晴天的概率比较大，因此，能最大程度补偿所需的电能。多个温测点上选用独立的温度测量单元，并通过有线/蓝牙/wifi等传输技术，将及时测出的温度传输到温控控制的电脑，电脑根据各个测温点的温度特性，开启/关闭相应位置和功能的调温装置。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。