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恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室如何設(shè)計(jì)才更合理?

作者:CEO 時(shí)間:2023-03-30

信息摘要:一、恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室方案概述恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室是將某一實(shí)驗(yàn)室通過某些專用設(shè)備和技術(shù)方法,使其室內(nèi)溫濕度符合某一調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣的要求。恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室是生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)與商品質(zhì)量檢驗(yàn)把關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施。恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室廣泛應(yīng)用于棉紡、毛紡、化纖、紙張、包裝、煙草生產(chǎn)企業(yè)以及質(zhì)檢

恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室如何設(shè)計(jì)才更合理?

恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室如何設(shè)計(jì)才更合理?

  一、恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室方案概述

  恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室是將某一實(shí)驗(yàn)室通過某些專用設(shè)備和技術(shù)方法,使其室內(nèi)溫濕度符合某一調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣的要求。恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室是生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)與商品質(zhì)量檢驗(yàn)把關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施。恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室廣泛應(yīng)用于棉紡、毛紡、化纖、紙張、包裝、煙草生產(chǎn)企業(yè)以及質(zhì)檢、纖檢等部門,按照ISO和GB有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,紡織品、紡織原料、紙張、紙品和紙箱等商品的物理項(xiàng)目的檢驗(yàn)必需在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行。紡織品和紡織原料檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣按ISO139和GB6529標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,溫度20±2℃,相對(duì)濕度65%±2%;紙張、紙品和紙箱類商品檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣按照ISO187和GB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,溫度23±1℃,相對(duì)濕度50%±2%。除了常規(guī)溫濕度的恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室,還有其它特殊的5-18℃低溫、30-80℃高溫、相對(duì)濕度要求小于40%RH低濕、相對(duì)濕度高于80%RH的高濕等特殊要求的恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室。

  二、方案的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

  實(shí)驗(yàn)室的整體規(guī)劃,涉及范圍極廣,要考慮到以下要求:需建筑、水電、空調(diào)、實(shí)驗(yàn)室使用者等各項(xiàng)專業(yè)技術(shù)人員共同參與規(guī)劃。

  1、設(shè)計(jì)目的:

  為實(shí)驗(yàn)室設(shè)備創(chuàng)造一個(gè)既能確保其穩(wěn)定可靠運(yùn)行,又能滿足用戶使用要求及工作人員身心健康的工作場所。

  2、總體設(shè)計(jì):

  全面考慮各專業(yè)之間的關(guān)系,進(jìn)行嚴(yán)格的協(xié)調(diào),做到不錯(cuò),不漏,不碰。

  3、具體設(shè)計(jì):

  采用國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù),選用既先進(jìn),性能價(jià)格比又合理的環(huán)保設(shè)備和材料,融入人性化的設(shè)計(jì)理念。

  恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室總體設(shè)計(jì)規(guī)劃要點(diǎn):

  (1)溫濕度控制范圍;

  (2)溫濕度控制精度;

  (3)潔凈度要求;

  (4)照度要求;

  (5)設(shè)備的熱濕量范圍;

  (6)空調(diào)送回風(fēng)方式;

  (7)空壓之平衡措施;

  (8)引入新風(fēng)的必要性;

  (9)系統(tǒng)排氣的必要性;

  (10)保溫隔熱的措施;

  (11)設(shè)施與動(dòng)力的配置;

  (12)靜電、振動(dòng)及噪音;

  (13)設(shè)備空間與空調(diào)間;

  (14)進(jìn)出通道及更衣緩沖區(qū)的布置;

  (15)足夠的維護(hù)保養(yǎng)空間;

  (16)室內(nèi)凈高與樓板載重;

  (17)公害、污染與防災(zāi);

  (18)安裝及運(yùn)轉(zhuǎn)成本的衡量;

  (19)美觀性要求;

  (20)安裝成本與工期控制;

  (21)運(yùn)轉(zhuǎn)成本;

  (22)維護(hù)性與彈性等因數(shù)。

  三、恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行特點(diǎn)

  1、恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室,采用直接蒸發(fā)式獨(dú)立的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng),具有系統(tǒng)簡單、便于調(diào)節(jié)、操作方便、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。在工程設(shè)計(jì)中,要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的溫濕度精度要求合理選擇系統(tǒng),盡可能把房間的負(fù)荷計(jì)算詳細(xì)并選取匹配的恒溫恒濕機(jī)組。

  2、為了滿足室內(nèi)恒溫恒濕精度的要求,恒溫恒濕空調(diào)房間的換氣次數(shù)大,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),±2℃的恒溫室,換氣次數(shù)約10~15次/h;±1℃的恒溫室,換氣次數(shù)約15~20次/h;±0.5℃的恒溫室,換氣次數(shù)約>20次/h;±0.2℃的恒溫室,換氣次數(shù)約>30次/h;

  3、氣流組織設(shè)計(jì)也是影響恒溫室精度的主要因素之一,在高精度的恒溫恒濕室內(nèi)設(shè)計(jì)氣流組織應(yīng)考慮一下原則:合理的氣流組織流程,充分發(fā)揮送風(fēng)氣流的冷卻或加熱作用;建立一個(gè)穩(wěn)定均勻的溫度場,以保證在氣流到達(dá)工作區(qū)時(shí),其平均溫度與工作區(qū)的溫度差不超過允許的溫度波動(dòng)值;氣流到達(dá)工作區(qū)時(shí),其流動(dòng)速度在0.25m/s左右?!?℃及±1℃高精度的恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室,采用全孔板和局部孔板送風(fēng),下部均勻回風(fēng),效果較好。

  4、在恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室建造中,其保溫密閉性也是非常關(guān)鍵的;保溫密閉性良好的實(shí)驗(yàn)室具有節(jié)約能量、提高溫濕度精度、降低運(yùn)行費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)。

  四、恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室組成部分

  高精密恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)主要應(yīng)用于紡織品檢測系統(tǒng)、紙張檢測、計(jì)量標(biāo)定、涂料檢測、包裝檢測、精密加工、三坐標(biāo)檢測、科研機(jī)構(gòu)等。隨著對(duì)質(zhì)量控制的要求越來越嚴(yán)格,恒溫恒濕環(huán)境的需求越來越大,應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越寬廣。

  1、實(shí)驗(yàn)室裝修:

  要求嚴(yán)格的保溫隔濕性能,建議實(shí)驗(yàn)室四個(gè)立面采用彩鋼復(fù)合板(為了滿足防火要求,一般采用巖棉彩鋼板。但是巖棉保溫性能差,最好是在巖棉彩鋼板外側(cè)再加封一層酚醛鋁箔保溫板,增加外墻保溫性能,能夠有效的節(jié)能減耗),為了保證密閉性,頂面應(yīng)采用彩鋼板密封,在頂面再加封酚醛鋁箔板保溫,地面則采用酚醛保溫板進(jìn)行保溫隔濕處理;對(duì)于透視窗,要求采用雙層中空玻璃窗。

  2、實(shí)驗(yàn)室空調(diào)

  實(shí)驗(yàn)室空調(diào)是溫濕度控制的心臟,要求精度高,故障率低。所以必須要求空調(diào)能調(diào)節(jié)制冷量,目前市面上有兩種方式:變頻調(diào)節(jié)和冷凍水調(diào)節(jié)方式。

  變頻調(diào)節(jié):實(shí)際上就是通過改變供電性質(zhì)而改變壓縮機(jī)的功率,讓壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)低負(fù)荷工作或者過負(fù)荷工作,同時(shí)調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的節(jié)流量,所以必須添加非常多的繁瑣的環(huán)節(jié),而且各環(huán)節(jié)必須完美匹配,否則出現(xiàn)故障?,F(xiàn)實(shí)也的確如此,故障率非常高。

  冷凍水型機(jī)組:采用7℃左右的冷水作為冷源,通過電動(dòng)閥開大或者關(guān)小來控制水流量,從而輕易控制制冷量,而電動(dòng)閥結(jié)構(gòu)象家用水龍頭一樣簡單,所以故障率幾乎為零,控制效果最為穩(wěn)定。通過合理計(jì)算房間的熱濕負(fù)荷和空氣露點(diǎn)來匹配好風(fēng)量、冷量、加熱量、加濕量,在通過PLC控制各個(gè)部件的無級(jí)調(diào)控,在選擇靈敏度高線性好的傳感器,可以做到溫度±0.5℃,濕度±2%。此種方式需要通過每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際面積和負(fù)荷來進(jìn)行計(jì)算匹配,所以沒有標(biāo)準(zhǔn)成型機(jī)組,都為定制加工型。一般都用組合式空調(diào)箱組合配比來實(shí)現(xiàn),所以缺點(diǎn)是占地面積較大,整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性差,系統(tǒng)維護(hù)復(fù)雜,出現(xiàn)問題后修復(fù)困難。

  3、通風(fēng)方式

  通風(fēng)方式經(jīng)歷過好幾個(gè)歷史階,從最初的底出風(fēng),到上自然送風(fēng),到上散流器送風(fēng),到現(xiàn)在最先進(jìn)的上風(fēng)管+微孔天花送風(fēng),下地板回風(fēng)方式,整個(gè)實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)柔和、均勻,溫濕度控制非常穩(wěn)定。

  4、新風(fēng)系統(tǒng)

  新風(fēng)系統(tǒng)的第一作用是為工作人員提供生理新鮮空氣,其對(duì)實(shí)驗(yàn)室溫濕度的穩(wěn)妥定性也功不可沒,也是必不可少的設(shè)備:為了讓實(shí)驗(yàn)室不受外界的干擾,必須向?qū)嶒?yàn)室提供新風(fēng),以保持實(shí)驗(yàn)室氣壓為正,這樣外界的空氣進(jìn)入不了實(shí)驗(yàn)室,確保實(shí)驗(yàn)室長年溫濕度穩(wěn)定。

  五、空調(diào)技術(shù)參數(shù)

  控制精度達(dá):溫度精度±1.0℃,濕度精度達(dá)±2.0%以內(nèi)的恒溫恒濕空調(diào),稱為高精密恒溫恒濕空調(diào)。因這類空調(diào)大多用于造紙、紡織、制藥、煙草、電子、計(jì)量等對(duì)溫濕度特別敏感的領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室,所以又稱實(shí)驗(yàn)室專用空調(diào)。

  高精密恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室空調(diào)與普通機(jī)房空調(diào)的區(qū)別:

  1、高精密恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室空調(diào)必須具備高精密溫濕度傳感器,要求傳感器準(zhǔn)確度:±1.5%RH,±0.3℃(在23±2℃時(shí));重復(fù)性:優(yōu)于0.5%RH和0.1℃;穩(wěn)定性:每年優(yōu)于1.0%RH和0.1℃;而普通機(jī)房空調(diào)傳感器精度在±3%RH,±1℃左右就足夠了。

  2、高精密恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室空調(diào)對(duì)風(fēng)量要求更高。理論上,風(fēng)量越大,送風(fēng)焓差越小,溫濕度越均勻;但風(fēng)量越大,除濕能力越小,甚至完全喪失,所以高精密恒溫恒濕空調(diào)要求保證除濕能力的基礎(chǔ)上盡可能大風(fēng)量,對(duì)風(fēng)量的設(shè)計(jì)非常嚴(yán)格,而普通機(jī)房空調(diào)要求較低。

  3、高精密恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室空調(diào)要求制熱量、制冷量、加濕量、除濕量可調(diào)節(jié),因?yàn)榫鹊囊螅呔芎銣睾銤駥?shí)驗(yàn)室空調(diào)要求制熱量、制冷量、加濕量、除濕量可調(diào)節(jié)。

  (1)對(duì)于制熱,根據(jù)溫差大小,采用多級(jí)制熱方式進(jìn)行調(diào)節(jié),溫差小時(shí)只開啟一級(jí)加熱,溫差稍大時(shí),同時(shí)開啟1,2級(jí)加熱,溫差再大時(shí),同時(shí)開啟1,2,3級(jí)加熱;

  (2)對(duì)于加濕,采用比例加濕方式,根據(jù)濕度差大小控制加濕量;

  (3)對(duì)于制冷和除濕的調(diào)節(jié),現(xiàn)有三種調(diào)節(jié)方式:

  ①第一代調(diào)節(jié)方式,采用多級(jí)制冷,一般用于大功率設(shè)備,主要用于對(duì)溫度的調(diào)節(jié),對(duì)濕度調(diào)節(jié)效果甚微。

  ②第二代調(diào)節(jié)方式,采用變頻制冷,制冷量從50%–100%之間實(shí)現(xiàn)無級(jí)量制冷調(diào)節(jié),此調(diào)節(jié)范圍足以解決溫濕度穩(wěn)定性的問題。用于高精密恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室空調(diào),效果顯著。但因控制需要,需添加很多輔助控制環(huán)節(jié),而且各配件之間必須密切協(xié)調(diào),某個(gè)環(huán)節(jié)稍微出現(xiàn)一點(diǎn)細(xì)小的故障則可能因連鎖反應(yīng)引起諸如壓縮機(jī)等重要部件損壞。

  ③第三代調(diào)節(jié)方式,冷凍水型制冷方式,采用冷凍水(按一般中央空調(diào)水溫進(jìn)行設(shè)計(jì))作冷源,盤管內(nèi)運(yùn)行的是普通7℃左右的冷水,電腦主板通過控制水閥的開度,輕易的實(shí)現(xiàn)0%至100%制冷量無級(jí)量調(diào)節(jié)。而且積分閥結(jié)構(gòu)就像家用水龍頭一樣簡單,使用壽命非常長。但其設(shè)備需維護(hù)量非常大,且出現(xiàn)問題后修復(fù)困難,建議盡量避免使用。

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