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恒温恒湿实验室设计注意事项

行业动态 2023.04.04 757

一、恒温恒湿实验室方案概述


恒温恒湿实验室是将某一实验室通过某些专用设备和技术方法 ,使其室内温湿度符合某一调湿和试验用标准大气的要求。恒温恒湿实验室是生产企业的产品质量检验与控制和流通领域里的商品质量检验把关的基础设施。恒温恒湿实验室广泛应用于棉纺、毛纺、化纤、纸张、包装、烟草生产企业以及质检、纤检等部门,按照ISO和GB有关标准规定,纺织品、纺织原料、纸张、纸品和纸箱等 商品的质物理项目的检验必须在标准大气条件下进行。纺织品和纺织原料检验的标准大气按ISO139和GB6529标准规定,温度20±2 ℃,相对湿度65%±2%;纸张、纸品和纸箱类商品检验的标准大气按照ISO187和GB10739标准规定,温度23±1℃,相对湿度50%±2%。除了常规温湿度的恒温恒湿实验室,还有其它特殊的5-18℃低温、30-80℃高温、相对湿度要求小于40%RH低湿、相对湿度高于80%RH的高湿等特殊要求的恒温恒湿实验室。



二、恒温恒湿实验室方案设计要点


实验室的整体规划,要考虑到以下要求:涉及范围极广,需建筑、水电、空调、实验室使用者等各项专业人才共同参与规划。 

设计目的:为实验室设备创造一个既能确保其稳定、可靠的运行,延长其使用寿命,又能满足用户使用要求及工作人员身心健康的工作场所。 

总体设计:全面考虑各专业之间的关系,进行严格的协调,做到不错,不漏,不碰。

具体设计:采用国内外先进技术,选用既先进,性能价格比又合理的环保设备和材料,融入人性化的设计理念。



三、恒温恒湿实验室运行特点


 恒温恒湿实验室,采用直接蒸发式独立的恒温恒湿空调系统,具有系统简单、便于调节、操作管理方便、节能等优点。在工程设计中,要根据实验室的温湿度精度要求合理选择系统,尽可能房间的负荷计算详细并选取匹配的恒温恒湿机组。

为了满足室内恒温恒湿精度的要求,恒温恒湿空调房间的换气次数大,根据经验,±2℃的恒温室,换气次数约10~15次/h;±1℃的恒温室,换气次数约15~20次/h;±0.5℃的恒温室,换气次数约>20次/h;±0.2℃的恒温室,换气次数约>30次/h; 


气流组织设计也是影响恒温室精度的主要因素之一,在高精度的恒温恒湿室内设计气流组织应考虑一下原则:合理的气流组织流程,充分发挥送风气流的冷却或加热作用;建立一个稳定均匀的温度场,以保证在气流到达工作区时,其平均温度与工作区的温度差不超过允许的温度波动值;气流到达工作区时,其流动速度在0.25m/s左右。±2℃及±1℃高精度的恒温恒湿实验室,采用全孔板和局部孔板送风,下部均匀回风,效果较好。


在恒温恒湿实验室建造中,其保温密闭性也是非常关键的;保温密闭性良好的实验室具有节约能量、提高温湿度精度、降低运行费用等优点。

四、恒温恒湿精密空调选型主要考虑因素 


A、 控制精度:我们建设实验室的目的是要建设一个达到技术标准要求的检验检测环境,因此设备的控制精度能否达到我们的要求是精密空调选型的首要因素。高精密的恒温恒湿实验室建议选用采用目前最为先进的完全模拟量控制技术的精密空调,模拟量控制可以确保高精度,同时温湿度更为平稳。

B、 可靠性:恒温恒湿实验室是生产企业的产品质量检验与控制和流通领域里商品质量检验把关的基础设施,试验时要保证实验室的正常使用,空调机组经常长时间运行,这对精密空调制造工艺水平、主要零部件要求很高。因此在对精密空调选型时产品的成熟度是个重点考虑因素。 


C、 节能环保:节能环保是整个社会可持续发展的重中之重,选用新技术的恒温恒湿精密空调与传统的恒定制冷除湿通过大功率再加热加湿补偿的控制方法比可节能50%以上,同时与传统组装式机组相比安装时电的装机负荷要求可降低50%以上,大大地降低设备运行成本。 


D、 操作使用便利性:由于恒温恒湿实验室使用人员很大一部分并非精通暖通、设备,因此必须保证空调机组的操作界面人性化,通俗易懂,无须专门的培训;同时机组设备要求日常维护管理简便,不需专业人员;机组设备体积小型化,以尽量少占有实验室使用面积。



实验室空调是温湿度控制的心脏,要求精度高,故障率低。所以必须要求空调能调节制冷量,市面上已有两种方式:一种是变频调节;另一种是冷冻水调节方式。恒温恒湿环境的需求越来越大,应用的领域也越来越宽广。


恒温恒湿实验室设计有着一定的等级划分标准的,如何达到高精度恒温恒湿实验室设计就需要达到一定的数据标准和指标。


要达到高精度恒温恒湿实验室,必须注意四个方面。实现较大空间内的温度波动范围控制±0.5℃;相对湿度波动范围控制±2%,满足高精度恒温、恒湿环境要求。


主要应用领域:计量、纸张、纺织纤维、光学、光电子、生物安全、精密机加工等检验检定实验室要达到高精度,必须注意四个方面:


1、高精密恒温恒湿空调是关键;


2、装修必须严格地达到保温隔湿效果;


3、高精密恒温恒湿空调必须能根据温差大小调节制冷量,现在真正的高精密恒温恒湿空调,有两种调节冷量的方式:变频式和冷冻水式。


采用普通中央空调的7℃左右的冷水,安装一个象水龙头一样简单的阀进行控制,当不需要制冷时,就关闭阀,当要求制冷时,就打开阀,而且阀的开度的水龙头一样,可大可小,真正实现0%到100%调节水流量,轻易实现冷量调节,控制温湿度非常稳定,而且故障率几乎为0。


工作原理是改变供电频率而改变压缩机的功率,从而改变制冷量,效果非常好。但为了达到变频效果,因此而必须添加变频器、电子膨胀阀等精密配件,造价昂贵而且各配件间必须紧密配合,否则,其中一个小环节出现故障就可能导致压缩机损坏。实践中也正是如此,压缩机损坏的频率非常高(约2~3年更换一次压缩机)。


4、送风方式:


送风方式经历了几个阶段:上风管散流器送风,下侧回风,也曾用于实验室,但湿度实际较高精度公能达到±3%。


下送风上回风,多用于精度要求不高且显热集中于下部的机房;上风帽送风,下侧回风,多用于温湿度要求不高的小面积机房。


上散流器 微孔送风,下底架空地板回风:送、回风均匀,是高精度恒温恒湿实验室有效的送风方式。


风不仅保证实验室工作人员对新鲜空气的需求,对保证温湿度的稳定性也功不可没且不可或缺,因为实验室外部的温湿度随季节变化差别非常大,为了保证实验室不受外界影响,有效的方法是为实验室添加新风,确保实验室气压为正,这样外界随时变化的不合格空气不能混入实验室,保证了实验室的长年稳定性。

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