正島電器

???? 本文介紹了某實(shí)驗(yàn)樓，恒溫恒濕空調(diào)改造工程的設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試。空調(diào)設(shè)備采用風(fēng)冷恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組，共分八個(gè)獨(dú)立的空調(diào)系統(tǒng)?？偨Y(jié)了該工程從設(shè)計(jì)、安裝到調(diào)試，全過程的一些具體做法和體會(huì)。
關(guān)鍵詞：恒溫恒濕空調(diào) 全空氣系統(tǒng) 電極加濕器 自動(dòng)控制

1 概述

　　該工程為實(shí)驗(yàn)樓恒溫恒濕空調(diào)改造項(xiàng)目，共三層，空調(diào)面積約1340m2。原設(shè)空調(diào)系統(tǒng)，部分采用集中空調(diào)的方式,部分采用水冷柜式空調(diào)機(jī)的空調(diào)方式。系統(tǒng)經(jīng)過多年運(yùn)行，設(shè)備老化,系統(tǒng)陳舊,分區(qū)不合理，已不能適應(yīng)當(dāng)前工作的需要,為此有必要對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造,為計(jì)量實(shí)驗(yàn)提供必需的恒溫恒濕工作環(huán)境。

2 空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)、條件及空調(diào)冷負(fù)荷

2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

夏季室外計(jì)算干球溫度33.2℃，濕球溫度26.4℃

冬季室外計(jì)算干球溫度-12℃，相對(duì)濕度45％

室內(nèi)溫度、濕度的要求見表1

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和對(duì)原系統(tǒng)的分析，根據(jù)業(yè)主提出的工作需要,將實(shí)驗(yàn)樓改造為八個(gè)恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，其條件、參數(shù)如表1：

2.2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷見表２

注：新風(fēng)量按每人35m3/h計(jì)算。

2.3 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)送風(fēng)量見表３

注：送風(fēng)溫差的確定：室溫允許波動(dòng)范圍±0.2℃，送風(fēng)溫差取3℃；室溫允許波動(dòng)范圍±0.5℃，送風(fēng)溫差取5℃；室溫允許波動(dòng)范圍±1～2℃，送風(fēng)溫差取6～7℃。

3 空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 空調(diào)機(jī)組的選擇

　　原機(jī)房?jī)?nèi)空調(diào)機(jī)組全部取消,新設(shè)計(jì)采用R22制冷劑,直接蒸發(fā)式制冷系統(tǒng)。系統(tǒng)1～7選用七臺(tái)廣東省吉榮空調(diào)設(shè)備公司生產(chǎn)的風(fēng)冷恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組； 系統(tǒng)8選用一臺(tái)廣東省吉榮牌風(fēng)冷潔凈恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組。機(jī)組性能參數(shù)詳見表４

3.2 空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　風(fēng)冷恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組室內(nèi)機(jī)設(shè)在機(jī)房?jī)?nèi)，室外機(jī)設(shè)在機(jī)房外綠化帶內(nèi)。空調(diào)采用全空氣系統(tǒng)，設(shè)送風(fēng)道、送風(fēng)口和回風(fēng)道、回風(fēng)口。經(jīng)空調(diào)機(jī)組處理后的空氣，通過送風(fēng)道、送風(fēng)口送至室內(nèi)，經(jīng)回風(fēng)口、回風(fēng)道回至機(jī)房。

3.2.1 系統(tǒng)1、系統(tǒng)2、系統(tǒng)4采用明裝風(fēng)管，側(cè)上送上回的送風(fēng)方式。送風(fēng)口為鋁合金雙層百葉風(fēng)口,回風(fēng)口為鋁合金單層百葉風(fēng)口。

3.2.2 系統(tǒng)3走廊吊頂內(nèi)新設(shè)主送回風(fēng)管道，原室內(nèi)孔板送回風(fēng)系統(tǒng)不變。

3.2.3 系統(tǒng)5、系統(tǒng)8原空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)部分送風(fēng)道送風(fēng)口,回風(fēng)道回風(fēng)口不變，送回風(fēng)主管道重新設(shè)置。

3.2.4 系統(tǒng)6新設(shè)送、回風(fēng)主管道，原室內(nèi)孔板送回風(fēng)系統(tǒng)不變。

3.2.5 系統(tǒng)7電能基準(zhǔn)室，原空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)部分送風(fēng)道送風(fēng)口,回風(fēng)道回風(fēng)口不變，送回風(fēng)主管道重新設(shè)置；高壓室新設(shè)風(fēng)管，明裝側(cè)上送上回的送風(fēng)方式。

3.2.6 系統(tǒng)風(fēng)速的確定：本設(shè)計(jì)為低速風(fēng)道系統(tǒng)，主風(fēng)道風(fēng)速8m/s，支風(fēng)道風(fēng)速4.5m/s；雙層百葉送風(fēng)口風(fēng)速2.35m/s，單層百葉回風(fēng)口風(fēng)速1.88m/s；孔板送風(fēng)：孔口流速2.5m/s，工作區(qū)流速0.15m/s；消聲靜壓箱流速1.0m/s。

3.3 消聲減振

3.3.1 每臺(tái)恒溫恒濕機(jī)組送風(fēng)口處、回風(fēng)口處設(shè)消聲靜壓箱，送、回風(fēng)主管道上設(shè)微穿孔板消聲器，機(jī)組與風(fēng)道采用帆布軟連接。

3.3.2 機(jī)房?jī)?nèi)恒溫恒濕機(jī)組設(shè)減振基礎(chǔ)。

4 空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制

　　本設(shè)計(jì)為獨(dú)立的空調(diào)系統(tǒng)，機(jī)組控制程序?yàn)樗惋L(fēng)溫度控制，每個(gè)空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)總管道上設(shè)一個(gè)總電加熱器，每個(gè)系統(tǒng)各房間支風(fēng)管設(shè)末端微調(diào)電加熱器，根據(jù)房間溫度不同要求，分別選用調(diào)功器無級(jí)控制。8個(gè)空調(diào)系統(tǒng)36個(gè)受控房間，設(shè)8個(gè)總風(fēng)管電加熱器和若干個(gè)末端微調(diào)電加熱器，采用一個(gè)CPU315-2DP控制。

　　為了節(jié)省投資，濕度按系統(tǒng)控制，每臺(tái)空調(diào)機(jī)組回風(fēng)口處設(shè)濕度傳感器，控制整個(gè)系統(tǒng)的濕度。

　　為了保證系統(tǒng)的防火安全，每個(gè)空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)管道上設(shè)壓差控制器，無風(fēng)壓差，電加熱器則不能啟動(dòng)。

5 本設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)

5.1 空調(diào)冷熱源采用廣東吉榮牌風(fēng)冷恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組,壓縮機(jī)采用進(jìn)口全封閉壓縮機(jī)，加濕器采用電極式加濕器,機(jī)組設(shè)計(jì)緊湊,占地面積小,采用數(shù)字式微處理器,控制精度高,可根據(jù)設(shè)定的溫濕度自動(dòng)開停機(jī)，全自動(dòng)控制，無需專人操作。

5.2 空調(diào)系統(tǒng)為獨(dú)立的系統(tǒng)，恒溫恒濕精度高，使用靈活、方便，具有顯著的節(jié)能效果。

6 對(duì)其他專業(yè)的要求

　　本工程為改造項(xiàng)目，各個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)室內(nèi)溫度、濕度要求較高，故空調(diào)設(shè)備、送回風(fēng)系統(tǒng)、自控系統(tǒng)應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)范和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　為了減少外界氣候條件的干擾，恒溫恒濕室在建筑處理方面，必須做一些特殊的處理，這不僅有利于保證恒溫恒濕的精度，而且對(duì)空調(diào)設(shè)備的投資運(yùn)行費(fèi)用方面，也有著重要的意義。

6.1 維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性及隔汽防潮。

6.2 高精度（20±0.2℃、20±0.5℃）的房間外圍最好有低精度的恒溫室作套間。

6.3 盡可能將恒溫恒濕室布置在建筑物的底層和北面，不宜有朝東、西、南的外墻及門窗，以減少太陽輻射熱。高精度的恒溫室不宜有外墻。

6.4 高精度的恒溫室不宜開窗，門應(yīng)做成密閉保溫門，設(shè)門斗。

6.5 室內(nèi)保證正壓及室內(nèi)溫度場(chǎng)的均勻。

6.6 如工藝允許盡可能將局部熱源設(shè)在室外或套間內(nèi)。

7 空調(diào)系統(tǒng)的安裝及調(diào)試

7.1 空調(diào)系統(tǒng)的安裝

7.1.1 恒溫恒濕機(jī)組室內(nèi)外機(jī)的安裝，機(jī)組的基礎(chǔ)要找平，水平允許偏差為0.2/100。

7.1.2 空調(diào)風(fēng)管的制作及安裝，風(fēng)管的保溫，應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙和國家有關(guān)施工驗(yàn)收規(guī)范施工，由于該工程為改造項(xiàng)目，部分房間室內(nèi)管道、風(fēng)口不變，所以施工時(shí)要考慮新設(shè)系統(tǒng)與老系統(tǒng)管道的合理連接。

7.1.3 機(jī)組室內(nèi)外機(jī)制冷劑管道的安裝：壓縮機(jī)排氣管的水平管段應(yīng)有不小于1/100的坡度坡向冷凝器，嚴(yán)禁U型彎。管道的焊接、試壓、試漏、排污、試真空、保溫、加注制冷劑，應(yīng)嚴(yán)格按施工規(guī)范及機(jī)器說明書要求進(jìn)行。

7.1.4 空調(diào)風(fēng)管采用30mm厚鋁箔超細(xì)玻璃棉板保溫，具有保溫、防火效果好的優(yōu)點(diǎn)。

7.2 空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)試

7.2.1 空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量的調(diào)整，風(fēng)量的調(diào)整按系統(tǒng)進(jìn)行，從系統(tǒng)最末端的支干管開始，調(diào)節(jié)每個(gè)支干管上的對(duì)開多葉調(diào)節(jié)閥，使每個(gè)房間的風(fēng)量達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，調(diào)整房間送回風(fēng)口葉片的角度，使房間的氣流組織均勻。

7.2.2 機(jī)組的調(diào)試設(shè)定參數(shù)見表5

表5

7.3 系統(tǒng)調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法

7.3.1 系統(tǒng)5（20±0.5℃）電壓實(shí)驗(yàn)室溫度高于設(shè)計(jì)值。

7.3.2 系統(tǒng)6（20±0.2℃）北室溫度不均勻，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

7.3.3 系統(tǒng)7、系統(tǒng)8送風(fēng)量較大，送風(fēng)口風(fēng)速較高，噪聲較大。

7.3.4 經(jīng)檢查分析以上系統(tǒng)出現(xiàn)問題的原因及解決方法：

　　系統(tǒng)5電壓實(shí)驗(yàn)室回風(fēng)管道風(fēng)閥未全開，回風(fēng)口部分被設(shè)備擋住，回風(fēng)不暢。將閥門全部打開，設(shè)備移開。室內(nèi)溫度很快達(dá)到設(shè)計(jì)值。

　　系統(tǒng)6電壓基準(zhǔn)室、電阻基準(zhǔn)室（20±0.2℃）二個(gè)房間內(nèi)為原空調(diào)系統(tǒng)未變，房間內(nèi)孔板送風(fēng)，下部設(shè)三個(gè)回風(fēng)口。北室室內(nèi)有一臺(tái)恒溫油槽，油槽是一個(gè)不穩(wěn)定的發(fā)熱源，時(shí)開時(shí)停，故室內(nèi)溫度不均勻。另外回風(fēng)口布置的不均勻，僅在室內(nèi)一面墻的下部50%的長度處設(shè)3個(gè)回風(fēng)口，并回風(fēng)口部分被設(shè)備擋住，也是造成室內(nèi)溫度不均勻的因素之一。如果要達(dá)到設(shè)計(jì)要求的精度（20±0.2℃），就必須將局部熱源移至室外，回風(fēng)口均勻設(shè)置，回風(fēng)暢通。

　　由于是改造項(xiàng)目，室內(nèi)風(fēng)管仍利用原系統(tǒng)風(fēng)管，與新系統(tǒng)機(jī)組送風(fēng)管連接，由于新系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量比原系統(tǒng)大，故系統(tǒng)7、系統(tǒng)8送風(fēng)道、送口風(fēng)速較高，噪聲較大。在二個(gè)系統(tǒng)中增設(shè)二臺(tái)變頻器，根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際調(diào)出最佳工況。

7.4 系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果

7.4.1 檢測(cè)依據(jù)：GB50243－2002《通風(fēng)與空調(diào)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、設(shè)計(jì)施工圖。

7.4.2 檢測(cè)儀器：智能型溫度自記儀，測(cè)量范圍－40～85℃，準(zhǔn)確度±0.3℃；HM34型數(shù)字式溫濕度儀，測(cè)量范圍0～90％RH，準(zhǔn)確度±2％RH；便攜式數(shù)據(jù)采集儀， 0～40℃，準(zhǔn)確度±0.1℃。

7.4.3 檢測(cè)條件：各實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)備均投入運(yùn)行，空調(diào)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行24h以上，然后進(jìn)行溫濕度測(cè)量；依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB50243－2002的規(guī)定，20±0.5℃的房間在工作區(qū)布5個(gè)測(cè)點(diǎn)，連續(xù)采集8h以上的數(shù)據(jù)。20±0.2℃的房間在工作區(qū)布9個(gè)測(cè)點(diǎn)，連續(xù)采集24h以上的數(shù)據(jù)。

7.4.4 檢測(cè)結(jié)果：對(duì)20±0.5℃的房間，每隔10min采集各測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，取平均值，連續(xù)采集8h；對(duì)20±0.2℃的房間，每隔10min采集各測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，取平均值，連續(xù)采集24h，其檢測(cè)結(jié)果見表6.

表6

注：

1、表6僅列出房間溫度為20±0.5℃及20±0.2℃的房間檢測(cè)結(jié)果，其他房間溫濕度經(jīng)檢測(cè)均高于設(shè)計(jì)要求值，故未列出。

2、以上為二次檢測(cè)的結(jié)果，第一次除系統(tǒng)6（20±0.2℃）及系統(tǒng)5電阻測(cè)量室（20±0.5℃）未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，其他均達(dá)到恒溫恒濕精度的要求。經(jīng)查找原因重新調(diào)試，第二次對(duì)系統(tǒng)6（20±0.2℃）及系統(tǒng)5電阻測(cè)量室（20±0.5℃）重新進(jìn)行檢測(cè)合格。

8 結(jié)束語

　　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(jiǎn)單、便于調(diào)節(jié)、操作管理方便、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。在改造工程中，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的溫濕度精度要求合理劃分系統(tǒng)，盡可能將同精度要求的設(shè)在同一個(gè)系統(tǒng)。精度要求較高的房間，如20±0.2℃的房間和20±0.5℃的房間，應(yīng)設(shè)獨(dú)立的空調(diào)系統(tǒng)。

　　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)，要比普通空調(diào)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次/h; ±1℃的恒溫室，換氣次數(shù)10～15次/h; ±0.5℃的恒溫室，換氣次數(shù)＞15次/h；±0.2℃的恒溫室，換氣次數(shù)＞30次/h。

　　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)考慮以下原則：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(chǎng)，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?！?.2℃及±0.5℃高精度的恒溫恒濕室，采用全孔板和局部孔板送風(fēng)，下部均勻回風(fēng)，效果較好。

　　對(duì)±0.2℃及±0.5℃高精度的恒溫恒濕室，以及同一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)幾個(gè)房間要求不同的溫度，采用恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組時(shí)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)需在風(fēng)管末端設(shè)微調(diào)電加熱器，根據(jù)房間溫度不同要求，分別選用調(diào)功器無級(jí)控制。

　　該恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過一年多的實(shí)際運(yùn)行，效果良好，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

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