恒温恒湿房设计专项方案.doc

恒温恒湿房设计方案
南京拓展科技有限公司是专业从事恒温恒湿、生物安全、理化检测等实验室整体规划设计、安装和运营保障为一体高科技服务型公司，是实验室综合解决方案提供者。
建设规定：
1、 恒温恒湿室技术规定
a) 符合ISO、GB原则。
b) 依照甲方规定恒温恒湿实验室设立精度
c) 风速0.25m/s。
2、建筑规定
a) 建筑物周边无强磁场、震动、热源、异味、污染等。
b) 建筑物层高应在3.0m以上（梁下净空高度）。
3、恒温室建设规定
a) 送风方式为孔板式，上送风，下回风。
b) 室内净空高度为2.35-2.70m。
c) 无窗，减少门数量。
d) 新建实验室恒温室内不设上下水、供暖管线设施。改建实验室恒温室内上下水、供暖管线设施应按规范作隔热防潮解决。
4、空调机房建设规定
a) 应建在有外墙位置。
b) 独立供电系统和接地系统。
c) 设有上下水，下水作防异味解决。
5、保温墙面规定
λ=0.021～0.12Kcal/m·H·℃（λ=0.0244～0.1395w/m·k）范畴内，吸水率不不不大于10%，热绝缘性能优，耐水性能好，难燃，绿色环保、尺寸稳定性能好材料.
6、保温材料导热系数λ=0.0267～0.0289w/m·k，满足规定。
恒温恒湿空调系统任务，是将室内温湿度及干净度控制在一定波动范畴内，以满足工业生产、科学研究等特殊场合对室内环境规定。近年来，随着国内生产力发展和科技水平不断提高，恒温恒湿空调系统应用场合越来越多，温湿度规定也不断提高。在电子、医药、计量、纺织、光学仪器和农业育种等领域，恒温恒湿空调系统精度和可靠性直接关系着产品品质以及实验成果精确性。在系统冷热源配备、空气热湿解决、气流组织和系统控制等方面均与舒服性空调系统存在较大差别。结合近年来典型工程实践，讨论恒温恒湿系统设计中需要注意若干问题。
1. 室内环境参数拟定
恒温恒湿间室内环境参数拟定取决于产品、实验对像或实验设备规定。不同精度和可靠性等规定，往往使恒温恒湿系统复杂性大不相似，也极大地关系到系统初投资和运营费用。肓目地提高精度规定，往往会导致初投资和运营费用成倍增长；相反，如果精度规定过低，将也许直接导致生产、实验活动失败。因而，在系统设计之前，需要暖通专业人员与使用方依照生产和实验对像规定，精确地提出室内环境规定。
重要涉及：
1）控制区域。在某些生产、实验过程中，需要对整个房间温湿度进行控制。但更多状况是只须对特定生产、实验区域进行严格控制。
2）基准温湿度。诸多生产、实验规定基准温湿度为固定不变值，例如诸多计量实验规定基准温度为22 ℃，某些纺织类生产、实验规定基准相对湿度为65%。尚有某些特殊实验过程和气候室，规定室内基准温湿度可以依照实验规定在较大范畴内进行调节，此时需要确认其变化范畴和变化时间。
3）温湿度精度。温湿度精度普通涉及2方面规定，即单一控制点时间变化率和均匀度。在参数确认阶段，必要明确精度规定涵义。均匀度规定普通针对温度精度，可以用垂直方向和水平方向温度梯度规定方式提出。
4）新风规定。新风规定普通依照室内工作人员数量提出。新风对室内环境扰动极大，因而新风量拟定应当尽量合理、精确。由于普通恒温恒湿环境所需要换气次数较多，因而不能采用最小新风比办法拟定。
5）可靠性规定。某些实验周期较长或重要场合，对恒温恒湿环境可靠性有明确规定，如规定系统可持续不间断运营若干时间。此时需要在设备备用方面加以考虑。
6）其她。某些电子医药类实验环境对净化级别有严格规定。有某些实验需要严格控制噪声和振动。尚有也许规定室内保持一定正压或负压。
2. 冷热负荷和环境扰动因素
影响恒温恒湿间热湿环境重要扰动因素涉及：围护构造、新风、人员、灯光和设备等。在恒温恒湿环境设计中，应依照规定采用不同办法减少或消除这些因素对热湿环境影响。重要办法涉及：
1）采用内保温等办法优化围护构造隔热性能；提高门窗密闭性。
2）合理设立房间建筑布局，较高精度规定恒温恒湿间普通不应设在有外窗房间；在必要时，在高精度恒温恒湿间外应设立套间，并将套间温度控制在合理范畴内[2]。
3）提高生产、实验自动化水平，尽量减少室内人员数量；依照实验人数和卫生规定拟定新风量，减少不必要新风量规定；在某些场合需要对新风进行单独解决后再与回风混合。4）采用发热量小节能灯具；
5）减少实验设备散热量，对于必要发热设备应远离温湿度控制区域，或采用局部冷却办法。
3. 空气解决过程
与舒服性空调不同，恒温恒湿环境冷热源容量很大限度上取决于采用什么样空气解决过程和换气次数，而不一定取决于空调负荷大小。总体而言，恒温恒湿系统普通采用先冷却、除湿，再加热、加湿空气解决过程，用控制加热量和加湿量办法控制室内温湿度精度。
3.1　新风单独除湿
定露点控制一次回风系统由于需要将混风解决到机器露点，往往能耗较高。因而，当面积较大，且换气次数较多时，可以考虑采用新风承担重要湿负荷系统，此时可以恰当减小循环风冷却段和加热段容量，减少冷热抵消。该系统采用表冷和转轮除湿对新风进行解决。
由于完全由新风承担室内湿负荷，这种系统对新风除湿规定较高，需要达到较低含湿量。
4. 冷热源选取
恒温恒湿系统冷源设备可以依照实际需求采用各种不同型式。采用直接蒸发式机组可以在同一设备内实现冷源与空气解决功能，涉及风冷直接蒸发式机组和水冷直接蒸发式机组。当前柜式恒温恒湿机组大某些均采用这2种方式，在精度和控制规定不高场合（如±0.5 ℃），可以直接采用这种机组。
采用直接蒸发式机组时，由于风系统隋性小，机组启停时系统温湿度变化非常激烈，这就对控制系统调试提出了更高规定。因而当系统较大、精度规定较高时，普通推荐采用风冷冷水机组或水冷冷水机组制备冷水作为冷源，并单独设立空气解决机组。
需要注意一点是，无论选取哪种型式冷源，普通都需要其在全年具备制冷能力，涉及过渡季和冬季。当采用风冷型机组时，需要考虑本地冬季室外温度，特别是北方地区，保证冷凝压力在合理范畴内。对可靠性规定较高场合，还应考虑冷源备用问题。
恒温恒湿系统热源依照需要可以选取热水、蒸汽或电加热等型式,依照控制规定可采用一级或多级加热。对于精调加热器，应选取调节性能较好电加热器
5. 风系统和气流组织设计
依照系统不同精度规定，风系统应采用不同换气次数。在系统划分时，不同基准温度规定房间风系统应分开独立设立。相似基准温度、不同精度规定房间可划分为同一系统，但应采用不同换气次数，并设立调节阀门，也可以在各送风支管上设立精调加热器。
末端气流组织形式普通采用上送下回。应保证温湿度控制区域风速衰减至正常范畴，并使送风与室内空气充分混合后进入工作区。回风口应设立在室内散热设备位置或人员活动区。当均匀度规定较高时，应采用孔板送风方式。
为了真实地反映实验环境温湿度条件还必要考虑如下参数：
控制恒定率：调节器和控制器对控制传感器所在位置恒定控制。
传感器精度：温度和湿度传感器不拟定度。
均匀度：由空气不流通，热源、潮湿物品，或者与相邻空间空气流动而导致室内温湿度变化梯度。
例如，如果规定条件是23℃±2℃/50%RH±5%，并且记录仪器显示相对湿度精度控制在±2%以内。但是考虑均匀度和传感器精度后来，必定达不到规定温湿度规定。要达到更精准实验温湿度条件需要考虑如下参数：
1.当前市场上最佳湿度传感器精度为±1%。
2.通风状况下，热源位置会影响实验室均匀度，普通在±1%到±6%之间。
3.将以上参数加到显示精度(±2%)会得到整个空间精度在±4%到±9%之间。
实验箱或实验间要想真正达到规定温湿度条件，设计者要分别考虑如下三方面因素影响。
单点恒定率（控制某些）
在此影响因素中，必要考虑调节器与控制器间调节变化、昼夜变化、季节更替以及突发状况（如实验设备启动或关闭、开关灯或是实验室门启动等等）对实验室内温湿度影响。此影响因素大小取决于设备调节能力和控制能力。
实验室内没有突发状况引起温湿度变化时，可以对调节器短期控制能力进行评估。调节器调节变化方式涉及降温、加热、加湿和去湿等。
昼夜变化、季节更替、突发状况等感应性因素和潜在性因素都将会引起实验室温湿度高低变化，并对实验室温湿度长期稳定导致影响。良好封闭、与外界温湿度隔离、使用恰当方式补充空气，对减少实验室温湿度变化将起到较好效果。
应根据最大可预期潜在性因素和感应性因素来设计温湿度调节系统。潜在性因素重要来自于人员、泄漏、水池排放和新鲜空气补充。感应性因素来自于灯光、实验设备、人员、泄漏和新鲜空气补充。整个调节系统必要有能力对由于昼夜变化、季节更替引起温度变化进行控制。
空气温度精准控制规定对相对湿度进行严格控制。假设在12℃结露点上空气含水率保持恒定，但空气温度在1.0℃之间变化，那么相对湿度就在47%和53%之间波动，0.2℃空气温度变化将引起不不大于0.5%相对湿度变化。
传感器精度
温度传感器比湿度传感器更精准并容易校准。由于精度为0.1℃温度传感器比较容易买到，因而湿度测量就成为这一领域重要问题。
当前，市场上出售湿度传感器公称精度大多数为+1%，这是一台新传感器在一种温湿度相对稳定条件下所能达到最高精度。购买了一台湿度传感器后来，需在预期使用整个温湿度范畴内，重复验证其公称精度。例如，如果筹划进行温湿度交变实验，那么应保证湿度传感器可以在预期变化范畴内进行温度补偿并保证它精度不会随温度而漂移。
大多数湿度传感器在相对湿度为85％到90％状况下精度会减少。
由于湿度传感器在使用过程中精度会漂移，因而必要对其进行定期校准。校准间隔时间不同，取决于传感器类型和工作环境（如温湿度变化范畴、空气干净限度以及各种化学药物浓度）。普通状况下，校准间隔时间是一年，必要确认校准限度涵盖整个工作温湿度变化范畴，用来校准仪器需要有文献记录。
可溯源意思是仪器根据一种重要原则或者引用原则进行校准。大多数传感器均有一份出厂校准报告，这份报告只阐明其生产时精度并不能真实反映其在实际使用过程中状况。控制器或调节器精度是整机电路分路上传感器精度，它们会影响读出精度。
在系统运营过程中根据引用原则对控制传感器校准可以避免这些误差。
均匀度
均匀度是对在整个温湿度控制区域内点对点温度和湿度差别。影响均匀度重要因素涉及：所有热源（明显热源与潜在热源）、影响温湿度负载位置、控制传感器位置、通风状况、空气流动量大小、恰当隔热设施和阻隔水蒸气装置。
所有热源（灯光、实验设备、人员、从墙壁和管道透过热量、补充空气导致热量变化）如果在整个受控区域内完全没有对温、湿度产生影响负载，那么均匀度将很容易控制。一种安装有3.6米×3米×3米恒温恒湿设备实验室内，如果室内空气流量为600CFM(每小时换气30次)，并有一种3,000BTU(880瓦特)负载，那么实验室供应空气与回流实验室空气温度会相差2.6℃。如果进入实验室空气条件为23℃/50%RH并假定没有含水率变化，那么回流实验室空气温湿度将为25.6℃/43%RH。增长空气流动量或者减少影响温湿度负载，能减少这些误差。
3000BTU(880瓦特)室内负载
进入空气每小时空气流量回流空气
23℃/50%RH15次(300CFM)300立方英尺／分钟27.8℃/37%RH
23℃/50%RH30次(600CFM)600立方英尺／分钟25.6℃/43%RH
23℃/50%RH45次(900CFM)900立方英尺／分钟24.5℃/45%RH
23℃/50%RH60次(1200CFM)1200立方英尺／分钟23.9℃/48%RH
空气流通总量是设计空调系统并使温度负载影响降到最低重要因素。依照详细操作程序与室内温湿度负载状况，每小时25次至45次换气量是最抱负。负载位置也是一种重要因素。如果条件容许，最佳将影响温湿度负载安装在空气回流管道附近，尽量避免对剩余实验室受控空间影响。负载位置还会影响控制传感器位置。控制传感器不应当安装在重要影响温湿度负载源下方或者在回流管道下方。
空气管道应当恰当通过实验室。普通状况下，顶篷供气管道与回流管道应当紧贴着受控温湿度实验室外壁，应当避免供气管道与回流管道同步在顶篷设计。
安装恰当隔热设施、阻隔水蒸气装置与通风道来隔绝周边环境影响是非常必要。建造通风道要得当，不能过大也不能过小。为了增长通风道内空气流通速度，应在通风道内开一种破洞，其效果要比在实验间内开一种同样大小破洞好诸多。不建外墙、不开窗户、避免过低天花板，这些对实验室温湿度控制都是有利。