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【幹貨】恒溫恒濕實驗室如何設計方案技術方法

更新時間：2023-03-21

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一、恒溫恒濕實驗室方案概述

恒溫恒濕實驗室是將某一實驗室通過某些專(zhuan) 用設備和技術方法，使其室內(nei) 溫濕度符合某一調濕和試驗用標準大氣的要求。恒溫恒濕實驗室是生產(chan) 企業(ye) 的產(chan) 品質量檢驗與(yu) 商品質量檢驗把關(guan) 的基礎設施。恒溫恒濕實驗室廣泛應用於(yu) 棉紡、毛紡、化纖、紙張、包裝、煙草生產(chan) 企業(ye) 以及質檢、纖檢等部門，按照ISO和GB有關(guan) 標準規定，紡織品、紡織原料、紙張、紙品和紙箱等商品的物理項目的檢驗必需在標準大氣條件下進行。紡織品和紡織原料檢驗的標準大氣按ISO139和GB6529標準規定，溫度20±2 ℃，相對濕度65%±2%;紙張、紙品和紙箱類商品檢驗的標準大氣按照ISO187和GB10739標準規定，溫度23±1℃，相對濕度50%±2%。除了常規溫濕度的恒溫恒濕實驗室，還有其它特殊的5-18℃低溫、30-80℃高溫、相對濕度要求小於(yu) 40%RH低濕、相對濕度高於(yu) 80%RH的高濕等特殊要求的恒溫恒濕實驗室。

二、方案的設計要點

實驗室的整體(ti) 規劃，涉及範圍極廣，要考慮到以下要求：需建築、水電、空調、實驗室使用者等各項技術人員共同參與(yu) 規劃。

1、設計目的：

為(wei) 實驗室設備創造一個(ge) 既能確保其穩定可靠運行，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、總體設計：

全麵考慮各之間的關係，進行嚴格的協調，做到不錯，不漏，不碰。

3、具體設計：

選用既*，性能價(jia) 格比又合理的環保設備和材料，融入人性化的設計理念。

恒溫恒濕實驗室總體設計規劃要點：

(1)溫濕度控製範圍;

(2)溫濕度控製;

(3)潔淨度要求;

(4)照度要求;

(5)設備的熱濕量範圍;

(6)空調送回風方式;

(7)空壓之平衡措施;

(8)引入新風的必要性;

(9)係統排氣的必要性;

(10)保溫隔熱的措施;

(11)設施與動力的配置;

(12)靜電、振動及噪音;

(13)設備空間與空調間;

(14)進出通道及更衣緩衝區的布置;

(15)足夠的維護保養空間;

(16)室內淨高與樓板載重;

(17)公害、汙染與防災;

(18)安裝及運轉成本的衡量;

(19)美觀性要求;

(20)安裝成本與工期控製;

(21)運轉成本;

(22)維護性與彈性等因數。

三、恒溫恒濕實驗室運行特點

1、恒溫恒濕實驗室，采用直接蒸發式獨立的恒溫恒濕空調係統，具有係統簡單、便於調節、操作方便、節能等優點。在工程設計中，要根據實驗室的溫濕度要求合理選擇係統，盡可能把房間的負荷計算詳細並選取匹配的恒溫恒濕機組。

2、為了滿足室內恒溫恒濕的要求，恒溫恒濕空調房間的換氣次數大，根據經驗，±2℃的恒溫室，換氣次數約10～15次/h;±1℃的恒溫室，換氣次數約15～20次/h;±0.5℃的恒溫室，換氣次數約>20次/h;±0.2℃的恒溫室，換氣次數約>30次/h;

3、氣流組織設計也是影響恒溫室的主要因素之一，在高的恒溫恒濕室內設計氣流組織應考慮一下原則：合理的氣流組織流程，充分發揮送風氣流的冷卻或加熱作用;建立一個穩定均勻的溫度場，以保證在氣流到達工作區時，其平均溫度與工作區的溫度差不超過允許的溫度波動值;氣流到達工作區時，其流動速度在0.25m/s左右。±2℃及±1℃高的恒溫恒濕實驗室，采用全孔板和局部孔板送風，下部均勻回風，效果較好。

4、在恒溫恒濕實驗室建造中，其保溫密閉性也是非常關鍵的;保溫密閉性良好的實驗室具有節約能量、提高溫濕度、降低運行費用等優點。

四、恒溫恒濕實驗室組成部分

高精密恒溫恒濕實驗室係統主要應用於(yu) 紡織品檢測係統、紙張檢測、計量標定、塗料檢測、包裝檢測、精密加工、三坐標檢測、科研機構等。隨著對質量控製的要求越來越嚴(yan) 格，恒溫恒濕環境的需求越來越大，應用的領域也越來越寬廣。

1、實驗室裝修：

要求嚴(yan) 格的保溫隔濕性能，建議實驗室四個(ge) 立麵采用彩鋼複合板(為(wei) 了滿足防火要求，一般采用岩棉彩鋼板。但是岩棉保溫性能差，好是在岩棉彩鋼板外側(ce) 再加封一層酚醛鋁箔保溫板，增加外牆保溫性能，能夠有效的節能減耗)，為(wei) 了保證密閉性，頂麵應采用彩鋼板密封，在頂麵再加封酚醛鋁箔板保溫，地麵則采用酚醛保溫板進行保溫隔濕處理;對於(yu) 透視窗，要求采用雙層中空玻璃窗。

2、實驗室空調

實驗室空調是溫濕度控製的心髒，要求高，故障率低。所以必須要求空調能調節製冷量，目前市麵上有兩(liang) 種方式：變頻調節和冷凍水調節方式。

變頻調節：實際上就是通過改變供電性質而改變壓縮機的功率，讓壓縮機實現低負荷工作或者過負荷工作，同時調節製冷係統的節流量，所以必須添加非常多的繁瑣的環節，而且各環節必須匹配，否則出現故障。現實也的確如此，故障率非常高。

冷凍水型機組：采用7℃左右的冷水作為(wei) 冷源，通過電動閥開大或者關(guan) 小來控製水流量，從(cong) 而輕易控製製冷量，而電動閥結構象家用水龍頭一樣簡單，所以故障率幾乎為(wei) 零，控製效果為(wei) 穩定。通過合理計算房間的熱濕負荷和空氣露點來匹配好風量、冷量、加熱量、加濕量，在通過PLC控製各個(ge) 部件的無級調控，在選擇靈敏度高線性好的傳(chuan) 感器，可以做到溫度±0.5℃，濕度±2%。此種方式需要通過每個(ge) 實驗室的實際麵積和負荷來進行計算匹配，所以沒有標準成型機組，都為(wei) 定製加工型。一般都用組合式空調箱組合配比來實現，所以缺點是占地麵積較大，整個(ge) 係統穩定性差，係統維護複雜，出現問題後修複困難。

3、通風方式

通風方式經曆過好幾個(ge) 曆史階，從(cong) 初的底出風，到上自然送風，到上散流器送風，到現在的上風管+微孔天花送風，下地板回風方式，整個(ge) 實驗室送風柔和、均勻，溫濕度控製非常穩定。

4、新風係統

新風係統的作用是為(wei) 工作人員提供生理新鮮空氣，其對實驗室溫濕度的穩妥定性也功不可沒，也是的設備：為(wei) 了讓實驗室不受外界的幹擾，必須向實驗室提供新風，以保持實驗室氣壓為(wei) 正，這樣外界的空氣進入不了實驗室，確保實驗室長年溫濕度穩定。

五、空調技術參數

控製達：溫度±1.0℃，濕度達±2.0% 以內(nei) 的恒溫恒濕空調，稱為(wei) 高精密恒溫恒濕空調。因這類空調大多用於(yu) 造紙、紡織、製藥、煙草、電子、計量等對溫濕度特別敏感的領域的實驗室，所以又稱實驗室專(zhuan) 用空調。

高精密恒溫恒濕實驗室空調與普通機房空調的區別：

1、高精密恒溫恒濕實驗室空調必須具備高精密溫濕度傳感器，要求傳感器準確度：±1.5%RH, ±0.3℃(在23±2℃時);重複性：優於0.5%RH和0.1℃;穩定性：每年優於1.0%RH和0.1℃;而普通機房空調傳感器在±3%RH, ±1℃左右就足夠了。

2、高精密恒溫恒濕實驗室空調對風量要求更高。理論上，風量越大，送風焓差越小，溫濕度越均勻;但風量越大，除濕能力越小，甚至喪失，所以高精密恒溫恒濕空調要求保證除濕能力的基礎上盡可能大風量，對風量的設計非常嚴格，而普通機房空調要求較低。

3、高精密恒溫恒濕實驗室空調要求製熱量、製冷量、加濕量、除濕量可調節，因為的要求，高精密恒溫恒濕實驗室空調要求製熱量、製冷量、加濕量、除濕量可調節。

(1)對於製熱，根據溫差大小，采用多級製熱方式進行調節，溫差小時隻開啟加熱，溫差稍大時，同時開啟1，2級加熱，溫差再大時，同時開啟1，2，3級加熱;

(2)對於加濕，采用比例加濕方式，根據濕度差大小控製加濕量;

(3)對於製冷和除濕的調節，現有三種調節方式：

①代調節方式，采用多級製冷，一般用於大功率設備，主要用於對溫度的調節，對濕度調節效果甚微。

②第二代調節方式，采用變頻製冷，製冷量從50%–100%之間實現無級量製冷調節，此調節範圍足以解決溫濕度穩定性的問題。用於高精密恒溫恒濕實驗室空調，。但因控製需要，需添加很多輔助控製環節，而且各配件之間必須密切協調，某個環節稍微出現一點細小的故障則可能因連鎖反應引起諸如壓縮機等重要部件損壞。

③第三代調節方式，冷凍水型製冷方式，采用冷凍水(按一般中央空調水溫進行設計)作冷源，盤管內運行的是普通7℃左右的冷水，電腦主板通過控製水閥的開度，輕易的實現0%至100%製冷量無級量調節。而且積分閥結構就像家用水龍頭一樣簡單，使用壽命非常長。但其設備需維護量非常大，且出現問題後修複困難，建議盡量避免使用。

六、恒溫恒濕實驗室保養

1、應當建立係統使用文件 ,便於係統維護。使用文件應該是開始和結束的記錄係統每次運行時間 (日期), 類型的測試和環境溫度 ; 當係統發生故障時 ,故障現象應該在盡可能多的詳細描述 ;係統維護的內容 ,維護也應該盡可能詳細的記錄。

2、輸入類型、溫度和濕度測試係統必須由人員操作和維護。嚴格遵守規則 ,係統操作,以避免他人違反操作係統。

3、步入式溫度和濕度測試係統主體應注意保護 ,避免使用強碰撞尖銳或鈍損壞測試設備。

4、步入式溫度和濕度測試係統在很長一段時間沒有停機 ,影響係統的有效使用壽命,因此,係統啟動運行至少每隔 10 天; 不要一遍又一遍地在很短的時間內使係統停止運行 ,開始時間應小於每小時 3 次,每次開啟 ,停止時間間隔不小於 3h; 低溫時不允許開門進入類型溫度和濕度測試係統 ,以防止損壞門密封條。

5、漏電、過載、短路保護 ,漏電開關特性的工廠設置 ,使用不調整 ,以免影響性能 ;漏電開關由於短路休息後 ,需要檢查的接觸 ,嚴重的損失如果主要接觸或一些坑 ,需要修複。

6、放置在步行從空調溫度和濕度測試係統測試產品吸入通道 ,排氣口應該有一定的距離 ,以免阻礙空氣流通。

7、超溫保護器動作測試，超級溫度保護器溫度低於體溫 ,如果出現 E0.0 報警和的嗡嗡聲 ,表示其功能正常。完成測試 ,溫度應該保護設置正確 ,否則可能會導致不適當的暫停。

8、實驗室每月定期的主要電源開關 ( 漏電斷路器 )測試,以確保這個開關負載下的漏電保護器的使用能力。具體的步驟 ,首先,請確認 “ON"的總電源開關 ,即電力係統,請按下測試按鈕。如果剩餘電流斷路器的開關杆下降 ,這個功能是正常的。

9、為了確保正常的和幹淨的冷卻水供水 ,每 30 天清洗冷卻器冷卻水過濾器、清洗水冷卻塔時 ,當地的空氣質量較差 ,空氣中高濃度的粉塵 ,一般 7 天左右應該冷卻水塔水箱清洗。

10、步入式試驗室是檢測產品是否耐高溫、低溫或恒定濕熱試驗。為工業生產廠家的批量或者大型零件、半成品、成品提供了溫濕度環境測試的條件。

控製係統做為(wei) 步入式恒溫恒濕實驗室的，它決(jue) 定了試驗設備的升溫速率，等重要指標。現在試驗設備的控製器大都采用 PID 控製，可進行各種複雜的程序設定。控製係統可選擇由 RS-232 界麵與(yu) 電腦連線，使用者可以在電腦熒幕上設計程式，收集測試資料與(yu) 記錄，呼叫程式執行，遙控機器開關(guan) 等功能。步入式試驗室具有時序記號接點功能，可使運轉過程中，對外輸出控製接點，提供使用者進行動態試驗與(yu) 電腦監控。異常狀況發生時，控製器熒幕上即時自動顯示故障狀態，切斷電源開關(guan) ，並提供故障排除方法。

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