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    某實驗樓恒溫恒濕空調改造工程設計、安裝及調試

    作者:CEO 時間:2022-12-01

    信息摘要:本文介紹了某實驗樓,恒溫恒濕空調改造工程的設計、安裝及調試。空調設備采用風冷恒溫恒濕空調機組,共分八個獨立的空調係統。總結了該工程從設計、安裝到調試,全過程的一些具體做法和體會。關鍵詞:恒溫恒濕空調全空氣係統電極加濕器自動控製1概述該工程為實

    某實驗樓恒溫恒濕空調改造工程設計、安裝及調試

    某實驗樓恒溫恒濕空調改造工程設計、安裝及調試

      本文介紹了某實驗樓,恒溫恒濕空調改造工程的設計、安裝及調試。空調設備采用風冷恒溫恒濕空調機組,共分八個獨立的空調係統。總結了該工程從設計、安裝到調試,全過程的一些具體做法和體會。

      

      關鍵詞:恒溫恒濕空調全空氣係統電極加濕器自動控製

      1概述

      該工程為實驗樓恒溫恒濕空調改造項目,共三層,空調麵積約1340m2。原設空調係統,部分采用集中空調的方式,部分采用水冷櫃式空調機的空調方式。係統經過多年運行,設備老化,係統陳舊,分區不合理,已不能適應當前工作的需要,為此有必要對現有係統進行技術改造,為計量實驗提供必需的恒溫恒濕工作環境。

      2空調設計參數、條件及空調冷負荷

      2.1設計參數

      夏季室外計算幹球溫度33.2℃,濕球溫度26.4℃

      冬季室外計算幹球溫度-12℃,相對濕度45%

      室內溫度、濕度的要求見表1

      根據現場觀測和對原係統的分析,根據業主提出的工作需要,將實驗樓改造為八個恒溫恒濕空調係統,其條件、參數如表1:

      係統

      編號

      房間名稱及房號

      麵積

      (m2)

      溫度

      (℃)

      濕度

      (%RH)

      工作人數

      儀器發熱

      功率(kW)

      係統1

      工程技術部106

      30.00

      20±1.0

      50±10

      2

      3

      工程技術部107

      50.00

      20±1.0

      50±10

      3

      3

      交流電壓室108

      54.00

      20±1.0

      50±10

      3

      3

      磁通量室109

      49.00

      20±1.0

      50±10

      3

      3

      直流儀器室110(內)

      52.47

      20±0.5

      50±10

      4

      5

      係統2

      電容室203(內)

      24.40

      20±0.5

      50±10

      2

      2

      直流儀器室206(內)

      23.77

      20±0.5

      50±10

      3

      3

      數字儀表室210

      56.63

      20±1.0

      50±10

      2

      2

      交流阻抗室211(東)

      54.76

      20±1.0

      50±10

      5

      3

      數字儀表室211(西)

      56.63

      20±0.5

      50±10

      2

      2

      交流阻抗室212

      25.65

      20±0.5

      50±10

      2

      2

      係統3

      長度基線室103

      160.50

      20±0.5

      50±10

      6

      5

      係統4

      磁通基準室303

      44.70

      20±1.0

      50±10

      1

      1

      電感室304

      40.00

      20±1.0

      50±10

      2

      2

      交流電量室308

      22.21

      20±1.0

      50±10

      1

      2

      交流電量室309

      41.53

      20±1.0

      50±10

      3

      2

      工程技術部310

      36.38

      20±2.0

      50±10

      2

      1.5

      電磁測量室312

      27.00

      20±1.0

      50±10

      2

      1

      工程技術部318

      56.63

      20±2.0

      50±10

      3

      2

      交流電量室319

      55.78

      20±1.0

      50±10

      3

      2

      係統5

      輔助室1

      7.00

      20±1.0

      50±10

      輔助室2

      7.00

      20±1.0

      50±10

      控製室

      10.00

      20±0.5

      50±10

      2

      0.5

      電阻測量室

      32.76

      20±0.5

      50±10

      3

      5

      電壓測量室

      27.39

      20±0.5

      50±10

      2

      5

      輔助室

      13.00

      20±1.0

      50±10

      係統6

      電壓基準室

      20.50

      20±0.2

      50±10

      2

      5

      電阻基準室

      20.50

      20±0.2

      50±10

      2

      5

      係統7

      電能基準室121

      60.09

      20±0.5

      50±10

      5

      8

      高壓室122

      50.00

      20±1.0

      50±10

      4

      5

      係統8

      (50萬級)

      光頻控製室

      10.00

      20±1.0

      50±10

      2

      1

      試驗室1

      16.00

      20±1.0

      50±10

      2

      2

      試驗室2

      16.00

      20±0.5

      50±10

      2

      2

      試驗室3

      18.00

      20±0.5

      50±10

      2

      2

      試驗室4

      10.00

      20±0.5

      50±10

      2

      2

      試驗室5

      60.00

      20±0.5

      50±10

      3

      8

      2.2空調係統設計冷負荷見表2

      空調係統

      1

      2

      3

      4

      5

      6

      7

      8

      冷負荷

      (kW)

      41.98

      45.91

      38.42

      48.81

      25.9

      26.33

      46.42

      37.72

      注:新風量按每人35m3/h計算。

      2.3空調係統設計送風量見表3

      空調係統

      1

      2

      3

      4

      5

      6

      7

      8

      送風量

      (m3/h)

      

      

      8600

      

      5600

      5600

      

      8600

      注:送風溫差的確定:室溫允許波動範圍±0.2℃,送風溫差取3℃;室溫允許波動範圍±0.5℃,送風溫差取5℃;室溫允許波動範圍±1~2℃,送風溫差取6~7℃。

      3空調係統的設計

      3.1空調機組的選擇

      原機房內空調機組全部取消,新設計采用R22製冷劑,直接蒸發式製冷係統。係統1~7選用七台廣東省吉榮空調設備公司生產的風冷恒溫恒濕空調機組;係統8選用一台廣東省吉榮牌風冷潔淨恒溫恒濕空調機組。機組性能參數詳見表4

      空調係統

      1

      2

      3

      4

      5

      6

      7

      8

      機組型號

      HF49N

      HF49N

      HF39N

      HF49N

      HF25N

      HF25N

      HF49N

      HJF39N

      名義製冷量(kW)

      49.6

      49.6

      39.4

      49.6

      25.0

      25.0

      49.6

      39.4

      名義製熱量(kW)

      24.0

      24.0

      18.0

      24.0

      12.0

      12.0

      24.0

      18.0

      風量

      (m3/h)

      

      

      8600

      

      5600

      5600

      

      8600

      機外餘壓

      (Pa)

      600

      650

      420

      650

      350

      350

      500

      450

      加濕

      (kg/h)

      8

      8

      8

      8

      4

      4

      8

      8

      溫控範圍及靈敏度(℃)

      18~21℃±1℃

      18~21℃±1℃

      18~21℃±1℃

      18~21℃±1℃

      18~21℃±1℃

      18~21℃±1℃

      18~21℃±1℃

      18~21℃±1℃

      濕控範圍及靈敏度(%RH)

      50~70

      ±5

      50~70

      ±5

      50~70±5

      50~70±5

      50~70

      ±5

      50~70±5

      50~70±5

      50~70±5

      3.2空調係統的設計

      風冷恒溫恒濕空調機組室內機設在機房內,室外機設在機房外綠化帶內。空調采用全空氣係統,設送風道、送風口和回風道、回風口。經空調機組處理後的空氣,通過送風道、送風口送至室內,經回風口、回風道回至機房。

      3.2.1係統1、係統2、係統4采用明裝風管,側上送上回的送風方式。送風口為鋁合金雙層百葉風口,回風口為鋁合金單層百葉風口。

      3.2.2係統3走廊吊頂內新設主送回風管道,原室內孔板送回風係統不變。

      3.2.3係統5、係統8原空調係統室內部分送風道送風口,回風道回風口不變,送回風主管道重新設置。

      3.2.4係統6新設送、回風主管道,原室內孔板送回風係統不變。

      3.2.5係統7電能基準室,原空調係統室內部分送風道送風口,回風道回風口不變,送回風主管道重新設置;高壓室新設風管,明裝側上送上回的送風方式。

      3.2.6係統風速的確定:本設計為低速風道係統,主風道風速8m/s,支風道風速4.5m/s;雙層百葉送風口風速2.35m/s,單層百葉回風口風速1.88m/s;孔板送風:孔口流速2.5m/s,工作區流速0.15m/s;消聲靜壓箱流速1.0m/s。

      3.3消聲減振

      3.3.1每台恒溫恒濕機組送風口處、回風口處設消聲靜壓箱,送、回風主管道上設微穿孔板消聲器,機組與風道采用帆布軟連接。

      3.3.2機房內恒溫恒濕機組設減振基礎。

      4空調係統的自動控製

      本設計為獨立的空調係統,機組控製程序為送風溫度控製,每個空調係統送風總管道上設一個總電加熱器,每個係統各房間支風管設末端微調電加熱器,根據房間溫度不同要求,分別選用調功器無級控製。8個空調係統36個受控房間,設8個總風管電加熱器和若幹個末端微調電加熱器,采用一個CPU315-2DP控製。

      為了節省投資,濕度按係統控製,每台空調機組回風口處設濕度傳感器,控製整個係統的濕度。

      為了保證係統的防火安全,每個空調係統送風管道上設壓差控製器,無風壓差,電加熱器則不能啟動。

      5本設計方案的特點

      5.1空調冷熱源采用廣東吉榮牌風冷恒溫恒濕空調機組,壓縮機采用進口全封閉壓縮機,加濕器采用電極式加濕器,機組設計緊湊,占地麵積小,采用數字式微處理器,控製精度高,可根據設定的溫濕度自動開停機,全自動控製,無需專人操作。

      5.2空調係統為獨立的係統,恒溫恒濕精度高,使用靈活、方便,具有顯著的節能效果。

      6對其他專業的要求

      本工程為改造項目,各個實驗室對室內溫度、濕度要求較高,故空調設備、送回風係統、自控係統應按設計規範和現場實際進行設計。

      為了減少外界氣候條件的幹擾,恒溫恒濕室在建築處理方麵,必須做一些特殊的處理,這不僅有利於保證恒溫恒濕的精度,而且對空調設備的投資運行費用方麵,也有著重要的意義。

      6.1維護結構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築物的底層和北麵,不宜有朝東、西、南的外牆及門窗,以減少太陽輻射熱。高精度的恒溫室不宜有外牆。

      6.4高精度的恒溫室不宜開窗,門應做成密閉保溫門,設門鬥。

      6.5室內保證正壓及室內溫度場的均勻。

      6.6如工藝允許盡可能將局部熱源設在室外或套間內。

      7空調係統的安裝及調試

      7.1空調係統的安裝

      7.1.1恒溫恒濕機組室內外機的安裝,機組的基礎要找平,水平允許偏差為0.2/100。

      7.1.2空調風管的製作及安裝,風管的保溫,應按設計圖紙和國家有關施工驗收規範施工,由於該工程為改造項目,部分房間室內管道、風口不變,所以施工時要考慮新設係統與老係統管道的合理連接。

      7.1.3機組室內外機製冷劑管道的安裝:壓縮機排氣管的水平管段應有不小於1/100的坡度坡向冷凝器,嚴禁U型彎。管道的焊接、試壓、試漏、排汙、試真空、保溫、加注製冷劑,應嚴格按施工規範及機器說明書要求進行。

      7.1.4空調風管采用30mm厚鋁箔超細玻璃棉板保溫,具有保溫、防火效果好的優點。

      7.2空調係統的調試

      7.2.1空調係統風量的調整,風量的調整按係統進行,從係統最末端的支幹管開始,調節每個支幹管上的對開多葉調節閥,使每個房間的風量達到設計的要求,調整房間送回風口葉片的角度,使房間的氣流組織均勻。

      7.2.2機組的調試設定參數見表5

      表5

      係統

      編號

      房間名稱及房號

      送風量

      (m3/h)

      設定溫度(℃)

      設定濕度(%RH)

      蒸發器出口溫度(℃)

      送風口

      溫度(℃)

      係統1

      工程技術部106

      1465

      20±1.0

      50±10

      9.9

      15

      工程技術部107

      2440

      20±1.0

      50±10

      交流電壓室108

      2635

      20±1.0

      50±10

      磁通量室109

      2391

      20±1.0

      50±10

      直流儀器室110(內)

      2560

      20±0.5

      50±10

      係統2

      電容室203內

      1160

      20±0.5

      50±10

      9.8

      15

      直流儀器室206(內)

      1130

      20±0.5

      50±10

      數字儀表室210

      2693

      20±1.0

      50±10

      交流阻抗室211(東)

      2603

      20±1.0

      50±10

      數字儀表室211(西)

      2693

      20±0.5

      50±10

      交流阻抗室212

      1220

      20±0.5

      50±10

      係統3

      長度基線室103

      8600

      20±0.5

      50±10

      9.7

      13

      係統4

      磁通基準室303

      1587

      20±1.0

      50±10

      9.7

      14

      電感室304

      1420

      20±1.0

      50±10

      交流電量室308

      789

      20±1.0

      50±10

      交流電量室309

      1475

      20±1.0

      50±10

      工程技術部310

      1292

      20±2.0

      50±10

      電磁測量室312

      959

      20±1.0

      50±10

      工程技術部318

      2010

      20±2.0

      50±10

      交流電量室319

      1980

      20±1.0

      50±10

      係統5

      輔助室1

      404

      20±1.0

      50±10

      9.9

      13

      輔助室2

      404

      20±1.0

      50±10

      控製室

      576

      20±0.5

      50±10

      電阻測量室

      1888

      20±0.5

      50±10

      電壓測量室

      1579

      20±0.5

      50±10

      輔助室

      749

      20±1.0

      50±10

      係統6

      電壓基準室

      2800

      20±0.2

      50±10

      9.7

      17

      電阻基準室

      2800

      20±0.2

      50±10

      係統7

      電能基準室121

      5600

      20±0.5

      50±10

      9.7

      15

      高壓室122

      4500

      20±1.0

      50±10

      係統8

      光頻控製室

      662

      20±1.0

      50±10

      9.7

      15

      試驗室1

      1058

      20±1.0

      50±10

      試驗室2

      1058

      20±0.5

      50±10

      試驗室3

      1191

      20±0.5

      50±10

      試驗室4

      662

      20±0.5

      50±10

      試驗室5

      3969

      20±0.5

      50±10

      7.3係統調試中出現的問題及解決方法

      7.3.1係統5(20±0.5℃)電壓實驗室溫度高於設計值。

      7.3.2係統6(20±0.2℃)北室溫度不均勻,達不到設計要求。

      7.3.3係統7、係統8送風量較大,送風口風速較高,噪聲較大。

      7.3.4經檢查分析以上係統出現問題的原因及解決方法:

      係統5電壓實驗室回風管道風閥未全開,回風口部分被設備擋住,回風不暢。將閥門全部打開,設備移開。室內溫度很快達到設計值。

      係統6電壓基準室、電阻基準室(20±0.2℃)二個房間內為原空調係統未變,房間內孔板送風,下部設三個回風口。北室室內有一台恒溫油槽,油槽是一個不穩定的發熱源,時開時停,故室內溫度不均勻。另外回風口布置的不均勻,僅在室內一麵牆的下部50%的長度處設3個回風口,並回風口部分被設備擋住,也是造成室內溫度不均勻的因素之一。如果要達到設計要求的精度(20±0.2℃),就必須將局部熱源移至室外,回風口均勻設置,回風暢通。

      由於是改造項目,室內風管仍利用原係統風管,與新係統機組送風管連接,由於新係統設計風量比原係統大,故係統7、係統8送風道、送口風速較高,噪聲較大。在二個係統中增設二台變頻器,根據係統實際調出最佳工況。

      7.4係統檢測結果

      7.4.1檢測依據:GB-2002《通風與空調工程施工及驗收規範》、設計施工圖。

      7.4.2檢測儀器:智能型溫度自記儀,測量範圍-40~85℃,準確度±0.3℃;HM34型數字式溫濕度儀,測量範圍0~90%RH,準確度±2%RH;便攜式數據采集儀,0~40℃,準確度±0.1℃。

      7.4.3檢測條件:各實驗室內設備均投入運行,空調係統連續運行24h以上,然後進行溫濕度測量;依據國家標準GB-2002的規定,20±0.5℃的房間在工作區布5個測點,連續采集8h以上的數據。20±0.2℃的房間在工作區布9個測點,連續采集24h以上的數據。

      7.4.4檢測結果:對20±0.5℃的房間,每隔10min采集各測點的數據,取平均值,連續采集8h;對20±0.2℃的房間,每隔10min采集各測點的數據,取平均值,連續采集24h,其檢測結果見表6.

      表6

      空調係統編號

      房間名稱

      麵積

      (㎡)

      溫度

      (℃)

      相對濕度

      (%RH)

      噪聲

      dB(A)

      係統1

      直流儀器室

      52.47

      19.80~20.50

      45.3~58.6

      42

      係統2

      電容室

      24.40

      19.50~19.70

      47.9~53.0

      48

      交流阻抗室

      23.77

      19.78~19.98

      44.6~50.9

      43.5

      數字儀表

      56.63

      19.79~19.90

      47.8~51.5

      48.5

      係統3

      長度基線室

      160.50

      19.90~20.10

      57.4~60.0

      43

      係統5

      電壓測量室

      32.76

      19.8~20.40

      46.6~48.9

      58.5

      電阻測量室

      27.39

      19.80~20.08

      40.5~48.0

      56

      係統6

      電阻基準室

      20.50

      19.8~20.10

      46.4~48.7

      56

      電壓基準室

      20.50

      19.70~20.00

      46.6~50.0

      48

      係統7

      電能基準室

      160.09

      19.95~20.20

      49.1~59.8

      54.5

      係統8

      試驗室3

      18.00

      19.55~20.25

      51.5~54.0

      50

      試驗室4

      10.00

      19.58~19.98

      50.4~52.3

      43

      試驗室5

      60.00

      20.02~20.20

      48.9~52.3

      51

      試驗室1

      16.00

      19.95~20.15

      49.9~54.4

      53

      試驗室2

      16.00

      19.40~20.00

      47.6~53.6

      39

      注:

      1、表6僅列出房間溫度為20±0.5℃及20±0.2℃的房間檢測結果,其他房間溫濕度經檢測均高於設計要求值,故未列出。

      2、以上為二次檢測的結果,第一次除係統6(20±0.2℃)及係統5電阻測量室(20±0.5℃)未達到標準,其他均達到恒溫恒濕精度的要求。經查找原因重新調試,第二次對係統6(20±0.2℃)及係統5電阻測量室(20±0.5℃)重新進行檢測合格。

      8結束語

      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、操作管理方便、節能等優點。在改造工程中,要根據實驗室的溫濕度精度要求合理劃分係統,盡可能將同精度要求的設在同一個係統。精度要求較高的房間,如20±0.2℃的房間和20±0.5℃的房間,應設獨立的空調係統。

      為了滿足室內恒溫恒濕精度的要求,恒溫恒濕空調房間的換氣次數,要比普通空調換氣次數大,根據經驗,±2℃的恒溫室,換氣次數約10次/h;±1℃的恒溫室,換氣次數10~15次/h;±0.5℃的恒溫室,換氣次數>15次/h;±0.2℃的恒溫室,換氣次數>30次/h。

      氣流組織設計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設計氣流組織,應考慮以下原則: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。±0.2℃及±0.5℃高精度的恒溫恒濕室,采用全孔板和局部孔板送風,下部均勻回風,效果較好。

      對±0.2℃及±0.5℃高精度的恒溫恒濕室,以及同一個空調係統幾個房間要求不同的溫度,采用恒溫恒濕空調機組時。係統設計需在風管末端設微調電加熱器,根據房間溫度不同要求,分別選用調功器無級控製。

      該恒溫恒濕實驗室經過一年多的實際運行,效果良好,達到了設計要求。

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