魏艷　曲寶涵　郝雙紅

【摘要】本文詳述了基于農(nóng)學(xué)類的智能人工氣候室建設(shè)的基本作用以及詳細(xì)參數(shù)，為此類實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】人工氣候室 生測(cè) 農(nóng)學(xué)類

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）02-0256-01

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工氣候室在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空航天和宇宙開發(fā)等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。作為一個(gè)和農(nóng)業(yè)發(fā)展息息相關(guān)的單位，我們每年有大量的生物測(cè)定要做，涉及植物、真菌、昆蟲等。一般的氣候培養(yǎng)箱已無(wú)法滿足我們的需求，所以建設(shè)一個(gè)具有光照、加濕功能的高精度冷熱恒溫恒濕設(shè)備，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要分時(shí)段設(shè)定不同的溫度、濕度和光照度的智能人工氣候室，提供理想的人工氣候?qū)嶒?yàn)環(huán)境，保證室內(nèi)生測(cè)的進(jìn)行勢(shì)在必行。這個(gè)氣候室的建設(shè)將會(huì)加快我們的科研步伐，對(duì)于農(nóng)藥學(xué)科的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。

人工氣候室按結(jié)構(gòu)類型的不同，可分為陽(yáng)光型、高照度、培養(yǎng)架等三種。作為農(nóng)藥學(xué)科我們主要需要的是培養(yǎng)架型人工氣候室。其特點(diǎn)是通過培養(yǎng)架的立體結(jié)構(gòu)，可提高氣候室的空間利用率。其典型用途是適宜于培養(yǎng)植物苗類，也可用于組織培養(yǎng)，還可進(jìn)行一些昆蟲的養(yǎng)殖，為最終進(jìn)行農(nóng)藥活性測(cè)定提供實(shí)驗(yàn)材料和場(chǎng)地。在此目的和考量下，我們?cè)O(shè)計(jì)了農(nóng)學(xué)類智能人工氣候室。

一、項(xiàng)目概況

本建設(shè)項(xiàng)目位于山東青島，主要內(nèi)容包括：人工氣候室的平面布局、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、空調(diào)系統(tǒng)、植物生長(zhǎng)光源及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)、設(shè)備安裝及調(diào)試、人員培訓(xùn)及其他相關(guān)的技術(shù)服務(wù)。

本設(shè)計(jì)為適用于進(jìn)行不同農(nóng)藥活性測(cè)定的、能模擬自然界氣候條件（溫度、濕度、照度）的人工氣候室，質(zhì)量達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，可以滿足不同植物和實(shí)驗(yàn)材料的研究要求。

二、項(xiàng)目設(shè)計(jì)依據(jù)

符合國(guó)家及行業(yè)的有關(guān)法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、條例、規(guī)定以及使用單位提出的建設(shè)要求。

三、環(huán)境要求

1.設(shè)計(jì)時(shí)所需的外界環(huán)境參數(shù)：

設(shè)計(jì)的人工氣候室性能及配備的設(shè)備滿足在山東青島自然環(huán)境（溫度、濕度、光照等氣象條件）下能夠正常運(yùn)行，耐受不良?xì)庀髼l件的能力強(qiáng)。

2.場(chǎng)地面積（以現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)為準(zhǔn)）：35平方。

四、技術(shù)參數(shù)

培養(yǎng)室一共分為八個(gè)。一號(hào)培養(yǎng)室主要用于溫度控制范圍：5℃～40℃，溫度均勻度：≤±1.0℃，濕度控制范圍：50～85%RH，濕度控制精度：≤±7%RH（25至40℃時(shí)，工作區(qū)內(nèi)）；光照度控制，光照強(qiáng)度：0～3000Lux（燈下100mm處）；新風(fēng)換氣，新風(fēng)換氣量：200m3/小時(shí)，可任意設(shè)定換氣時(shí)間及換氣次數(shù)。

二號(hào)和三號(hào)培養(yǎng)室溫度控制范圍：20℃～40℃，溫度均勻度：≤±1.0℃，濕度控制范圍：50～85%RH，濕度控制精度：≤±7%RH（25至40℃時(shí)，工作區(qū)內(nèi)）；光照強(qiáng)度：0～8000Lux（燈下 100mm處）；新風(fēng)換氣量：200m3/小時(shí)，可任意設(shè)定換氣時(shí)間及換氣次數(shù)。

四號(hào)和五號(hào)號(hào)培養(yǎng)室溫度控制范圍：5℃～40℃，溫度均勻度：≤±1.0℃，濕度控制范圍：50～85%RH，濕度控制精度：≤±7%RH（25至40℃時(shí)，工作區(qū)內(nèi)）；光照強(qiáng)度：0～3000Lux（燈下 100mm處），強(qiáng)光光照強(qiáng)度：0～80000Lux（中間區(qū)域?yàn)閺?qiáng)光區(qū)）；新風(fēng)換氣量：200m3/小時(shí)，可任意設(shè)定換氣時(shí)間及換氣次數(shù)。

七號(hào)和八號(hào)培養(yǎng)室溫度控制范圍：0℃～40℃，溫度均勻度：≤±1.0℃，濕度控制范圍：50～85%RH，濕度控制精度：≤±7%RH（25至40℃時(shí)，工作區(qū)內(nèi)）；光照強(qiáng)度：0～8000Lux（燈下100mm處）；新風(fēng)換氣量：200m3/小時(shí)，可任意設(shè)定換氣時(shí)間及換氣次數(shù)。

五、設(shè)備配備要求

（1）氣候室保溫維護(hù)系統(tǒng) 主體材料為：聚氨酯夾芯板，密封膠及鋁合金連接件等五金配件。聚氨酯夾芯板：保溫板厚為 H=50mm，雙面彩鋼，鋼板厚度δ=0.5，大于40千克雙面覆膜，泡沫導(dǎo)熱系數(shù)≤0.024w/（M-K）；吸水率≤4%（v/v）；減少導(dǎo)熱損失，維持室內(nèi)溫度穩(wěn)定；有良好的氣密性，防止室外水蒸氣分子的滲透，維持室內(nèi)穩(wěn)定。

氣候室門：門采用冷庫(kù)專用保溫門，開關(guān)靈活、無(wú)變形，密封良好。門裝有安全脫鎖裝置，人工氣候室內(nèi)外均能開啟，門上裝有雙層中空鋼化玻璃觀察窗。

庫(kù)體內(nèi)部地面鋪設(shè)2mmPVC塑膠地板，直角處采用鋁型材圓弧過渡，圓弧鋁采用厚度為1.2mm的噴塑鋁合金型，無(wú)死角，易清潔除菌，處理后的接縫使用優(yōu)質(zhì)環(huán)保玻璃膠密封處理，整個(gè)人工氣候室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)按潔凈室GMP國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)施工。

（2）制冷系統(tǒng) 制冷系統(tǒng)選用全封閉渦旋壓縮機(jī)及高效低噪音吊頂冷風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)安裝在室外，冷風(fēng)機(jī)采用暗藏式安裝，通過風(fēng)道將冷量均勻的送入室內(nèi)，美觀大方不占用室內(nèi)空間。

（3）加熱系統(tǒng)及加除濕系統(tǒng) 加熱系統(tǒng)采用PTC陶瓷芯加熱器，升溫速度快，零氧耗，不影響室內(nèi)濕度。人工氣候室采用超聲波加濕器，專業(yè)高效管道式除濕機(jī)進(jìn)行除濕，除濕效果好，不占用室內(nèi)空間。

（4）換新風(fēng)系統(tǒng) 新風(fēng)換氣機(jī)是一種新型的通風(fēng)換氣設(shè)備，它采用雙向換氣，把室外新鮮空氣（新風(fēng)）送入室內(nèi)的同時(shí)，也把室內(nèi)污濁空氣（舊風(fēng)）排向室外。送入室內(nèi)的新風(fēng)經(jīng)空氣過濾器過濾，保障了室內(nèi)空氣的潔凈。此外，由于冬季和夏季室內(nèi)外存在較大溫差，為了不因雙向換氣而造成室內(nèi)溫度有較大的波動(dòng)，新風(fēng)換氣機(jī)內(nèi)設(shè)置了熱交換器，令舊風(fēng)和新風(fēng)交換溫度，達(dá)到既通風(fēng)換氣又維持室內(nèi)溫度穩(wěn)定的效果。

新風(fēng)換氣機(jī)采用全送新風(fēng)、全排舊風(fēng)的工作方式，不會(huì)造成交叉污染。并且選用了低噪聲風(fēng)機(jī)，進(jìn)行消聲處理，可足以保障人工氣候室內(nèi)的安靜。新風(fēng)換氣系統(tǒng)采用節(jié)能型新風(fēng)換氣機(jī)，具有熱交換功能，保證溫度的穩(wěn)定。

（5）室內(nèi)氣流循環(huán)系統(tǒng) 采用合理的氣流循環(huán)方式，保證室內(nèi)溫濕度的均勻。

（6）照明和殺菌系統(tǒng) 室內(nèi)均配備照明燈和紫外線殺菌燈，并配備備用插座等。

（7）光源配備 氣候室光源采用飛利浦 T5燈作為補(bǔ)光光源；光照均勻，光照強(qiáng)度可分級(jí)控制，可按設(shè)定的程序打開和關(guān)閉，控制的最小間隔為1分鐘，24小時(shí)循環(huán)。

（8）培養(yǎng)架配備 氣候室培養(yǎng)架（苗床）為單層立柱式結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為304不銹鋼。

（9）智能控制系統(tǒng) 人工氣候室為一個(gè)獨(dú)立單元系統(tǒng)，即在門外設(shè)置獨(dú)立的配電智能控制系統(tǒng)，設(shè)置觸摸屏顯示器作為人-機(jī)界面，所有的參數(shù)顯示和每間設(shè)定均可在觸摸顯示器上進(jìn)行?？刂破骺蓪?shí)現(xiàn)自動(dòng)/手動(dòng)雙向無(wú)擾動(dòng)切換，可隨時(shí)進(jìn)行參數(shù)的修正或設(shè)置，實(shí)時(shí)顯示人工氣候室設(shè)備狀態(tài)和測(cè)試的數(shù)據(jù)；所有單元系統(tǒng)可由一臺(tái)管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中管理；所有的操作均在計(jì)算機(jī)屏幕上按菜單提示進(jìn)行，操作使用極其方便。系統(tǒng)不設(shè)外露的按鍵開關(guān)，適應(yīng)人工氣候室高濕環(huán)境的安全防水要求。能模擬自然界氣候條件的變化，按設(shè)定的程序?qū)貪穸?、光照等進(jìn)行有規(guī)律的控制，可限時(shí)或無(wú)限循環(huán)運(yùn)行。為了保證歷史數(shù)據(jù)安全性，具有歷史數(shù)據(jù)儲(chǔ)存功能（USB5年以上）和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理軟件通訊接口，同時(shí)能通過USB接口將歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出。具有短信報(bào)警功能，網(wǎng)絡(luò)管理功能；采用網(wǎng)絡(luò)化的分層管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與在人工氣候室單元控制計(jì)算機(jī)上相同的功能，并可接入局域網(wǎng)和Internet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理。

（10）整套培養(yǎng)室的設(shè)計(jì) 在滿足使用要求的前提下，具有相應(yīng)的節(jié)能措施，最大限度地減少其運(yùn)行費(fèi)用。