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        某煙草實(shí)驗(yàn)室恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

        2021-10-26 02:22:26高孟軍丁驍捷
        制冷與空調(diào) 2021年4期
        關(guān)鍵詞:要點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

        高孟軍 劉 霄 丁驍捷

        (云南省設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 昆明 650228)

        0 項(xiàng)目背景

        本建筑為一類高層,地上二十層,地下兩層,功能屬性為辦公樓?,F(xiàn)把一層辦公室改造為恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室,一層原始改造面積452m2,原始層高為5.1m,現(xiàn)擬建設(shè)成331.5m2的煙葉樣品觀摩室和31.1m2煙葉樣品制備室,中央控制室、空調(diào)機(jī)房。

        煙草實(shí)驗(yàn)室對室內(nèi)溫度和濕度的要求高,且室內(nèi)環(huán)境溫濕度對煙草實(shí)驗(yàn)室檢測設(shè)備及煙葉評析檢測結(jié)果的科學(xué)性會產(chǎn)生一定的影響,卷煙的吸阻、硬度、通風(fēng)率、以及主流煙氣等項(xiàng)目進(jìn)行檢測時(shí)須在溫濕度滿足測試試驗(yàn)的大氣條件下進(jìn)行,故確保恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室的溫、濕度要求及精度和溫、濕度的波動要求對試驗(yàn)的準(zhǔn)確性有很大的影響。其中在溫和地區(qū)滿足工藝要求的前提下,如何運(yùn)行節(jié)能、控制投資、合理化配置等方面進(jìn)行綜合分析。

        1 實(shí)驗(yàn)室的控制參數(shù)及氣候條件

        (1)室內(nèi)溫濕度及精度

        在《煙草實(shí)驗(yàn)室大氣環(huán)境檢定規(guī)程》JJG(煙草)21-2010中對煙草恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室有溫濕度及精度規(guī)定,結(jié)合規(guī)范要求和本實(shí)驗(yàn)室的要求確定本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

        表1 煙草恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)參數(shù)Table 1 Tobacco constant temperature and humidity laboratory design parameters

        (2)室外計(jì)算氣象參數(shù)

        工程所在位置:云南昆明,海拔:1892.4米。緯度:北緯25°01′,經(jīng)度:東經(jīng)102°41′。

        表2 室內(nèi)氣象參數(shù)Table 2 Indoor meteorological parameters

        (3)樣品觀摩室和樣品制備室送風(fēng)量及負(fù)荷的確定

        ①樣品觀摩室

        表3 K-1空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量及冷、熱量Table 3 K-1 air-conditioning system air volume and cold and heat

        圖1 冬季處理過程Fig.1 Winter treatment process

        圖2 夏季處理過程Fig.2 Summer treatment process

        ②樣品制備室

        表4 K-2空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量及冷、熱量Table 4 K-2 air-conditioning system air volume and cold and heat

        圖3 冬季處理過程Fig.3 Winter treatment process

        2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及設(shè)備選型

        2.1 空調(diào)冷熱源要點(diǎn)分析

        目前恒溫恒濕空調(diào)主機(jī)有風(fēng)冷模塊恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組、直膨式恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組,對兩種空調(diào)系統(tǒng)比較如表5所示。

        圖4 夏季處理過程Fig.4 Summer treatment process

        表5 風(fēng)冷模塊恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組、直膨式恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)比較Table 5 Comparison of air-conditioning systems of air-cooled module constant temperature and humidity air conditioning units and direct expansion constant temperature and humidity air conditioning units

        (1)鑒于四管制機(jī)組投資高于兩管制機(jī)組,根據(jù)昆明的氣候特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)室濕度控制范圍(相對溫度:50.0~80.0%)為高濕環(huán)境,除濕再熱量小,最終確定為兩管制風(fēng)冷式冷熱水機(jī)組。(2)由于煙葉樣品制備室面積?。▋H為31.1m2),樣品觀摩室面積大(331.5m2);且兩房間的使用頻率不同,房間負(fù)荷差距大,如果共用一套系統(tǒng)會造成使用不合理,故樣品制備室采用一套直膨式恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組。

        2.2 組合式空調(diào)機(jī)組加濕方式要點(diǎn)分析

        恒溫恒濕組合式空調(diào)機(jī)組段體有進(jìn)風(fēng)混合段,制冷段(制熱段)、再熱段、加濕段、風(fēng)機(jī)段。常用加濕方式有電極式,干蒸汽,高壓噴霧,濕膜氣化。根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn),人員密度大,換氣次數(shù)較高,由于新風(fēng)量大故加濕量較大,而且加濕的精度在±5.0%且波動范圍≤2.5%,選擇一個(gè)合適的加濕方式對方案設(shè)計(jì)有較大影響。對幾種加濕方式比較如表6所示。

        表6 幾種加濕方式比較Table 6 Comparison of several humidification methods

        鑒于本實(shí)驗(yàn)室的加濕精度要求較高,考慮到本項(xiàng)目沒有蒸汽源,綜合考慮后使用電極加濕(配套軟化水裝置)可滿足加濕精度的要求,且控制簡單方便。

        2.3 氣流組織的要點(diǎn)分析

        考慮到該實(shí)驗(yàn)室為改造項(xiàng)目,為保證氣流組織的均勻性,送風(fēng)形式為上送風(fēng),下側(cè)回風(fēng)的形式。其中上送風(fēng)的方式有散流器送風(fēng)和孔板送風(fēng)。對兩種送風(fēng)形式比較如表7所示。

        表7 散流器送風(fēng)和孔板送風(fēng)比較Table 7 Comparison of diffuser air supply and orifice plate air supply

        鑒于本項(xiàng)目為改造項(xiàng)目,二層下來的排水管及其他管線較多,吊頂空間圍合形成送風(fēng)靜壓箱后,大量裸露的金屬件需要保溫,施工安裝困難且投資較高。同時(shí)送風(fēng)孔板需要直接設(shè)置在人員工作區(qū)正上方,與吊頂上部的燈具布置有一定的沖突;綜上所述使用傳統(tǒng)的散流器送風(fēng)方式。

        2.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)分析

        根據(jù)《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50019-2015的要求,工藝性空氣調(diào)節(jié)區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大傳熱系數(shù)K[W/(m2·℃)]限值需滿足表8要求。

        表8 工藝性空氣調(diào)節(jié)區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)最大傳熱系數(shù)Table 8 The maximum heat transfer coefficient of the envelope structure of the process air conditioning zone

        墻體材料為200mm厚蒸壓加氣混凝土砌塊墻+75mm厚巖棉保溫,熱工計(jì)算如圖5所示。傳熱系數(shù)K=0.371(W/m2·K),熱惰性D=4.812。

        圖5 熱工計(jì)算圖Fig.5 Thermal calculation diagram

        頂棚材料為40mm酚醛保溫板,熱工計(jì)算如圖6所示。傳熱系數(shù)K=0.712(W/m2·K);熱惰性D=2.252。

        圖6 熱工計(jì)算圖Fig.6 Thermal calculation diagram

        通過對墻體和頂棚增加保溫材料后,使圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)滿足規(guī)范要求,在后期使用中對溫度的調(diào)控增加了保障。

        2.5 消聲減震的要點(diǎn)分析

        該實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)主機(jī)、組合式空調(diào)機(jī)組(落地安裝)、水泵等會產(chǎn)生震動的設(shè)備均增加混泥土基礎(chǔ)和減震器,吊頂?shù)目照{(diào)機(jī)組增加彈簧減震器,風(fēng)機(jī)采用噪音小的電機(jī)??照{(diào)機(jī)房墻壁敷設(shè)吸音棉,防止噪音傳入室內(nèi)。風(fēng)管出機(jī)房位置增加消聲器(減少5~8分貝噪音)。

        2.6日常維護(hù)與管理的要點(diǎn)分析

        該恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室使用頻率成周期性波動,新風(fēng)入口處安裝電控調(diào)節(jié)閥,避免冬季機(jī)組未使用時(shí)冷空氣進(jìn)入機(jī)組凍壞設(shè)備。吊頂式空調(diào)機(jī)組預(yù)留空調(diào)檢修口,方便平時(shí)維護(hù)檢修。吊頂式空調(diào)機(jī)組制冷盤管段下方設(shè)置不銹鋼集水盤,避免設(shè)備漏水對實(shí)驗(yàn)室設(shè)備造成破壞。

        3 結(jié)束語

        綜上所述,在恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)時(shí),首先需明確室內(nèi)溫濕度要求及波動范圍,其次選擇合適的空調(diào)主機(jī)、空氣加濕方式和氣流組織方式,還需考慮實(shí)驗(yàn)室圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)及設(shè)備和風(fēng)管的消聲減震處理方式,以后日常維護(hù)檢修的空間。在設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮各個(gè)方面的因素,選擇一個(gè)合理經(jīng)濟(jì)的方案,使設(shè)計(jì)結(jié)果更加合理全面。

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