恒温恒湿空调改造工程设计方案

某实验楼恒温恒湿空调改造工程设计、安装及调试摘要： 本文介绍了某实验楼，恒温恒湿空调改造工程的设计、安装及调试。空调设备采用风冷 恒温恒湿空调机组，共分八个独立的空调系统。总结了该工程从设计、安装到调试，全过程的 一些具体做法和体会。关键词： 恒温恒湿空调 全空气系统 电极加湿器 自动控制1 概述该工程为实验楼恒温恒湿空调改造工程，共三层，空调面积约1340m2。原设 空调系统，部分采用集中空调的方式,部分采用水冷柜式空调机的空调方式。系统 经过多年运行，设备老化,系统陈旧,分区不合理，已不能适应当前工作的需要,为 此有必要对现有系统进行技术改造,为计量实验提供必需的恒温恒湿工作环境。2 空调设计参数、条件及空调冷负荷2.1 设计参数夏季室外计算干球温度33.2C，湿球温度26.4C冬季室外计算干球温度-12C，相对湿度45%室内温度、湿度的要求见表1 根据现场观测和对原系统的分析，根据业主提出的工作需要,将实验楼改造为八个 恒温恒湿空调系统，其条件、参数如表 1：系统编号房间名称及房号面积(m2)温度(C)湿度(%RH)工作人数仪器发热功率（kW）系统1工程技术部10630.00201.0501023工程技术部10750.00201.0501033交流电压室10854.00201.0501033磁通量室10949.00201.0501033直流仪器室110 （内）52.47200.5501045系统2电容室203 （内）24.40200.5501022直流仪器室206（内）23.77200.5501033数字仪表室21056.63201.0501022交流阻抗室211（东）54.76201.0501053数字仪表至211（西）56.63200.5501022交流阻抗室21225.65200.5501022系统3长度基线室103160.50200.5501065系统4磁通基准室30344.70201.0501011电感室30440.00201.0501022父流电量室30822.21201.0501012父流电量室30941.53201.0501032工程技术部31036.38202.0501021.5电磁测量室31227.00201.0501021工程技术部31856.63202.0501032父流电量室31955.78201.0501032系统5辅助室17.00201.05010辅助室27.00201.05010控制室10.00200.5501020.5电阻测量室32.76200.5501035电压测量室27.39200.5501025辅助室13.00201.05010系统6电压基准室20.50200.2501025电阳基准室20.50200.2501025系统7电能基准室12160.09200.5501058高压室 12250.00201.0501045系统8(50万级)光频控制室10.00201.0501021实验室116.00201.0501022实验室216.00200.5501022实验室318.00200.5501022实验室410.00200.5501022实验室560.00200.55010382.2空调系统设计冷负荷见表2空调系统12345678冷负荷(kW)41.9845.9138.4248.8125.926.3346.4237.72注：新风量按每人 35m3/h 计算。2.3空调系统设计送风量见表3空调系统12345678送风量(m3/h)114911027986001151256005600101008600注：送风温差的确定：室温允许波动范围土 0.2C，送风温差取3C;室温允许波 动范围土 0.5C，送风温差取5C;室温允许波动范围1 2C，送风温差取6 7CO3 空调系统的设计3.1 空调机组的选择原机房内空调机组全部取消，新设计采用R22制冷剂，直接蒸发式制冷系统。系 统17选用七台广东省吉荣空调设备公司生产的风冷恒温恒湿空调机组；系统8 选用一台广东省吉荣牌风冷洁净恒温恒湿空调机组。机组性能参数详见表4空调系统12345678机组型号HF49NHF49NHF39NHF49NHF25NHF25NHF49N町 F39N名义制冷 量(KW)49.649.639.449.625.025.049.639.4名义制热 量(kW)24.024.018.024.012.012.024.018.0风量(m3/h)115001150086001150056005600115008600机外余压(Pa)600650420650350350500450加湿量(kg/h)88884488温控范围1818181818181818及灵敏度 (C)21C + 1C21C1C21C1C21C1C21C1C21C1C21C1C21C1C湿控范围 及灵敏度 (%RH)50705507055070550705507055070550705507053.2 空调系统的设计风冷恒温恒湿空调机组室内机设在机房内，室外机设在机房外绿化带内。空调采用全空气系统，设送风道、送风口和回风道、回风口。经空调机组处理后的空 气，通过送风道、送风口送至室内，经回风口、回风道回至机房。3.2.1 系统 1、系统 2、系统 4 采用明装风管，侧上送上回的送风方式。送风口为 铝合金双层百叶风口，回风口为铝合金单层百叶风口。3.2.2 系统3走廊吊顶内新设主送回风管道，原室内孔板送回风系统不变。3.2.3 系统5、系统8原空调系统室内部分送风道送风口，回风道回风口不变，送 回风主管道重新设置。3.2.4 系统6新设送、回风主管道，原室内孔板送回风系统不变。3.2.5 系统 7 电能基准室，原空调系统室内部分送风道送风口,回风道回风口不 变，送回风主管道重新设置；高压室新设风管，明装侧上送上回的送风方式。3.2.6系统风速的确定：本设计为低速风道系统，主风道风速8m/s,支风道风速4. 5m/s；双层百叶送风口风速2.35m/s，单层百叶回风口风速1.88m/s；孔板送风： 孔口流速2.5m/s,工作区流速0.15m/s；消声静压箱流速1.0m/s。3.3 消声减振3.3.1 每台恒温恒湿机组送风口处、回风口处设消声静压箱，送、回风主管道上设 微穿孔板消声器，机组与风道采用帆布软连接。3.3.2 机房内恒温恒湿机组设减振基础。4 空调系统的自动控制本设计为独立的空调系统，机组控制程序为送风温度控制，每个空调系统送风 总管道上设一个总电加热器，每个系统各房间支风管设末端微调电加热器，根据房 间温度不同要求，分别选用调功器无级控制。 8个空调系统36个受控房间，设8 个总风管电加热器和若干个末端微调电加热器，采用一个CPU315-2DP控制。为了节省投资，湿度按系统控制，每台空调机组回风口处设湿度传感器，控制 整个系统的湿度。为了保证系统的防火安全，每个空调系统送风管道上设压差控制器，无风压 差，电加热器则不能启动。5 本设计方案的特点5.1 空调冷热源采用广东吉荣牌风冷恒温恒湿空调机组,压缩机采用进口全封闭压 缩机，加湿器采用电极式加湿器,机组设计紧凑,占地面积小,采用数字式微处理器, 控制精度高,可根据设定的温湿度自动开停机，全自动控制，无需专人操作。5.2 空调系统为独立的系统，恒温恒湿精度高，使用灵活、方便，具有显著的节能 效果。6 对其他专业的要求本工程为改造工程，各个实验室对室内温度、湿度要求较高，故空调设备、送 回风系统、自控系统应按设计规范和现场实际进行设计。为了减少外界气候条件的干扰，恒温恒湿室在建筑处理方面，必须做一些特殊 的处理，这不仅有利于保证恒温恒湿的精度，而且对空调设备的投资运行费用方 面，也有着重要的意义。6.1 维护结构的热惰性及隔汽防潮。6.2高精度（200.2C、200.5C ）的房间外围最好有低精度的恒温室作套间。6.3 尽可能将恒温恒湿室布置在建筑物的底层和北面，不宜有朝东、西、南的外墙 及门窗，以减少太阳辐射热。高精度的恒温室不宜有外墙。6.4 高精度的恒温室不宜开窗，门应做成密闭保温门，设门斗。6.5 室内保证正压及室内温度场的均匀。6.6 如工艺允许尽可能将局部热源设在室外或套间内。7 空调系统的安装及调试7.1 空调系统的安装7.1.1 恒温恒湿机组室内外机的安装，机组的基础要找平，水平允许偏差为0.2/100。7.1.2 空调风管的制作及安装，风管的保温，应按设计图纸和国家有关施工验收规 范施工，由于该工程为改造工程，部分房间室内管道、风口不变，所以施工时要考 虑新设系统与老系统管道的合理连接。7.1.3 机组室内外机制冷剂管道的安装：压缩机排气管的水平管段应有不小于1/1 00的坡度坡向冷凝器，严禁U型弯。管道的焊接、试压、试漏、排污、试真空、 保温、加注制冷剂，应严格按施工规范及机器说明书要求进行。7.1.4 空调风管采用 30mm 厚铝箔超细玻璃棉板保温，具有保温、防火效果好的优 点。7.2 空调系统的调试7.2.1 空调系统风量的调整，风量的调整按系统进行，从系统最末端的支干管开 始，调节每个支干管上的对开多叶调节阀，使每个房间的风量达到设计的要求，调 整房间送回风口叶片的角度，使房间的气流组织均匀。7.2.2 机组的调试设定参数见表 5系统编号房间名称及房号送风量（m3/h）设定温度 （C）设定湿度 （%RH）蒸发器出口 温度（C）送风口温度（C）系统1工程技术部1061465201.050109.915工程技术部1072440201.05010交流电压室1082635201.05010磁通量室1092391201.05010直流仪器室110（内）2560200.55010系统2电容室203内1160200.550109.815直流仪器室206（内）1130200.55010数字仪表室2102693201.05010交流阻抗室211（东）2603201.05010数字仪表至211（西）2693200.55010交流阻抗室2121220200.55010系统3长度基线室1038600200.550109.713系统4磁通基准室3031587201.050109.714电感室3041420201.05010交流电量至308789201.05010交流电量至3091475201.05010工程技术部3101292202.05010电磁测量室312959201.05010工程技术部3182010202.05010交流电量至3191980201.05010系统5辅助室1404201.050109.913辅助室2404201.05010控制室576200.55010电阻测量室J1888200.55010电压测量室J1579200.55010辅助室749201.05010系统6电压基准室|2800200.250109.717电阻基准室J2800200.25010系统7电能基准室1215600200.550109.715高压至1224500201.05010系统8光频控制室662201.050109.715实骑至11058201.05010实骑至21058200.55010实骑至31191200.55010实骑至4662200.55010实骑至53969200.550107.3系统调试中出现的问题及解决方法 7.3.1系统5 (200.5C )电压实验室温度高于设计值。7.3.2系统6 (200.2C )北室温度不均匀，达不到设计要求。7.3.3 系统7、系统8送风量较大，送风口风速较高，噪声较大。7.3.4 经检查分析以上系统出现问题的原因及解决方法：系统5电压实验室回风管道风阀未全开，回风口部分被设备挡住，回风不畅。 将阀门全部打开，设备移开。室内温度很快达到设计值。系统6电压基准室、电阻基准室(200.2C)二个房间内为原空调系统未 变，房间内孔板送风，下部设三个回风口。北室室内有一台恒温油槽，油槽是一个 不稳定的发热源，时开时停，故室内温度不均匀。另外回风口布置的不均匀，仅在 室内一面墙的下部50%的长度处设3个回风口，并回风口部分被设备挡住，也是造 成室内温度不均匀的因素之一。如果要达到设计要求的精度(200.2C)，就必 须将局部热源移至室外，回风口均匀设置，回风畅通。由于是改造工程，室内风管仍利用原系统风管，与新系统机组送风管连接，由 于新系统设计风量比原系统大，故系统7、系统8送风道、送口风速较高，噪声较 大。在二个系统中增设二台变频器，根据系统实际调出最佳工况。7.4系统检测结果7.4.1检测依据：GB50243 2002通风与空调工程施工及验收规范、设计施工 图。7.4.2检测仪器：智能型温度自记仪，测量范围一4085C，准确度0.3C； HM3 4型数字式温湿度仪，测量范围090%RH，准确度2%RH；便携式数据采集仪，040C，准确度0.1C。7.4.3检测条件：各实验室内设备均投入运行，空调系统连续运行24h以上，然后 进行温湿度测量；依据国家标准GB50243 2002的规定，200.5C的房间在工作 区布5个测点，连续采集8h以上的数据200.2C的房间在工作区布9个测点， 连续采集24h以上的数据。7.4.4检测结果：对200.5C的房间，每隔10min采集各测点的数据，取平均 值，连续采集8h；对200.2C的房间，每隔10min采集各测点的数据，取平均 值，连续采集24h，其检测结果见表6.表6空调系统编 号房间名称面积(疋)温度(C)相对湿度(%RH)噪声dB(A)系统1直流仪器室52.4719.8 020.5045.3 58.642系统2电容室24.4019.5 019.7047.9 53.048交流阻抗室23.7719.78 19.9844.6 50.943.5数字仪表56.6319.7 919.9047.8 51.548.5系统3长度基线室160.5019.90 20.1057.4 60.043系统5电压测量室32.7619.8 20.4046.6 48.958.5电阻测量室27.3919.8 020.0840.5 48.056系统6电阻基准室20.5019.8 20.1046.4 48.756电压基准室20.5019.7 020.0046.6 50.048系统7电能基准室160.0919.95 20.2049.1 59.854.5系统8实骑室3 18.0019.55 20.2551.5 54.050实骑室4 10.0019.58 19.9850.4 52.343实骑室5 60.0020.02 20.2048.9 52.351实骑室1 16.0019.95 20.1549.9 54.453实骑室2 16.0019.4 020.0047.6 53.639注：1、表6仅列出房间温度为200.5C及200.2C的房间检测结果，其他房间温湿 度经检测均高于设计要求值，故未列出。2、以上为二次检测的结果，第一次除系统6 (200.2C )及系统5电阻测量室 (200.5C )未达到标准，其他均达到恒温恒湿精度的要求。经查找原因重新调试，第二次对系统6 (200.2C )及系统5电阻测量室(200.5C )重新进行检 测合格。8 结束语恒温恒湿实验室，采用直接蒸发式独立的恒温恒湿空调系统，具有系统简单、 便于调节、操作管理方便、节能等优点。在改造工程中，要根据实验室的温湿度精 度要求合理划分系统，尽可能将同精度要求的设在同一个系统。精度要求较高的房 间，如200.2C的房间和200.5C的房间，应设独立的空调系统。为了满足室内恒温恒湿精度的要求，恒温恒湿空调房间的换气次数，要比普通 空调换气次数大，根据经验，2C的恒温室，换气次数约10次/h。1C的恒温 室，换气次数1015次/h。0.5C的恒温室，换气次数15次/h；0.2C的恒温室，换气次数30次/h。气流组织设计也是影响恒温室精度的主要因素之一，在高精度的恒温恒湿室内 设计气流组织，应考虑以下原则：合理的气流组织流程，充分发挥送风气流的冷却 或加热作用；建立一个稳定均匀的温度场，以保证在气流到达工作区时，其平均温 度与工作区的温度差不超过允许的温度波动值；气流到达工作区时，其流动速度在 0.25m/s左右。0.2C及0.5C高精度的恒温恒湿室，采用全孔板和局部孔板送 风，下部均匀回风，效果较好。对0.2C及0.5C高精度的恒温恒湿室，以及同一个空调系统几个房间要求 不同的温度，采用恒温恒湿空调机组时。系统设计需在风管末端设微调电加热器， 根据房间温度不同要求，分别选用调功器无级控制。该恒温恒湿实验室经过一年多的实际运行，效果良好，达到了设计要求。