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【干貨】恒溫恒濕實驗室如何設(shè)計方案

更新時間:2023-02-15      瀏覽次數(shù):606

【干貨】恒溫恒濕實驗室如何設(shè)計方案

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用設(shè)備和技術(shù)方法,使其室內(nèi)溫濕度符合某一調(diào)濕和試驗用標(biāo)準大氣的要求。恒溫恒濕實驗室是生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗與商品質(zhì)量檢驗把關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施。恒溫恒濕實驗室廣泛應(yīng)用于棉紡、毛紡、化纖、紙張、包裝、煙草生產(chǎn)企業(yè)以及質(zhì)檢、纖檢等部門,按照ISO和GB有關(guān)標(biāo)準規(guī)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(biāo)準大氣條件下進行。紡織品和紡織原料檢驗的標(biāo)準大氣按ISO139和GB6529標(biāo)準規(guī)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(biāo)準大氣按照ISO187和GB10739標(biāo)準規(guī)定,溫度23±1℃,相對濕度50%±2%。除了常規(guī)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、相對濕度要求小于40%RH低濕、相對濕度高于80%RH的高濕等特殊要求的恒溫恒濕實驗室。



二、方案的設(shè)計要點



實驗室的整體規(guī)劃,涉及范圍極廣,要考慮到以下要求:需建筑、水電、空調(diào)、實驗室使用者等各項專業(yè)技術(shù)人員共同參與規(guī)劃。


1、設(shè)計目的:


為實驗室設(shè)備創(chuàng)造一個既能確保其穩(wěn)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(shè)計:
全面考慮各專業(yè)之間的關(guān)系,進行嚴格的協(xié)調(diào),做到不錯,不漏,不碰。
3、具體設(shè)計:


采用技術(shù),選用既*,性能價格比又合理的環(huán)保設(shè)備和材料,融入人性化的設(shè)計理念。


恒溫恒濕實驗室總體設(shè)計規(guī)劃要點:
(1)溫濕度控制范圍;
(2)溫濕度控制精度;
(3)潔凈度要求;
(4)照度要求;
(5)設(shè)備的熱濕量范圍;
(6)空調(diào)送回風(fēng)方式;
(7)空壓之平衡措施;
(8)引入新風(fēng)的必要性;
(9)系統(tǒng)排氣的必要性;
(10)保溫隔熱的措施;
(11)設(shè)施與動力的配置;
(12)靜電、振動及噪音;
(13)設(shè)備空間與空調(diào)間;
(14)進出通道及更衣緩沖區(qū)的布置;
(15)足夠的維護保養(yǎng)空間;
(16)室內(nèi)凈高與樓板載重;
(17)公害、污染與防災(zāi);
(18)安裝及運轉(zhuǎn)成本的衡量;
(19)美觀性要求;
(20)安裝成本與工期控制;
(21)運轉(zhuǎn)成本;
(22)維護性與彈性等因數(shù)。

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(fā)式獨立的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng),具有系統(tǒng)簡單、便于調(diào)節(jié)、操作方便、節(jié)能等優(yōu)點。在工程設(shè)計中,要根據(jù)實驗室的溫濕度精度要求合理選擇系統(tǒng),盡可能把房間的負荷計算詳細并選取匹配的恒溫恒濕機組。
2、為了滿足室內(nèi)恒溫恒濕精度的要求,恒溫恒濕空調(diào)房間的換氣次數(shù)大,根據(jù)經(jīng)驗,±2℃的恒溫室,換氣次數(shù)約10~15次/h;±1℃的恒溫室,換氣次數(shù)約15~20次/h;±0.5℃的恒溫室,換氣次數(shù)約>20次/h;±0.2℃的恒溫室,換氣次數(shù)約>30次/h;
3、氣流組織設(shè)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(nèi)設(shè)計氣流組織應(yīng)考慮一下原則:合理的氣流組織流程,充分發(fā)揮送風(fēng)氣流的冷卻或加熱作用;建立一個穩(wěn)定均勻的溫度場,以保證在氣流到達工作區(qū)時,其平均溫度與工作區(qū)的溫度差不超過允許的溫度波動值;氣流到達工作區(qū)時,其流動速度在0.25m/s左右。±2℃及±1℃高精度的恒溫恒濕實驗室,采用全孔板和局部孔板送風(fēng),下部均勻回風(fēng),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(guān)鍵的;保溫密閉性良好的實驗室具有節(jié)約能量、提高溫濕度精度、降低運行費用等優(yōu)點。

四、恒溫恒濕實驗室組成部分



高精密恒溫恒濕實驗室系統(tǒng)主要應(yīng)用于紡織品檢測系統(tǒng)、紙張檢測、計量標(biāo)定、涂料檢測、包裝檢測、精密加工、三坐標(biāo)檢測、科研機構(gòu)等。隨著對質(zhì)量控制的要求越來越嚴格,恒溫恒濕環(huán)境的需求越來越大,應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越寬廣。


1、實驗室裝修:


要求嚴格的保溫隔濕性能,建議實驗室四個立面采用彩鋼復(fù)合板(為了滿足防火要求,一般采用巖棉彩鋼板。但是巖棉保溫性能差,最好是在巖棉彩鋼板外側(cè)再加封一層酚醛鋁箔保溫板,增加外墻保溫性能,能夠有效的節(jié)能減耗),為了保證密閉性,頂面應(yīng)采用彩鋼板密封,在頂面再加封酚醛鋁箔板保溫,地面則采用酚醛保溫板進行保溫隔濕處理;對于透視窗,要求采用雙層中空玻璃窗。


2、實驗室空調(diào)


實驗室空調(diào)是溫濕度控制的心臟,要求精度高,故障率低。所以必須要求空調(diào)能調(diào)節(jié)制冷量,目前市面上有兩種方式:變頻調(diào)節(jié)和冷凍水調(diào)節(jié)方式。

變頻調(diào)節(jié):實際上就是通過改變供電性質(zhì)而改變壓縮機的功率,讓壓縮機實現(xiàn)低負荷工作或者過負荷工作,同時調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的節(jié)流量,所以必須添加非常多的繁瑣的環(huán)節(jié),而且各環(huán)節(jié)必須匹配,否則出現(xiàn)故障?,F(xiàn)實也的確如此,故障率非常高。

冷凍水型機組:采用7℃左右的冷水作為冷源,通過電動閥開大或者關(guān)小來控制水流量,從而輕易控制制冷量,而電動閥結(jié)構(gòu)象家用水龍頭一樣簡單,所以故障率幾乎為零,控制效果最為穩(wěn)定。通過合理計算房間的熱濕負荷和空氣露點來匹配好風(fēng)量、冷量、加熱量、加濕量,在通過PLC控制各個部件的無級調(diào)控,在選擇靈敏度高線性好的傳感器,可以做到溫度±0.5℃,濕度±2%。此種方式需要通過每個實驗室的實際面積和負荷來進行計算匹配,所以沒有標(biāo)準成型機組,都為定制加工型。一般都用組合式空調(diào)箱組合配比來實現(xiàn),所以缺點是占地面積較大,整個系統(tǒng)穩(wěn)定性差,系統(tǒng)維護復(fù)雜,出現(xiàn)問題后修復(fù)困難。


3、通風(fēng)方式


通風(fēng)方式經(jīng)歷過好幾個歷史階,從最初的底出風(fēng),到上自然送風(fēng),到上散流器送風(fēng),到現(xiàn)在*的上風(fēng)管+微孔天花送風(fēng),下地板回風(fēng)方式,整個實驗室送風(fēng)柔和、均勻,溫濕度控制非常穩(wěn)定。


4、新風(fēng)系統(tǒng)


新風(fēng)系統(tǒng)的第一作用是為工作人員提供生理新鮮空氣,其對實驗室溫濕度的穩(wěn)妥定性也功不可沒,也是的設(shè)備:為了讓實驗室不受外界的干擾,必須向?qū)嶒炇姨峁┬嘛L(fēng),以保持實驗室氣壓為正,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(wěn)定。



五、空調(diào)技術(shù)參數(shù)



控制精度達:溫度精度±1.0℃,濕度精度達±2.0% 以內(nèi)的恒溫恒濕空調(diào),稱為高精密恒溫恒濕空調(diào)。因這類空調(diào)大多用于造紙、紡織、制藥、煙草、電子、計量等對溫濕度特別敏感的領(lǐng)域的實驗室,所以又稱實驗室專用空調(diào)。


高精密恒溫恒濕實驗室空調(diào)與普通機房空調(diào)的區(qū)別:
1、高精密恒溫恒濕實驗室空調(diào)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);重復(fù)性:優(yōu)于0.5%RH和0.1℃;穩(wěn)定性:每年優(yōu)于1.0%RH和0.1℃;而普通機房空調(diào)傳感器精度在±3%RH, ±1℃左右就足夠了。
2、高精密恒溫恒濕實驗室空調(diào)對風(fēng)量要求更高。理論上,風(fēng)量越大,送風(fēng)焓差越小,溫濕度越均勻;但風(fēng)量越大,除濕能力越小,甚至喪失,所以高精密恒溫恒濕空調(diào)要求保證除濕能力的基礎(chǔ)上盡可能大風(fēng)量,對風(fēng)量的設(shè)計非常嚴格,而普通機房空調(diào)要求較低。
3、高精密恒溫恒濕實驗室空調(diào)要求制熱量、制冷量、加濕量、除濕量可調(diào)節(jié),因為精度的要求,高精密恒溫恒濕實驗室空調(diào)要求制熱量、制冷量、加濕量、除濕量可調(diào)節(jié)。
(1)對于制熱,根據(jù)溫差大小,采用多級制熱方式進行調(diào)節(jié),溫差小時只開啟一級加熱,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)對于加濕,采用比例加濕方式,根據(jù)濕度差大小控制加濕量;
(3)對于制冷和除濕的調(diào)節(jié),現(xiàn)有三種調(diào)節(jié)方式:
①第一代調(diào)節(jié)方式,采用多級制冷,一般用于大功率設(shè)備,主要用于對溫度的調(diào)節(jié),對濕度調(diào)節(jié)效果甚微。
②第二代調(diào)節(jié)方式,采用變頻制冷,制冷量從50%–100%之間實現(xiàn)無級量制冷調(diào)節(jié),此調(diào)節(jié)范圍足以解決溫濕度穩(wěn)定性的問題。用于高精密恒溫恒濕實驗室空調(diào),。但因控制需要,需添加很多輔助控制環(huán)節(jié),而且各配件之間必須密切協(xié)調(diào),某個環(huán)節(jié)稍微出現(xiàn)一點細小的故障則可能因連鎖反應(yīng)引起諸如壓縮機等重要部件損壞。
③第三代調(diào)節(jié)方式,冷凍水型制冷方式,采用冷凍水(按一般中央空調(diào)水溫進行設(shè)計)作冷源,盤管內(nèi)運行的是普通7℃左右的冷水,電腦主板通過控制水閥的開度,輕易的實現(xiàn)0%至100%制冷量無級量調(diào)節(jié)。而且積分閥結(jié)構(gòu)就像家用水龍頭一樣簡單,使用壽命非常長。但其設(shè)備需維護量非常大,且出現(xiàn)問題后修復(fù)困難,建議盡量避免使用。

六、恒溫恒濕實驗室保養(yǎng)


1、應(yīng)當(dāng)建立系統(tǒng)使用文件 ,便于系統(tǒng)維護。使用文件應(yīng)該是開始和結(jié)束的記錄系統(tǒng)每次運行時間 (日期), 類型的測試和環(huán)境溫度 ; 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時 ,故障現(xiàn)象應(yīng)該在盡可能多的詳細描述 ;系統(tǒng)維護的內(nèi)容 ,維護也應(yīng)該盡可能詳細的記錄。
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2、輸入類型、 溫度和濕度測試系統(tǒng)必須由人員操作和維護。嚴格遵守規(guī)則 ,系統(tǒng)操作,以避免他人違反操作系統(tǒng)。
3、步入式溫度和濕度測試系統(tǒng)主體應(yīng)注意保護 ,避免使用強碰撞尖銳或鈍損壞測試設(shè)備。
4、步入式溫度和濕度測試系統(tǒng)在很長一段時間沒有停機 ,影響系統(tǒng)的有效使用壽命,因此,系統(tǒng)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(nèi)使系統(tǒng)停止運行 ,開始時間應(yīng)小于每小時 3 次,每次開啟 ,停止時間間隔不小于 3h; 低溫時不允許開門進入類型溫度和濕度測試系統(tǒng) ,以防止損壞門密封條。
5、漏電、過載、短路保護 ,漏電開關(guān)特性的工廠設(shè)置 ,使用不調(diào)整 ,以免影響性能 ;漏電開關(guān)由于短路休息后 ,需要檢查的接觸 ,嚴重的損失如果主要接觸或一些坑 ,需要修復(fù)。
6、放置在步行從空調(diào)溫度和濕度測試系統(tǒng)測試產(chǎn)品吸入通道 ,排氣口應(yīng)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于體溫 ,如果出現(xiàn) E0.0 報警和的嗡嗡聲 ,表示其功能正常。完成測試 ,溫度應(yīng)該保護設(shè)置正確 ,否則可能會導(dǎo)致不適當(dāng)?shù)臅和!?/span>
8、實驗室每月定期的主要電源開關(guān) ( 漏電斷路器 )測試,以確保這個開關(guān)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(guān) ,即電力系統(tǒng),請按下測試按鈕。如果剩余電流斷路器的開關(guān)桿下降 ,這個功能是正常的。
9、為了確保正常的和干凈的冷卻水供水 ,每 30 天清洗一次冷卻器冷卻水過濾器、清洗水冷卻塔時 ,當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量較差 ,空氣中高濃度的粉塵 ,一般 7 天左右應(yīng)該冷卻水塔水箱清洗。
10、步入式試驗室是檢測產(chǎn)品是否耐高溫、低溫或恒定濕熱試驗。為工業(yè)生產(chǎn)廠家的批量或者大型零件、 半成品、成品提供了溫濕度環(huán)境測試的條件。

控制系統(tǒng)做為步入式恒溫恒濕實驗室的核心,它決定了試驗設(shè)備的升溫速率, 精度等重要指標(biāo)?,F(xiàn)在試驗設(shè)備的控制器大都采用 PID 控制,可進行各種復(fù)雜的程序設(shè)定??刂葡到y(tǒng)可選擇由 RS-232 界面與電腦連線,使用者可以在電腦熒幕上設(shè)計程式,收集測試資料與記錄,呼叫程式執(zhí)行,遙控機器開關(guān)等功能。步入式試驗室具有時序記號接點功能, 可使運轉(zhuǎn)過程中, 對外輸出控制接點, 提供使用者進行動態(tài)試驗與電腦監(jiān)控。異常狀況發(fā)生時,控制器熒幕上即時自動顯示故障狀態(tài),切斷電源開關(guān),并提供故障排除方法。


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簡戶儀器環(huán)境上海簡戶儀器設(shè)備有限公司是一家高科技合資企業(yè),生產(chǎn)銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機、冷熱沖擊機、振動試驗機、機械沖擊機、跌落試驗機的環(huán)境試驗儀器的公司,研發(fā)生產(chǎn)銷售經(jīng)營各類可靠性環(huán)境試驗設(shè)備。經(jīng)驗豐富,并得到許多國內(nèi)外廠商的信賴與支持。
  •   自公司成立以來,多次服務(wù)于國內(nèi)外大學(xué)和研究所等檢測機構(gòu),如清華大學(xué)、蘇州大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、法國申美檢測、中科院物理所、中科院,SGS等**單位提供實施室方案和設(shè)備及其相關(guān)服務(wù)。努力開發(fā)半導(dǎo)體、光電、光通訊、航天太空、生物科技、食品、化工、制藥等行業(yè)產(chǎn)品所需的測試設(shè)備裝置。公司擁有一支的研發(fā)、生產(chǎn)和售後隊伍,從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù),每一個環(huán)節(jié)都以客戶的觀點與需求作為思考的出發(fā)點。


  •   為適應(yīng)市場快速變化及客戶多樣化的要求,上海簡戶儀器設(shè)備有限公司研發(fā)了性能與可靠性**JianHuTest產(chǎn)品系列.從精密零件到電腦資訊系統(tǒng)及有線無線通訊產(chǎn)業(yè),均可提供高品質(zhì)的設(shè)備與完善的售后服務(wù)。


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  • 簡戶是集設(shè)計、銷售、研發(fā)、維修服務(wù)等為一體的綜合集團公司,從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù),每一個環(huán)節(jié)之間,都以客戶的觀點與需求作為思考的出發(fā)點,提供的環(huán)境設(shè)備。公司創(chuàng)始人從事儀器設(shè)備行業(yè)20余年,經(jīng)驗豐富、資歷雄厚,帶領(lǐng)簡戶公司全體同仁攜手共建輝煌明天。公司成立以來,積極投入電子電工,航空,航天,生物科技,各大院校,及科研單位等行業(yè)所需的產(chǎn)品測試設(shè)備裝置。
      

  • 簡戶擁有一支的研發(fā)、生產(chǎn)和售后服務(wù)隊伍,從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù),每一個環(huán)節(jié)都以客戶的觀點與需求作為思考的出發(fā)點,目前擁有博士學(xué)位2人,碩士5人,參與環(huán)境試驗箱國家標(biāo)準起草和發(fā)行。企業(yè)制定標(biāo)準,行業(yè)里通過ISO9001。是中國儀器儀表學(xué)會會員和理事單位。曾榮獲CCTV《中國儀器儀表20強品牌》殊榮,2010年入駐上海世博會民企館。簡戶自創(chuàng)辦以來,參與3項國家標(biāo)準起草與制定,獲得40+件原創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)、軟著、集成電路),6次獲得上??萍夹椭行∑髽I(yè)稱號,合作過3200+家合作客戶(其中世界500強高校600家)。
      

  • 簡戶儀器今后必將牢記為客戶提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和服務(wù)的宗旨,不忘為行業(yè)貢獻前沿科學(xué)和技術(shù)的初心,再接再厲,砥礪前行!

  • 【簡戶儀器簡介:成立2005年,是一家研發(fā),生產(chǎn),銷售及售后齊全的綜合性設(shè)備生產(chǎn)單位,多次評為科技型中小企業(yè),并是國家高新技術(shù)企業(yè),客戶遍布高分子,汽車,半導(dǎo)體,塑膠,五金,科研院校,第三方檢測等】

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