煙草檢測用恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計

張永江++馮銀龍

摘要：根據(jù)恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室設(shè)計的工藝目的、組成結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)地討論了實(shí)驗(yàn)室在設(shè)計過程中的恒溫恒濕機(jī)組的選型、送回風(fēng)結(jié)構(gòu)、新風(fēng)設(shè)計以及安裝材料選擇的問題，為解決煙草實(shí)驗(yàn)室在設(shè)計、建設(shè)和改造方面提供了技術(shù)認(rèn)知與參考。

關(guān)鍵詞：煙草；恒溫恒濕；實(shí)驗(yàn)室

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.15.094

目前，在恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室設(shè)計方面的主要研究主要集中在對溫濕度的精準(zhǔn)控制方面。但根據(jù)實(shí)際建設(shè)的具體條件和實(shí)際應(yīng)用范圍進(jìn)行適用性設(shè)計方面的研究鮮有報道。恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜和技術(shù)性較強(qiáng)的工程，其應(yīng)用領(lǐng)域較廣，各領(lǐng)域因檢測的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和目的的不同，在恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室設(shè)計方面會有顯著的差異，所以必須按照具體應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行有針對性的設(shè)計與研究。為此，重點(diǎn)對煙草檢測實(shí)驗(yàn)室在設(shè)計方面的選擇要點(diǎn)進(jìn)行研究與討論，以期為煙草檢測用實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計與改進(jìn)提供參考。

1系統(tǒng)組成

1.1工藝目的

環(huán)境溫濕度的波動性對煙草實(shí)驗(yàn)室檢測設(shè)備及測試結(jié)果的準(zhǔn)確性有重要影響，卷煙國標(biāo)規(guī)定在對卷煙的吸阻、圓周、硬度、通風(fēng)率、質(zhì)量以及主流煙氣等項(xiàng)目進(jìn)行檢測時須在溫濕度滿足測試試驗(yàn)的大氣條件下進(jìn)行，所以在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)實(shí)際的檢測指標(biāo)和應(yīng)用的范圍合理地確定實(shí)驗(yàn)室的濕度波動度、空氣流速、噪聲等參數(shù)以滿足工藝性的使用目的，預(yù)防實(shí)驗(yàn)室在設(shè)計時無法滿足使用或檢定標(biāo)準(zhǔn)。

1.2系統(tǒng)構(gòu)成

恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室是采用智能的控制方式實(shí)現(xiàn)對溫濕度的控制。按照系統(tǒng)單元一般劃分為恒溫恒濕機(jī)系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、送回風(fēng)系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、溫濕度檢測系統(tǒng)、信息化系統(tǒng)和消防系統(tǒng)等，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計時，必須充分考量系統(tǒng)的構(gòu)成單元的銜接與配合，防止相互干擾、設(shè)計得不合理，導(dǎo)致無法滿足使用條件和日常維護(hù)困難等因素的發(fā)生。一般地在設(shè)計時應(yīng)結(jié)合實(shí)際以發(fā)展的角度考量各系統(tǒng)的先進(jìn)性，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的布局合理性、保溫保濕能力、抗干擾能力、檢測設(shè)備安裝條件，采取針對性的措施加以完善，確保在建設(shè)、和改造實(shí)驗(yàn)室時的可操作性。在實(shí)驗(yàn)室單元設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)單元特點(diǎn)確定負(fù)荷量、數(shù)量、安裝位置以及尺寸等保障使用的可靠性以及可維修性，來減少后續(xù)維護(hù)成本。

2系統(tǒng)設(shè)計

2.1空調(diào)機(jī)組的選擇

恒溫恒濕機(jī)組是實(shí)驗(yàn)室溫濕度控制的心臟，也是實(shí)驗(yàn)室設(shè)計的關(guān)鍵。在選擇恒溫恒濕機(jī)組時必需從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、節(jié)能性、控制精度和結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行綜合全面的評價。恒溫恒濕空調(diào)機(jī)不能單純依據(jù)使用的面積來選型，應(yīng)首先根據(jù)總體濕負(fù)荷而選型。具體而言，是依據(jù)其面積、層高、初始濕度值目標(biāo)濕度值、室內(nèi)密閉程度、散濕源、新風(fēng)補(bǔ)給等綜合因素計算得出總焓差、單位時間除濕量、加濕量以及制冷量、制熱量等關(guān)鍵參數(shù)后進(jìn)行恒溫恒濕空調(diào)機(jī)綜合選型匹配。目前，實(shí)驗(yàn)室常用的空調(diào)機(jī)組按照工作原理方式的不同，分為變頻式風(fēng)冷型和水冷型空調(diào)機(jī)組兩類。變頻式是指通過變頻器實(shí)現(xiàn)對空調(diào)壓縮機(jī)的功率的調(diào)整，具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，但因壓縮機(jī)在變頻器的調(diào)速下會超負(fù)荷或低負(fù)荷運(yùn)行、系統(tǒng)控制單元多、單元間匹配性要求高等特點(diǎn)，導(dǎo)致系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性較差；水冷式是指以水作為冷源，通過空調(diào)機(jī)組內(nèi)部的開關(guān)控制水的流量來控制制冷量，其工作穩(wěn)定，但系統(tǒng)過于復(fù)雜和龐大，維護(hù)成本較高；按照通風(fēng)的方式不同分為上送風(fēng)和下送風(fēng)兩種，在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計時選擇不同的送風(fēng)方式，會直接影響實(shí)驗(yàn)室整體的布局和結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)嚴(yán)格結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的選址、試驗(yàn)環(huán)境和氣象條件等進(jìn)行多方面進(jìn)行考量來確定。

2.2通風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

目前，從國內(nèi)報道的恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室均采用高架地板下回風(fēng)循環(huán)方式，但這種方式設(shè)計實(shí)驗(yàn)室時存在著許多缺點(diǎn)，首先，由于架空地板安裝需要離地200-300mm，由于實(shí)驗(yàn)室毛坯房間設(shè)計高度一般為2.8m，設(shè)計后凈高度為2.4m，空間較小，給檢測人員帶來很大的壓抑感；其次，高架地板穩(wěn)定性差，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)室精密儀器的使用，給檢測帶來不確定的結(jié)果。為此，在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計選擇下回風(fēng)結(jié)構(gòu)時，宜采用立柱側(cè)回風(fēng)方式可以有效減少使用高架地板帶來的影響。

2.3新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計

新風(fēng)系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)、進(jìn)排風(fēng)口、管道等組成，一般安裝于實(shí)驗(yàn)室頂部的吊頂內(nèi)，用于新鮮空氣的補(bǔ)充和污濁氣體的排放，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的換氣通風(fēng)。由于在煙草檢測用恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室設(shè)計時，為了確保環(huán)境的穩(wěn)定，減少外界空氣流入引起溫濕度波動和不良?xì)庀⒔o實(shí)驗(yàn)環(huán)境帶來的干擾，實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)的設(shè)計應(yīng)為正氣壓設(shè)計；在選擇新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備時應(yīng)遵照（1）保證室內(nèi)為正氣壓；（2）保證實(shí)驗(yàn)人員所需的新鮮空氣流量；（3）保證各個試驗(yàn)區(qū)域滿足試驗(yàn)所需的條件，確定最小通風(fēng)換氣量；（4）最小能耗等原則對新風(fēng)設(shè)備進(jìn)行選型，來保障實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計要求。

2.4安裝材料的選擇

恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室設(shè)計時選擇安裝材料至關(guān)重要，決定著實(shí)驗(yàn)室能設(shè)計的成敗和驗(yàn)收。在選擇安裝材料時應(yīng)嚴(yán)格把安全放在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計的首位，依照國家相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范選擇防火或抗阻燃材料。在對隱蔽工程選用材料時，應(yīng)選擇具有質(zhì)量證件齊全、標(biāo)識規(guī)范、耐腐蝕、耐壓、使用壽命長的材料；選擇保溫材料時，應(yīng)按照材料的保溫性能，選擇保溫系數(shù)高，吸水率小于10%的材料，從報道的文獻(xiàn)看，因巖棉結(jié)構(gòu)彩鋼板防火性能優(yōu)于其他材料，在實(shí)際應(yīng)用中仍作為恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室設(shè)計安裝主材的首選材料。

3結(jié)束語

恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室設(shè)計是一種技術(shù)復(fù)雜的工程。隨著國家科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和新材料的投入和使用，在恒溫恒濕設(shè)計方面也不斷推出新的方法和設(shè)計思想。加強(qiáng)對新材料、新理論和新方法的認(rèn)知與學(xué)習(xí)，將有助于對設(shè)計理念的更新，調(diào)高實(shí)際設(shè)計與應(yīng)用的水平，來保障質(zhì)量檢測工作的精準(zhǔn)性與可靠性。

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