1、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项目，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
2、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 33.2，湿球温度 26.4冬季室外计算干球温度-12，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（）湿度（%RH）工作人数 仪器发热功率（kW）工程技术部 106 30.00 201.0 5010 2 3工程技术部 107 50.00 201.0 5010 3 3交流电压室 108 54.00 201.0 5010 3 3磁通量室 109 49.00 201.0 5010 3 3系统
3、1直流仪器室 110（内） 52.47 200.5 5010 4 5电容室 203（内） 24.40 200.5 5010 2 2直流仪器室 206(内) 23.77 200.5 5010 3 3数字仪表室 210 56.63 201.0 5010 2 2交流阻抗室 211(东) 54.76 201.0 5010 5 3系统 2数字仪表室 211(西) 56.63 200.5 5010 2 2交流阻抗室 212 25.65 200.5 5010 2 2系统 3 长度基线室 103 160.50 200.5 5010 6 5磁通基准室 303 44.70 201.0 5010 1 1电感室 30
4、4 40.00 201.0 5010 2 2交流电量室 308 22.21 201.0 5010 1 2交流电量室 309 41.53 201.0 5010 3 2工程技术部 310 36.38 202.0 5010 2 1.5电磁测量室 312 27.00 201.0 5010 2 1工程技术部 318 56.63 202.0 5010 3 2系统 4交流电量室 319 55.78 201.0 5010 3 2辅助室 1 7.00 201.0 5010辅助室 2 7.00 201.0 5010控制室 10.00 200.5 5010 2 0.5电阻测量室 32.76 200.5 5010 3
5、 5电压测量室 27.39 200.5 5010 2 5系统 5辅助室 13.00 201.0 5010电压基准室 20.50 200.2 5010 2 5系统 6电阻基准室 20.50 200.2 5010 2 5电能基准室 121 60.09 200.5 5010 5 8系统 7高压室 122 50.00 201.0 5010 4 5光频控制室 10.00 201.0 5010 2 1试验室 1 16.00 201.0 5010 2 2试验室 2 16.00 200.5 5010 2 2试验室 3 18.00 200.5 5010 2 2试验室 4 10.00 200.5 5010 2 2
6、系统 8（50 万级）试验室 5 60.00 200.5 5010 3 82.2 空调系统设计冷负荷见表空调系统 1 2 3 4 5 6 7 8冷负荷（kW）41.98 45.91 38.42 48.81 25.9 26.33 46.42 37.72注：新风量按每人 35m3/h 计算。2.3 空调系统设计送风量见表空调系统 1 2 3 4 5 6 7 8送风量（m3/h）11491 10279 8600 11512 5600 5600 10100 8600注：送风温差的确定：室温允许波动范围0.2，送风温差取 3；室温允许波动范围0.5，送风温差取 5；室温允许波动范围12，送风温差取 67
7、。3 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空调系统 1 2 3 4 5 6 7 8机组型号 HF49N HF49N HF39N HF49N HF25N HF25N HF49N HJF39N名义制冷量（kW）49.6 49.6 39.4 49.6 25.0 25.0 49.6 39.4名义制热量（kW）24.0 24.0 18.0 24.0 12.0 12.0 24.0 18.0风
8、量（m3/h）11500 11500 8600 11500 5600 5600 11500 8600机外余压（Pa）600 650 420 650 350 350 500 450加湿量（kg/h）8 8 8 8 4 4 8 8温控范围及灵敏度（）1821118211182111821118211182111821118211湿控范围及灵敏度（RH）507055070550705 50705 5070550705 50705 507053.2 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
9、，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
10、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
11、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
12、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项目，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（200.2、200.5）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
13、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，由于该工程为改造项目，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 1/100 的坡度坡向冷凝器，严禁 U 型弯。管道的焊接、试压、试漏
14、、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（） 设定湿度（%RH）蒸发器出口温度（）送风口温度（）工程技术部 106 1465 201.0 5010工程技术部 107 2440
15、 201.0 5010交流电压室 108 2635 201.0 5010磁通量室 109 2391 201.0 5010系统 1直流仪器室 110（内） 2560 200.5 50109.9 15电容室 203 内 1160 200.5 5010直流仪器室 206(内) 1130 200.5 5010数字仪表室 210 2693 201.0 5010交流阻抗室 211(东) 2603 201.0 5010数字仪表室 211(西) 2693 200.5 5010系统 2交流阻抗室 212 1220 200.5 50109.8 15系统 3 长度基线室 103 8600 200.5 5010 9.
16、7 13磁通基准室 303 1587 201.0 5010电感室 304 1420 201.0 5010交流电量室 308 789 201.0 5010交流电量室 309 1475 201.0 5010工程技术部 310 1292 202.0 5010电磁测量室 312 959 201.0 5010工程技术部 318 2010 202.0 5010系统 4交流电量室 319 1980 201.0 50109.7 14辅助室 1 404 201.0 5010辅助室 2 404 201.0 5010控制室 576 200.5 5010电阻测量室 1888 200.5 5010电压测量室 1579
17、200.5 5010系统 5辅助室 749 201.0 50109.9 13系统 6 电压基准室 2800 200.2 5010 9.7 17电阻基准室 2800 200.2 5010电能基准室 121 5600 200.5 5010系统 7高压室 122 4500 201.0 50109.7 15光频控制室 662 201.0 5010试验室 1 1058 201.0 5010试验室 2 1058 200.5 5010试验室 3 1191 200.5 5010试验室 4 662 200.5 5010系统 8试验室 5 3969 200.5 50109.7 157.3 系统调试中出现的问题及解
18、决方法7.3.1 系统 5（200.5）电压实验室温度高于设计值。7.3.2 系统 6（200.2）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（200.2）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
19、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（200.2），就必须将局部热源移至室外，回风口均匀设置，回风畅通。由于是改造项目，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：GB502432002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4085，准确度0.3；HM34 型数字式温湿度
20、仪，测量范围 090RH，准确度2RH；便携式数据采集仪， 040，准确度0.1。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 GB502432002 的规定，200.5的房间在工作区布 5 个测点，连续采集 8h 以上的数据。200.2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 200.5的房间，每隔 10min 采集各测点的数据，取平均值，连续采集 8h；对 200.2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
21、名称 面积（）温度（）相对湿度（RH）噪声dB(A)系统 1 直流仪器室 52.47 19.8020.50 45.358.6 42电容室 24.40 19.5019.70 47.953.0 48交流阻抗室 23.77 19.7819.98 44.650.9 43.5系统 2数字仪表 56.63 19.7919.90 47.851.5 48.5系统 3 长度基线室 160.50 19.9020.10 57.460.0 43电压测量室 32.76 19.820.40 46.648.9 58.5系统 5电阻测量室 27.39 19.8020.08 40.548.0 56电阻基准室 20.50 19.
22、820.10 46.448.7 56系统 6电压基准室 20.50 19.7020.00 46.650.0 48系统 7 电能基准室 160.09 19.9520.20 49.159.8 54.5试验室 3 18.00 19.5520.25 51.554.0 50试验室 4 10.00 19.5819.98 50.452.3 43试验室 5 60.00 20.0220.20 48.952.3 51试验室 1 16.00 19.9520.15 49.954.4 53系统 8试验室 2 16.00 19.4020.00 47.653.6 39注：1、表 6 仅列出房间温度为 200.5及 200.
23、2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（200.2）及系统 5 电阻测量室（200.5）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（200.2）及系统 5 电阻测量室（200.5）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 200.2的房间和 200.5的房间，应设独立的空调系统。为了满足
24、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，2的恒温室，换气次数约 10 次/h; 1的恒温室，换气次数 1015 次/h; 0.5的恒温室，换气次数15 次/h；0.2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。0.2及0.5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0.2及0.5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。
