如何確定恒（héng）溫恒濕實驗室的設計方案
一、恒溫恒濕（shī）實驗室方案概述
恒溫恒濕實驗室是將某一實驗（yàn）室通過某些專用設備和技術方（fāng）法，使其室內溫濕度符合某一調濕和試驗用標準大氣的（de）要求。恒溫恒濕（shī）實驗室是生（shēng）產企業的產品質量檢驗與商品質量檢驗把關的基礎設施。恒溫恒濕（shī）實驗室廣泛應用於棉紡、毛紡、化（huà）纖、紙張、包裝、煙草生產企業以及質檢、纖檢等部門，按照ISO和GB有關標（biāo）準規定，紡（fǎng）織品、紡織原料、紙（zhǐ）張、紙品和紙箱等（děng）商品的物理項目的檢驗必需在標準大氣條件下（xià）進行。紡（fǎng）織品（pǐn）和紡織原料（liào）檢驗的標（biāo）準大氣按ISO139和GB6529標準規定，溫度（dù）20±2 ℃，相對濕度65%±2%；紙張、紙品和紙箱類商品檢驗（yàn）的標準大氣（qì）按（àn）照ISO187和GB10739標準規定，溫度（dù）23±1℃，相（xiàng）對濕度50%±2%。除了常規溫濕度的恒（héng）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（qiú）小於40%RH低（dī）濕、相對濕度高於80%RH的高（gāo）濕（shī）等特殊要求的恒溫恒濕實驗室。
二、方案的設計要點
實驗室的整體規劃，涉及範圍極廣，要考慮到以下要求：需建築、水電、空調、實驗室使（shǐ）用者（zhě）等各項專業技術人員共同參與規（guī）劃。
1、設（shè）計目的：
為實驗室設備創造（zào）一個既能（néng）確保其穩定可靠運行（háng），又能滿足用戶使用要求及工作（zuò）人員（yuán）身心健康的（de）工作場所。
2、總體設計：
全麵考慮各專業之間的關（guān）係，進行嚴格的（de）協調，做到不錯，不漏，不碰。
3、具體設計：
采用國內外（wài）先進（jìn）技術，選用既先（xiān）進，性能價格比又合理的環保設備和材料（liào），融入人性化的設計（jì）理念。
恒溫恒濕實驗室總體設計規劃要點：
(1)溫濕度控製範圍；
(2)溫濕度控製精度；
(3)潔淨度要求（qiú）；
(4)照（zhào）度要求；
(5)設備的熱濕量範圍；
(6)空調送回風方式；
(7)空壓之平衡措施（shī）；
(8)引入新風的必要性；
(9)係統排氣的必要性；
(10)保溫隔熱（rè）的措施；
(11)設施與動力的配置；
(12)靜電、振動及噪音；
(13)設備空間與空調間；
(14)進出通道（dào）及更衣緩衝區的布置；
(15)足夠的維（wéi）護保養空（kōng）間；
(16)室內淨高與樓板（bǎn）載（zǎi）重；
(17)公害、汙染與防災（zāi）；
(18)安裝及運轉成本的衡量；
(19)美觀性（xìng）要求；
(20)安（ān）裝成本與工（gōng）期控製；
(21)運轉成本；
(22)維護性與彈性等因數。
三、恒溫恒濕實驗室運行特點
1、恒溫恒濕實（shí）驗室，采用直接蒸發式（shì）獨立的恒溫恒濕空調係統，具有係統簡（jiǎn）單（dān）、便於調節、操作方（fāng）便、節能等優點。在工程（chéng）設計中，要根據（jù）實驗室的溫濕度精度要求合（hé）理選擇（zé）係統，盡可能把房間（jiān）的負（fù）荷計算詳細（xì）並選取匹配的（de）恒溫恒濕機組。
2、為（wéi）了滿足（zú）室內恒溫（wēn）恒濕精度的要（yào）求，恒溫恒濕空（kōng）調房間（jiān）的換氣次數大，根據經驗，±2℃的恒溫室，換氣次數約10～15次/h；±1℃的（de）恒溫室，換（huàn）氣次數約（yuē）15～20次（cì）/h；±0.5℃的恒（héng）溫室，換氣次數約>20次/h；±0.2℃的恒溫（wēn）室，換氣次數約>30次/h；
3、氣流組織設計（jì）也是影響恒溫室精度（dù）的主要因素之一，在（zài）高精度的恒溫恒濕室內設計氣流組織應考慮一下原則：合理的氣流組織流程，充分發揮送風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（bǎo）證在氣流到達工作區時，其平均溫度與工（gōng）作區的溫度差不超過允許的溫度波動值（zhí）；氣流到達工作（zuò）區時，其流動速度在0.25m/s左右。±2℃及±1℃高精度（dù）的恒溫恒濕實驗室，采用全孔板和局部孔板送風，下部均勻回風，效（xiào）果較好。
4、在恒溫恒濕實驗室建造中，其保（bǎo）溫密閉性也是非常關鍵（jiàn）的（de）；保溫密閉性良好的實驗（yàn）室具有節約能量、提高溫濕度精度、降（jiàng）低運行費用等優點。
四、恒溫恒濕實驗室組成部分
高精密恒溫恒（héng）濕實驗室係統（tǒng）主要應用（yòng）於紡織品檢測係統、紙張檢測、計量標定、塗（tú）料檢測、包（bāo）裝檢測（cè）、精密加工、三坐標檢測、科研機構等。隨著對質（zhì）量控製（zhì）的要求越來越嚴格，恒溫（wēn）恒濕環境的需求越來越大，應用的領域（yù）也越來越寬廣。
1、實驗室裝修：
要（yào）求嚴格的保溫隔濕性能，建議實驗室（shì）四個立（lì）麵采用彩鋼（gāng）複合板(為了滿足防火要求，一般（bān）采用岩棉彩鋼板。但是岩棉保（bǎo）溫性能差，最好是在岩棉彩鋼板外側再加封一層酚醛鋁箔保溫板，增加外牆保溫性能，能夠有效的節能減耗)，為了保證密閉性（xìng），頂麵應采用彩鋼板密封，在頂麵（miàn）再加封酚醛鋁箔板保溫，地麵則采用酚醛保溫板進行保溫隔濕處理；對於透（tòu）視窗，要求采用雙層中空玻璃窗（chuāng）。
2、實驗室空調
實驗室空（kōng）調是溫（wēn）濕度控（kòng）製的心髒，要求精度高，故障率低（dī）。所以必須要求空調能調（diào）節製冷量（liàng），目（mù）前市麵上有兩種方式：變頻調節和冷凍水調節方式。
變頻調節：實際上就是通過改變供電性質而改變（biàn）壓縮機的功（gōng）率，讓壓縮機實現低（dī）負荷工作或者過負荷工作，同時調節製冷（lěng）係統的（de）節流量，所以必須添加非常多的繁瑣的環節，而且各（gè）環節必須完（wán）美匹配，否則出現故障。現實也的確（què）如此，故障率非常高。
冷凍水型機組：采用7℃左右的（de）冷（lěng）水作為冷源，通過（guò）電（diàn）動閥開大或者關（guān）小來控（kòng）製（zhì）水流量，從而輕易（yì）控製製冷量，而電動閥結構象家用水龍頭一樣簡單（dān），所以故障率幾乎為零，控製（zhì）效果最為穩定。通過合理計算房間的熱濕（shī）負荷和空（kōng）氣露點來匹配好（hǎo）風（fēng）量、冷量、加熱量、加（jiā）濕量，在通過PLC控製各個（gè）部（bù）件（jiàn）的無級調控，在選擇靈敏度高線（xiàn）性好的傳感（gǎn）器，可以做到溫度±0.5℃，濕度（dù）±2%。此種方式需（xū）要通過每個實驗室的實際麵積和負荷來進行計算匹配，所以沒有標準（zhǔn）成型機組，都為定製加工型。一般都（dōu）用組合式空調（diào）箱組合（hé）配比（bǐ）來實（shí）現，所以缺點是占（zhàn）地麵積較大，整個係統穩定性差，係統（tǒng）維護複雜，出現問題後修（xiū）複困難。
3、通風方式
通風方式經曆過好幾個曆（lì）史（shǐ）階，從最初的底出風，到上自然送風，到上散（sàn）流器送風，到現在最先進的上（shàng）風管+微孔天花送風，下地板回風（fēng）方（fāng）式，整個實（shí）驗室（shì）送風柔和、均勻，溫濕度控製非常穩定。
4、新風係（xì）統
新（xīn）風係統的第一作用是為工（gōng）作（zuò）人員提供生理（lǐ）新鮮空（kōng）氣，其對實驗（yàn）室（shì）溫濕度的穩妥定（dìng）性也功不可沒，也是必不可（kě）少的設備：為了讓實驗室不受外界的幹擾，必須向實驗室提供新（xīn）風，以保持實驗室氣壓為正，這（zhè）樣外界的空氣進入不了實驗室，確保實驗室長（zhǎng）年溫濕度（dù）穩定。
五、空調技（jì）術參數
控製精度達：溫度精度（dù）±1.0℃，濕度精度達±2.0% 以內的恒溫恒（héng）濕空（kōng）調，稱為高精密（mì）恒溫恒濕空調。因這類空（kōng）調大多用（yòng）於造（zào）紙、紡織、製藥、煙草、電子、計量等（děng）對溫濕度特（tè）別敏感的領域（yù）的實驗室，所以又稱實驗室專用空調。
高精密恒溫恒濕實驗室空調與（yǔ）普通機房空調的區別：
1、高精密恒溫恒濕實驗室空調必須具備高精密溫濕度傳感器，要求（qiú）傳感器準確度：±1.5%RH, ±0.3℃(在23±2℃時)；重複性：優於0.5%RH和（hé）0.1℃；穩定性：每年優於1.0%RH和0.1℃；而普通機房空調傳感器（qì）精（jīng）度在±3%RH, ±1℃左右就足（zú）夠了。
2、高精密恒溫恒濕實驗室空調對（duì）風量要求更高。理論上（shàng），風量越大，送風焓差越（yuè）小，溫濕度越均勻；但（dàn）風量越大，除濕能（néng）力（lì）越小（xiǎo），甚至完全喪失，所以高精密（mì）恒溫恒濕空調要求保證除濕能力的基礎上盡可能大風量（liàng），對風量的設計（jì）非常嚴格，而普通機房空調要求較低。
3、高精（jīng）密恒溫（wēn）恒濕（shī）實驗室空調要求製熱量、製冷量、加濕量、除濕量可調節，因為精度的要求，高精（jīng）密恒溫恒濕（shī）實驗室空調要求製熱量（liàng）、製冷量、加濕量、除濕量可（kě）調節。
(1)對於製（zhì）熱，根據（jù）溫差大小（xiǎo），采用多級製熱方式進行調節，溫差小時隻開啟一級加熱，溫差稍大時，同（tóng）時開啟1，2級加熱，溫差再大時，同時開啟1，2，3級加熱；
(2)對於加濕，采用比例加濕方式，根據濕度（dù）差大小控製加濕量；
(3)對於製冷和除濕的調節，現有三種調節（jiē）方式：
①第一代調節（jiē）方式，采用多級製冷，一般用於大功率設備，主要用於對溫度的調節，對濕度調節效果甚微（wēi）。
②第二代調節方式，采用變頻製冷，製冷量從50%–100%之間實現無級量製冷調節，此調節範圍（wéi）足以解決溫濕度穩定性（xìng）的問題。用於高精（jīng）密恒溫（wēn）恒濕實驗室空調，效果顯（xiǎn）著。但因控製需要，需添加很多輔助控製環節，而且各配件之間必須密切協調，某個環節稍微出現一點細小的故（gù）障則可（kě）能因連鎖反應引起諸如壓縮（suō）機等重要部件損壞。
③第三（sān）代調節方式，冷凍水型製冷方式，采用冷凍水(按（àn）一般（bān）中（zhōng）央空調水溫進行設（shè）計)作（zuò）冷源（yuán），盤管內運行（háng）的是普通7℃左右的冷水，電腦主板通過控（kòng）製水閥的開度，輕易的實現0%至（zhì）100%製冷量無級量調節。而且積分閥結構就像家用水龍頭一（yī）樣簡單（dān），使用（yòng）壽命非常長。但其設（shè）備需維（wéi）護量非（fēi）常大，且出現問題後（hòu）修複（fù）困難，建議盡量避免使用。
恒溫恒濕實驗室是將某一實驗（yàn）室通過某些專用設備和技術方（fāng）法，使其室內溫濕度符合某一調濕和試驗用標準大氣的（de）要求。恒溫恒濕（shī）實驗室是生（shēng）產企業的產品質量檢驗與商品質量檢驗把關的基礎設施。恒溫恒濕（shī）實驗室廣泛應用於棉紡、毛紡、化（huà）纖、紙張、包裝、煙草生產企業以及質檢、纖檢等部門，按照ISO和GB有關標（biāo）準規定，紡（fǎng）織品、紡織原料、紙（zhǐ）張、紙品和紙箱等（děng）商品的物理項目的檢驗必需在標準大氣條件下（xià）進行。紡（fǎng）織品（pǐn）和紡織原料（liào）檢驗的標（biāo）準大氣按ISO139和GB6529標準規定，溫度（dù）20±2 ℃，相對濕度65%±2%；紙張、紙品和紙箱類商品檢驗（yàn）的標準大氣（qì）按（àn）照ISO187和GB10739標準規定，溫度（dù）23±1℃，相（xiàng）對濕度50%±2%。除了常規溫濕度的恒（héng）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（qiú）小於40%RH低（dī）濕、相對濕度高於80%RH的高（gāo）濕（shī）等特殊要求的恒溫恒濕實驗室。
二、方案的設計要點
實驗室的整體規劃，涉及範圍極廣，要考慮到以下要求：需建築、水電、空調、實驗室使（shǐ）用者（zhě）等各項專業技術人員共同參與規（guī）劃。
1、設（shè）計目的：
為實驗室設備創造（zào）一個既能（néng）確保其穩定可靠運行（háng），又能滿足用戶使用要求及工作（zuò）人員（yuán）身心健康的（de）工作場所。
2、總體設計：
全麵考慮各專業之間的關（guān）係，進行嚴格的（de）協調，做到不錯，不漏，不碰。
3、具體設計：
采用國內外（wài）先進（jìn）技術，選用既先（xiān）進，性能價格比又合理的環保設備和材料（liào），融入人性化的設計（jì）理念。
恒溫恒濕實驗室總體設計規劃要點：
(1)溫濕度控製範圍；
(2)溫濕度控製精度；
(3)潔淨度要求（qiú）；
(4)照（zhào）度要求；
(5)設備的熱濕量範圍；
(6)空調送回風方式；
(7)空壓之平衡措施（shī）；
(8)引入新風的必要性；
(9)係統排氣的必要性；
(10)保溫隔熱（rè）的措施；
(11)設施與動力的配置；
(12)靜電、振動及噪音；
(13)設備空間與空調間；
(14)進出通道（dào）及更衣緩衝區的布置；
(15)足夠的維（wéi）護保養空（kōng）間；
(16)室內淨高與樓板（bǎn）載（zǎi）重；
(17)公害、汙染與防災（zāi）；
(18)安裝及運轉成本的衡量；
(19)美觀性（xìng）要求；
(20)安（ān）裝成本與工（gōng）期控製；
(21)運轉成本；
(22)維護性與彈性等因數。
三、恒溫恒濕實驗室運行特點
1、恒溫恒濕實（shí）驗室，采用直接蒸發式（shì）獨立的恒溫恒濕空調係統，具有係統簡（jiǎn）單（dān）、便於調節、操作方（fāng）便、節能等優點。在工程（chéng）設計中，要根據（jù）實驗室的溫濕度精度要求合（hé）理選擇（zé）係統，盡可能把房間（jiān）的負（fù）荷計算詳細（xì）並選取匹配的（de）恒溫恒濕機組。
2、為（wéi）了滿足（zú）室內恒溫（wēn）恒濕精度的要（yào）求，恒溫恒濕空（kōng）調房間（jiān）的換氣次數大，根據經驗，±2℃的恒溫室，換氣次數約10～15次/h；±1℃的（de）恒溫室，換（huàn）氣次數約（yuē）15～20次（cì）/h；±0.5℃的恒（héng）溫室，換氣次數約>20次/h；±0.2℃的恒溫（wēn）室，換氣次數約>30次/h；
3、氣流組織設計（jì）也是影響恒溫室精度（dù）的主要因素之一，在（zài）高精度的恒溫恒濕室內設計氣流組織應考慮一下原則：合理的氣流組織流程，充分發揮送風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（bǎo）證在氣流到達工作區時，其平均溫度與工（gōng）作區的溫度差不超過允許的溫度波動值（zhí）；氣流到達工作（zuò）區時，其流動速度在0.25m/s左右。±2℃及±1℃高精度（dù）的恒溫恒濕實驗室，采用全孔板和局部孔板送風，下部均勻回風，效（xiào）果較好。
4、在恒溫恒濕實驗室建造中，其保（bǎo）溫密閉性也是非常關鍵（jiàn）的（de）；保溫密閉性良好的實驗（yàn）室具有節約能量、提高溫濕度精度、降（jiàng）低運行費用等優點。
四、恒溫恒濕實驗室組成部分
高精密恒溫恒（héng）濕實驗室係統（tǒng）主要應用（yòng）於紡織品檢測係統、紙張檢測、計量標定、塗（tú）料檢測、包（bāo）裝檢測（cè）、精密加工、三坐標檢測、科研機構等。隨著對質（zhì）量控製（zhì）的要求越來越嚴格，恒溫（wēn）恒濕環境的需求越來越大，應用的領域（yù）也越來越寬廣。
1、實驗室裝修：
要（yào）求嚴格的保溫隔濕性能，建議實驗室（shì）四個立（lì）麵采用彩鋼（gāng）複合板(為了滿足防火要求，一般（bān）采用岩棉彩鋼板。但是岩棉保（bǎo）溫性能差，最好是在岩棉彩鋼板外側再加封一層酚醛鋁箔保溫板，增加外牆保溫性能，能夠有效的節能減耗)，為了保證密閉性（xìng），頂麵應采用彩鋼板密封，在頂麵（miàn）再加封酚醛鋁箔板保溫，地麵則采用酚醛保溫板進行保溫隔濕處理；對於透（tòu）視窗，要求采用雙層中空玻璃窗（chuāng）。
2、實驗室空調
實驗室空（kōng）調是溫（wēn）濕度控（kòng）製的心髒，要求精度高，故障率低（dī）。所以必須要求空調能調（diào）節製冷量（liàng），目（mù）前市麵上有兩種方式：變頻調節和冷凍水調節方式。
變頻調節：實際上就是通過改變供電性質而改變（biàn）壓縮機的功（gōng）率，讓壓縮機實現低（dī）負荷工作或者過負荷工作，同時調節製冷（lěng）係統的（de）節流量，所以必須添加非常多的繁瑣的環節，而且各（gè）環節必須完（wán）美匹配，否則出現故障。現實也的確（què）如此，故障率非常高。
冷凍水型機組：采用7℃左右的（de）冷（lěng）水作為冷源，通過（guò）電（diàn）動閥開大或者關（guān）小來控（kòng）製（zhì）水流量，從而輕易（yì）控製製冷量，而電動閥結構象家用水龍頭一樣簡單（dān），所以故障率幾乎為零，控製（zhì）效果最為穩定。通過合理計算房間的熱濕（shī）負荷和空（kōng）氣露點來匹配好（hǎo）風（fēng）量、冷量、加熱量、加（jiā）濕量，在通過PLC控製各個（gè）部（bù）件（jiàn）的無級調控，在選擇靈敏度高線（xiàn）性好的傳感（gǎn）器，可以做到溫度±0.5℃，濕度（dù）±2%。此種方式需（xū）要通過每個實驗室的實際麵積和負荷來進行計算匹配，所以沒有標準（zhǔn）成型機組，都為定製加工型。一般都（dōu）用組合式空調（diào）箱組合（hé）配比（bǐ）來實（shí）現，所以缺點是占（zhàn）地麵積較大，整個係統穩定性差，係統（tǒng）維護複雜，出現問題後修（xiū）複困難。
3、通風方式
通風方式經曆過好幾個曆（lì）史（shǐ）階，從最初的底出風，到上自然送風，到上散（sàn）流器送風，到現在最先進的上（shàng）風管+微孔天花送風，下地板回風（fēng）方（fāng）式，整個實（shí）驗室（shì）送風柔和、均勻，溫濕度控製非常穩定。
4、新風係（xì）統
新（xīn）風係統的第一作用是為工（gōng）作（zuò）人員提供生理（lǐ）新鮮空（kōng）氣，其對實驗（yàn）室（shì）溫濕度的穩妥定（dìng）性也功不可沒，也是必不可（kě）少的設備：為了讓實驗室不受外界的幹擾，必須向實驗室提供新（xīn）風，以保持實驗室氣壓為正，這（zhè）樣外界的空氣進入不了實驗室，確保實驗室長（zhǎng）年溫濕度（dù）穩定。
五、空調技（jì）術參數
控製精度達：溫度精度（dù）±1.0℃，濕度精度達±2.0% 以內的恒溫恒（héng）濕空（kōng）調，稱為高精密（mì）恒溫恒濕空調。因這類空（kōng）調大多用（yòng）於造（zào）紙、紡織、製藥、煙草、電子、計量等（děng）對溫濕度特（tè）別敏感的領域（yù）的實驗室，所以又稱實驗室專用空調。
高精密恒溫恒濕實驗室空調與（yǔ）普通機房空調的區別：
1、高精密恒溫恒濕實驗室空調必須具備高精密溫濕度傳感器，要求（qiú）傳感器準確度：±1.5%RH, ±0.3℃(在23±2℃時)；重複性：優於0.5%RH和（hé）0.1℃；穩定性：每年優於1.0%RH和0.1℃；而普通機房空調傳感器（qì）精（jīng）度在±3%RH, ±1℃左右就足（zú）夠了。
2、高精密恒溫恒濕實驗室空調對（duì）風量要求更高。理論上（shàng），風量越大，送風焓差越（yuè）小，溫濕度越均勻；但（dàn）風量越大，除濕能（néng）力（lì）越小（xiǎo），甚至完全喪失，所以高精密（mì）恒溫恒濕空調要求保證除濕能力的基礎上盡可能大風量（liàng），對風量的設計（jì）非常嚴格，而普通機房空調要求較低。
3、高精（jīng）密恒溫（wēn）恒濕（shī）實驗室空調要求製熱量、製冷量、加濕量、除濕量可調節，因為精度的要求，高精（jīng）密恒溫恒濕（shī）實驗室空調要求製熱量（liàng）、製冷量、加濕量、除濕量可（kě）調節。
(1)對於製（zhì）熱，根據（jù）溫差大小（xiǎo），采用多級製熱方式進行調節，溫差小時隻開啟一級加熱，溫差稍大時，同（tóng）時開啟1，2級加熱，溫差再大時，同時開啟1，2，3級加熱；
(2)對於加濕，采用比例加濕方式，根據濕度（dù）差大小控製加濕量；
(3)對於製冷和除濕的調節，現有三種調節（jiē）方式：
①第一代調節（jiē）方式，采用多級製冷，一般用於大功率設備，主要用於對溫度的調節，對濕度調節效果甚微（wēi）。
②第二代調節方式，采用變頻製冷，製冷量從50%–100%之間實現無級量製冷調節，此調節範圍（wéi）足以解決溫濕度穩定性（xìng）的問題。用於高精（jīng）密恒溫（wēn）恒濕實驗室空調，效果顯（xiǎn）著。但因控製需要，需添加很多輔助控製環節，而且各配件之間必須密切協調，某個環節稍微出現一點細小的故（gù）障則可（kě）能因連鎖反應引起諸如壓縮（suō）機等重要部件損壞。
③第三（sān）代調節方式，冷凍水型製冷方式，采用冷凍水(按（àn）一般（bān）中（zhōng）央空調水溫進行設（shè）計)作（zuò）冷源（yuán），盤管內運行（háng）的是普通7℃左右的冷水，電腦主板通過控（kòng）製水閥的開度，輕易的實現0%至（zhì）100%製冷量無級量調節。而且積分閥結構就像家用水龍頭一（yī）樣簡單（dān），使用（yòng）壽命非常長。但其設（shè）備需維（wéi）護量非（fēi）常大，且出現問題後（hòu）修複（fù）困難，建議盡量避免使用。
