
1.前言
优良的科研设备及实验室装备对提升科研成果具有绝对的影响力,所以具体改善实验室的配套设备,使一流的科研人才,得以拥有和国际接轨的一流实验室,将是我们提升科技水平增强国力的基石。
实验室作为研究工作的基地,必须具备有合理的空间规划,完善的系统配套,耐用的设备材质,安全的结构设备,才能提供科研工作人员一个安全、稳定、高效率的工作环境。和一般的舒适性空调不同,一个完善的实验室空调系统必须具备三项基本功能:安全、节能和舒适。其一要求有效地排放出实验室过程中所产生的有害物质和气体,确保科研人员的安全健康;然而在排放有害气体的同时,大量的室内空气也被排出,这代表能源的大量消耗,所以实验室通风系统要求排放即时合理的风量;同时实验室空调系统还必须保证舒适的温湿度,使科研人员能够在一个相对适宜的环境下长期工作。
笔者以刚设计好的一个标准实验室系统为例,提出了实验室空调设计的一些想法和思路,可供设计者和建设单位参考和探讨。
2.项目概况
本实验楼位于上海市,占地面积约1500m2,建筑面积约4500m2,共三层,主要功能为化学医药研发实验室和研发办公。
空调设计从实验室空间规划时就开始参与。为了避免外窗对实验室的干扰,且能够最大限度地利用空间,增大实验室面积利用率,实验室被布置在内区,办公室布置在外区,实验室和办公区用参观走廊从功能上分隔。每层均相似布置,便于上下各种管线的接驳。
3.空调设计
3.1室外空气设计参数(上海市)
夏季空调室外计算干球温度:34℃
夏季空调室外计算湿球温度:28.2℃
冬季空调室外计算干球温度:-4℃
冬季空调室外计算相对湿度:75%
3.2 室内空气设计参数
|
|
夏 季 |
冬 季 |
新风量 | ||
|
|
温度 ℃ |
湿度 % |
温度 ℃ |
湿度 % |
|
|
实验室区域 |
26 |
<65 |
20 |
>30 |
25m3/m2.h |
|
办公室区域 |
26 |
<65 |
20 |
>30 |
30 m3/h.p |
3.3 空调冷热源及水系统
本实验楼空调冷负荷为1300kW,空调热负荷为900kW。由于建筑物空间有限,无机房位置,故选用了两台风冷热泵,单台制冷量720kW(标准工况),制冷剂选用环保冷媒R407C。鉴于本工程新风量较大,考虑到上海地区夏季气温日渐炎热,所以风冷热泵的出力需根据实际情况做出适当修正,本项目按环境温度40℃对主机做出修正。
冷热水系统为同程两管制系统。空调末端均设置了电动二通调节阀,分集水器之间安装了自动压差旁通装置。
3.4 热回收系统
由于实验室采用全新风系统,能耗巨大,需考虑热回收装置。目前热回收装置主要分为三种,其各项功能列表如下:
|
|
转轮全热交换器 |
板式全热交换器 |
中间热媒式热交换器 |
|
热回收效率 |
>80% |
>60% |
>50% |
|
设备费 |
较高 |
中等 |
较低 |
|
维护保养 |
中等 |
易 |
易 |
|
漏风率 |
3~5% |
<1% |
无 |
由于实验室的排风含有有毒气体,为了保证科研人员的安全,热回收装置选用了漏风率为零的中间热媒式热交换器。
能量回收为 Q=Gxcx/3.6*E*(t1-t2) (W)
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