煙草檢測用恒溫恒濕實驗室的設(shè)計

　　摘要：根據(jù)恒溫恒濕實驗室設(shè)計的工藝目的、組成結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)地討論了實驗室在設(shè)計過程中的恒溫恒濕機組的選型、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，為解決煙草實驗室在設(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；實驗室

　　中圖分類號：TB

　　文獻標(biāo)識碼：A

　　doi：10./ki..2017.15.094

　　目前，在恒溫恒濕實驗室設(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)實際建設(shè)的具體條件和實際應(yīng)用范圍進行適用性設(shè)計方面的研究鮮有報道。恒溫恒濕實驗室是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜和技術(shù)性較強的工程，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，在恒溫恒濕實驗室設(shè)計方面會有顯著的差異，所以必須按照具體應(yīng)用領(lǐng)域進行有針對性的設(shè)計與研究。為此，重點對煙草檢測實驗室在設(shè)計方面的選擇要點進行研究與討論，以期為煙草檢測用實驗室的設(shè)計與改進提供參考。

　　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驗室檢測設(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目進行檢測時須在溫濕度滿足測試試驗的大氣條件下進行，所以在實驗室設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)實際的檢測指標(biāo)和應(yīng)用的范圍合理地確定實驗室的濕度波動度、空氣流速、噪聲等參數(shù)以滿足工藝性的使用目的，預(yù)防實驗室在設(shè)計時無法滿足使用或檢定標(biāo)準(zhǔn)。

　　1.2系統(tǒng)構(gòu)成

　　恒溫恒濕實驗室是采用智能的控制方式實現(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。在實驗室設(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困難等因素的發(fā)生。一般地在設(shè)計時應(yīng)結(jié)合實際以發(fā)展的角度考量各系統(tǒng)的先進性，并結(jié)合實驗室的布局合理性、保溫保濕能力、抗干_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)、和改造實驗室時的可操作性。在實驗室單元設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)單元特點確定負(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)維護成本。

　　2系統(tǒng)設(shè)計

　　2.1空調(diào)機組的選擇

　　恒溫恒濕機組是實驗室溫濕度控制的心臟，也是實驗室設(shè)計的關(guān)鍵。在選擇恒溫恒濕機組時必需從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、節(jié)能性、控制精度和結(jié)構(gòu)等方面進行綜合全面的評價。恒溫恒濕空調(diào)機不能單純依據(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)后進行恒溫恒濕空調(diào)機綜合選型匹配。目前，實驗室常用的空調(diào)機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)機組兩類。變頻式是指通過變頻器實現(xiàn)對空調(diào)壓縮機的功率的調(diào)整，具有節(jié)能環(huán)保的特點，但因壓縮機在變頻器的調(diào)速下會超負(fù)荷或低負(fù)荷運行、系統(tǒng)控制單元多、單元間匹配性要求高等特點，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，在實驗室設(shè)計時選擇不同的送風(fēng)方式，會直接影響實驗室整體的布局和結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)嚴(yán)格結(jié)合實驗室的選址、試驗環(huán)境和氣象條件等進行多方面進行考量來確定。

　　2.2通風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　目前，從國內(nèi)報道的恒溫恒濕實驗室均采用高架地板下回風(fēng)循環(huán)方式，但這種方式設(shè)計實驗室時存在著許多缺點，首先，由于架空地板安裝需要離地200-300mm，由于實驗室毛坯房間設(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)重影響實驗室精密儀器的使用，給檢測帶來不確定的結(jié)果。為此，在實驗室設(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、進排風(fēng)口、管道等組成，一般安裝于實驗室頂部的吊頂內(nèi)，用于新鮮空氣的補充和污濁氣體的排放，從而實現(xiàn)實驗室的換氣通風(fēng)。由于在煙草檢測用恒溫恒濕實驗室設(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氣息給實驗環(huán)境帶來的干擾，實驗室通風(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）保證實驗人員所需的新鮮空氣流量；（3）保證各個試驗區(qū)域滿足試驗所需的條件，確定最小通風(fēng)換氣量；（4）最小能耗等原則對新風(fēng)設(shè)備進行選型，來保障實驗室的設(shè)計要求。

　　2.4安裝材料的選擇

　　恒溫恒濕實驗室設(shè)計時選擇安裝材料至關(guān)重要，決定著實驗室能設(shè)計的成敗和驗收。在選擇安裝材料時應(yīng)嚴(yán)格把安全放在實驗室設(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，從報道的文獻看，因巖棉結(jié)構(gòu)彩鋼板防火性能優(yōu)于其他材料，在實際應(yīng)用中仍作為恒溫恒濕實驗室設(shè)計安裝主材的首選材料。

　　3結(jié)束語

　　恒溫恒濕實驗室設(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。

　　參考文獻

　　[1]劉曉艷，劉湘桂，盧榮中等.恒溫恒濕實驗室溫度、濕度技術(shù)參數(shù)檢測方法的探討[J].中國計量，2016，（09）：.

　　[2]石超英，張川.恒溫恒濕實驗室的溫濕度穩(wěn)定性研究[J].廣州化工，2016，（17）：.

　　[3]趙秉南.精密實驗室用恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2016.

　　[4]劉曉艷，劉湘桂，盧榮中.恒溫恒濕實驗室溫度、濕度檢測方法的探討[J].工業(yè)計量，2012，（05）：4345.

　　[5]袁朝輝，張道平，周奇峰等.煙草恒溫恒濕檢測室控制系統(tǒng)設(shè)計[J].微計算機信息，2008，（34）：4849+42.

　　[6]張悅，徐文華.關(guān)于生物安全實驗室壓力控制的探討[J].潔凈與空調(diào)技術(shù)，2005，（02）：2427.

　　[7]張宇明.如何建立符合ISO標(biāo)準(zhǔn)的恒溫恒濕實驗室[J].中國纖檢，2004，（02）：3738.

　　[8]孔偉，周修源，馬學(xué)逵.ISO標(biāo)準(zhǔn)紙張恒溫恒濕實驗室研制[J].電機電器技術(shù)，1996，（04）：3640.

　　[9]苗芊，張停楊榮超等.煙草實驗室大氣環(huán)境檢定中的問題及改進[J].煙草科技，2009，（07）：6164.

　　[10]王方.論質(zhì)檢機構(gòu)一體化恒溫恒濕實驗室建設(shè)方案[J].現(xiàn)代測量與實驗室管理，2013，（05）：56+51.

　　[11]關(guān)昌祥，金毅.SPF實驗動物環(huán)境工程凈化空調(diào)節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].潔凈與空調(diào)技術(shù)，2002，（02）：3133.

　　[12]許鐘麟，張益昭，張彥國等.關(guān)于生物安全實驗室送、回風(fēng)口上下位置問題的探討[J].潔凈與空調(diào)技術(shù)，2005，（04）：1520.