文中详细介绍了某试验楼，恒温恒湿设备中央空调改建工程的设计方案、安裝及调节。空调通风设备选用风冷式恒温恒湿设备制冷机组，共有八个单独的空调系统。小结了该工程项目从设计方案、安裝到调节，整个过程的一些具体方法和感受。

关键字：恒温恒湿设备中央空调全气体系统电级空气加湿器自动控制系统

1简述

该工程项目为试验楼恒温恒湿设备中央空调更新改造新项目，共三层，中央空调总面积约1340M2。原设空调系统，一部分选用集中空调的方法,一部分选用水冷散热柜机空调机的中央空调方法。系统历经很多年运作，机器设备脆化,系统老旧,系统分区不科学，已不可以融入各项工作的必须,因此必须对目前系统开展技改项目,为计量检定试验出示必不可少的恒温恒湿设备办公环境。

2空调设计主要参数、标准及中央空调冷负载

2.1设计方案主要参数

夏天户外测算干球温度33.2℃，湿度26.4℃

冬天户外测算干球温度-12℃，空气湿度45％

室温、环境湿度的规定见表1

依据当场观察和对原系统的剖析，依据小区业主明确提出的工作中必须,将试验楼更新改造为八个恒温恒湿设备空调系统，其标准、主要参数如表1：

系统

序号

屋子名字及门牌号

总面积

(m2)

溫度

（℃）

环境湿度

（%RH）

工作中总数

仪器设备发烫

输出功率（kW）

系统1

工程项目市场部106

30.00

20±1.0

50±10

2

3

工程项目市场部107

50.00

20±1.0

50±10

3

3

交流电流室108

54.00

20±1.0

50±10

3

3

磁通量室109

49.00

20±1.0

50±10

3

3

直流电仪器设备室110（内）

52.47

20±0.5

50±10

4

5

系统2

电容器室203（内）

24.40

20±0.5

50±10

2

2

直流电仪器设备室206(内)

23.77

20±0.5

50±10

3

3

数据仪表盘室210

56.63

20±1.0

50±10

2

2

沟通交流特性阻抗室211(东)

54.76

20±1.0

50±10

5

3

数据仪表盘室211(西)

56.63

20±0.5

50±10

2

2

沟通交流特性阻抗室212

25.65

20±0.5

50±10

2

2

系统3

长短基准线室103

160.50

20±0.5

50±10

6

5

系统4

磁通量标准室303

44.70

20±1.0

50±10

1

1

电感器室304

40.00

20±1.0

50±10

2

2

交流电流量室308

22.21

20±1.0

50±10

1

2

交流电流量室309

41.53

20±1.0

50±10

3

2

工程项目市场部310

36.38

20±2.0

50±10

2

1.5

电磁感应精确测量室312

27.00

20±1.0

50±10

2

1

工程项目市场部318

56.63

20±2.0

50±10

3

2

交流电流量室319

55.78

20±1.0

50±10

3

2

系统5

輔助室1

7.00

20±1.0

50±10

輔助室2

7.00

20±1.0

50±10

主控室

10.00

20±0.5

50±10

2

0.5

电阻器精确测量室

32.76

20±0.5

50±10

3

5

工作电压精确测量室

27.39

20±0.5

50±10

2

5

輔助室

13.00

20±1.0

50±10

系统6

工作电压标准室

20.50

20±0.2

50±10

2

5

电阻器标准室

20.50

20±0.2

50±10

2

5

系统7

电磁能标准室121

60.09

20±0.5

50±10

5

8

髙压室122

50.00

20±1.0

50±10

4

5

系统8

（50千级）

光频主控室

10.00

20±1.0

50±10

2

1

实验室1

16.00

20±1.0

50±10

2

2

实验室2

16.00

20±0.5

50±10

2

2

实验室3

18.00

20±0.5

50±10

2

2

实验室4

10.00

20±0.5

50±10

2

2

实验室5

60.00

20±0.5

50±10

3

8

2.2空调系统设计方案冷负载见表２

空调系统

1

2

3

4

5

6

7

8

冷负载

（kW）

41.98

45.91

38.42

48.81

25.9

26.33

46.42

37.72

注：排风量按每个人35m3/h测算。

2.3空调系统设计方案送排风量见表３

空调系统

1

2

3

4

5

6

7

8

送排风量

（m3/h）

11491

10279

8600

11512

5600

5600

10100

8600

注：排风温度差的明确：室内温度容许起伏范畴±0.2℃，排风温度差取3℃；室内温度容许起伏范畴±0.5℃，排风温度差取5℃；室内温度容许起伏范畴±1～2℃，排风温度差取6～7℃。

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1～7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４

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（℃）

18～21℃±1℃

18～21℃±1℃

18～21℃±1℃

18～21℃±1℃

18～21℃±1℃

18～21℃±1℃

18～21℃±1℃

18～21℃±1℃

湿控范围及灵敏度（％RH）

50～70

±5

50～70

±5

50～70±5

50～70±5

50～70

±5

50～70±5

50～70±5

50～70±5

3.2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，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HPU315-2DP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（20±0.2℃、20±0.5℃）的房间外围*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、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*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

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（℃）

系统1

工程技术部106

1465

20±1.0

50±10

9.9

15

工程技术部107

2440

20±1.0

50±10

交流电压室108

2635

20±1.0

50±10

磁通量室109

2391

20±1.0

50±10

直流仪器室110（内）

2560

20±0.5

50±10

系统2

电容室203内

1160

20±0.5

50±10

9.8

15

直流仪器室206(内)

1130

20±0.5

50±10

数字仪表室210

2693

20±1.0

50±10

交流阻抗室211(东)

2603

20±1.0

50±10

数字仪表室211(西)

2693

20±0.5

50±10

交流阻抗室212

1220

20±0.5

50±10

系统3

长度基线室103

8600

20±0.5

50±10

9.7

13

系统4

磁通基准室303

1587

20±1.0

50±10

9.7

14

电感室304

1420

20±1.0

50±10

交流电量室308

789

20±1.0

50±10

交流电量室309

1475

20±1.0

50±10

工程技术部310

1292

20±2.0

50±10

电磁测量室312

959

20±1.0

50±10

工程技术部318

2010

20±2.0

50±10

交流电量室319

1980

20±1.0

50±10

系统5

辅助室1

404

20±1.0

50±10

9.9

13

辅助室2

404

20±1.0

50±10

控制室

576

20±0.5

50±10

电阻测量室

1888

20±0.5

50±10

电压测量室

1579

20±0.5

50±10

辅助室

749

20±1.0

50±10

系统6

电压基准室

2800

20±0.2

50±10

9.7

17

电阻基准室

2800

20±0.2

50±10

系统7

电能基准室121

5600

20±0.5

50±10

9.7

15

高压室122

4500

20±1.0

50±10

系统8

光频控制室

662

20±1.0

50±10

9.7

15

试验室1

1058

20±1.0

50±10

试验室2

1058

20±0.5

50±10

试验室3

1191

20±0.5

50±10

试验室4

662

20±0.5

50±10

试验室5

3969

20±0.5

50±10

7.3系统调试中出现的问题及解决方法

7.3.1系统5（20±0.5℃）电压实验室温度高于设计值。

7.3.2系统6（20±0.2℃）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（20±0.2℃）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（20±0.2℃），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*佳工况。

7.4系统检测结果

7.4.1检测依据：GB50243－2002《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－40～85℃，准确度±0.3℃；HM34型数字式温湿度仪，测量范围0～90％RH，准确度±2％RH；便携式数据采集仪，0～40℃，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GB50243－2002的规定，20±0.5℃的房间在工作区布5个测点，连续采集8h以上的数据。20±0.2℃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20±0.5℃的房间，每隔10min采集各测点的数据，取平均值，连续采集8h；对20±0.2℃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

19.80～20.50

45.3～58.6

42

系统2

电容室

24.40

19.50～19.70

47.9～53.0

48

交流阻抗室

23.77

19.78～19.98

44.6～50.9

43.5

数字仪表

56.63

19.79～19.90

47.8～51.5

48.5

系统3

长度基线室

160.50

19.90～20.10

57.4～60.0

43

系统5

电压测量室

32.76

19.8～20.40

46.6～48.9

58.5

电阻测量室

27.39

19.80～20.08

40.5～48.0

56

系统6

电阻基准室

20.50

19.8～20.10

46.4～48.7

56

电压基准室

20.50

19.70～20.00

46.6～50.0

48

系统7

电能基准室

160.09

19.95～20.20

49.1～59.8

54.5

系统8

试验室3

18.00

19.55～20.25

51.5～54.0

50

试验室4

10.00

19.58～19.98

50.4～52.3

43

试验室5

60.00

20.02～20.20

48.9～52.3

51

试验室1

16.00

19.95～20.15

49.9～54.4

53

试验室2

16.00

19.40～20.00

47.6～53.6

39

注：

1、表6仅列出房间温度为20±0.5℃及20±0.2℃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，**次除系统6（20±0.2℃）及系统5电阻测量室（20±0.5℃）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（20±0.2℃）及系统5电阻测量室（20±0.5℃）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20±0.2℃的房间和20±0.5℃的房间，应设独立的空调系统。

为了满足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10～15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。