实验室改造项目暖通空调系统搭建与安装技术研究

实验室改造项目暖通空调系统搭建与安装技术研究

多铭姗

南京尊恒环境科技有限公司

摘要：本论文研究了实验室改造项目中的暖通空调系统搭建与安装技术，主要针对纺织恒温恒湿实验室。首先，分析了实验室的功能、环境要求及特定需求。接着，详细描述了系统搭建流程，包括变风量控制技术、气流组织和污染物控制、实验室压力控制与安全性能。然后，探讨了主要设备的安装技术和管道系统的施工技术，如空调主机、排风柜、新风系统、风机盘管的安装，以及风管和水管系统的连接、绝热与防腐处理。最后，研究了恒温恒湿实验室的建设要点，如空调机房设计、环境检测和保温温度的确定。本研究为实验室改造提供了技术指导，确保实验室环境达标。

关键词：实验室改造；暖通空调系统；技术研究；系统搭建；安装；恒温恒湿

引言

随着科学研究的不断深入和实验需求的日益复杂，实验室空调系统的设计与安装显得至关重要[1]。本论文旨在探讨在实验室改造项目中，如何有效地搭建和安装暖通空调系统，特别聚焦于纺织恒温恒湿实验室的需求。通过深入分析实验室的特殊功能要求和环境控制挑战，本文将系统地探讨系统搭建流程、关键技术应用以及设备安装技术。通过本研究，期望能为实验室建设和改造提供实用的技术方案，确保实验操作环境的精确控制和最佳性能。

1实验室暖通空调系统需求分析——以纺织恒温恒湿实验室为例

1.1实验室功能与环境要求

实验室的基本功能是提供一个稳定和可控的环境，以支持纺织品的检测和校准工作。这要求实验室具备精确控制温度、湿度、气流流速和空气压力的能力。环境条件的稳定性直接影响到实验结果的准确性和可靠性。因此，暖通空调系统必须能够维持一个符合国际标准（如ISO 187-90）的“标准大气条件”，通常指的是温度为20±2.0℃和相对湿度为65±4.0%的环境[2]。

1.2纺织品检测实验室特殊要求

纺织品检测实验室对环境的要求比一般实验室更为特殊。纺织品，尤其是天然纤维，对环境温湿度极其敏感，因为它们能够吸收和释放水分，从而影响其物理性能。例如，棉纤维的吸湿性会随着环境湿度的增加而增强，这可能会改变其断裂比强度。因此，实验室暖通空调系统不仅要维持恒定的环境条件，还要能够快速响应环境变化，以避免样品状态的不稳定。

1.3恒温恒湿实验室的特定需求

恒温恒湿实验室需要特定的暖通空调系统来满足其对环境条件的严格要求。首先，系统必须具备高精度的温湿度传感器和控制器，以实时监测和调节室内环境。其次，实验室需要有效的空气循环和新风系统，以确保空气的清洁和新鲜，同时避免外界污染物的侵入。此外，实验室的气压环境通常设计为负压，以防止污染物的扩散。这要求暖通空调系统具备上送风下排风的气流组织循环方式，以及必要的缓冲间设计，以减少室内外环境的直接交换。

2暖通空调系统的系统搭建

2.1系统搭建流程

暖通空调系统的搭建是一个复杂的过程，需要综合考虑建筑物的特性、使用需求以及节能环保等多个因素。暖通系统搭建的一般流程，如图2-1所示。

图2-1暖通系统搭建一般流程

2.2变风量控制技术的应用

变风量控制技术，简称VAV，是一种高效的空调控制方式，通过调节送风量来控制室内温度，具有显著的节能效果。VAV系统通过调节送风量来满足室内热负荷的变化，从而保持室内温度的稳定。相比于恒风量系统，VAV系统可以根据实际需求调整风量，减少不必要的能源消耗。VAV系统主要由VAV箱、风机、风道、温控器等组成，VAV箱是系统的核心部件，通过调节风阀的开度控制送风量，温控器则根据室内温度变化信号控制VAV箱的风阀开度，从而调节送风量。VAV系统可以根据不同区域的使用需求，独立调节各区的温度，提高用户的舒适度和系统的节能效果。通过变风量控制技术，可以有效减少风机的运行时间和能耗，同时降低冷水机组和加热设备的负荷，达到显著的节能效果。

2.3气流组织与污染物控制

良好的气流组织对于室内空气品质的维持和污染物的控制至关重要。合理的气流组织设计可以确保室内空气的均匀分布，避免出现冷热不均和死角区域，常用的气流组织方式包括混合通风、置换通风和自然通风等。高效的空气过滤系统可以有效去除空气中的颗粒物、微生物和有害气体，保持室内空气的清洁，常用的过滤设备包括初效过滤器、中效过滤器和高效过滤器（HEPA）。在系统设计时，应尽量减少污染源的引入，如选择低污染的建筑材料和家具，避免使用高挥发性有机物（VOC）含量的产品，并针对特定污染源（如实验室、厨房等），采用局部排风系统，有效控制污染物的扩散。合理的通风换气设计可以有效稀释和排出室内污染物，保证室内空气质量，常用的通风方式包括机械通风和自然通风，其中机械通风的控制更加精确，适用于污染源较多的场所。

2.4实验室压力控制与安全性能

实验室通常需要维持一定的正压或负压，以防止污染物的扩散。正压实验室主要用于防止外界污染物进入实验室，而负压实验室则用于控制实验室内有害物质的扩散。压力控制系统通过调节送风和排风量，实现对实验室内压力的精确控制。

实验室安全性能的保障主要包括防火防爆、气体泄漏检测和紧急排风等[3]。防火防爆设计应采用防火材料和设备，配置自动灭火系统。气体泄漏检测系统通过安装气体传感器，实时监测实验室内有害气体的浓度，并在超标时自动报警和启动排风系统。紧急排风系统用于在发生突发事件时，迅速排出室内有害气体，保障实验人员的安全。实验室通风系统应采用全新风方式，确保实验室内空气的新鲜和洁净，同时根据不同实验操作的需求，设计局部排风系统，如通风柜、排气罩等，有效控制有害气体的排放。

3暖通空调系统的安装技术

3.1暖通空调系统主要设备的安装

3.1.1空调主机的安装要求与技术

空调主机是系统的核心，安装位置需考虑便于维护、散热和噪音控制。主机应稳固安装在减振垫上，以减少振动和噪音对实验室环境的影响，并确保周围有足够的空间进行日常维护和检修。安装时需严格按照制造商提供的安装手册进行，确保各连接部件牢固可靠，管道和电缆的连接符合规范。

3.1.2排风柜与新风系统的安装细节

排风柜应安装在污染源附近，以便及时排出有害气体。安装时需确保排风管道的密封性，防止泄漏。新风系统的安装需考虑新风口的位置和数量，确保每个区域都能获得充足的新鲜空气。新风管道应采用防腐材料，并进行保温处理，以防止能量损失。

3.1.3风机盘管与空气处理单元的定位安装

风机盘管应安装在便于维护的地方，确保进出风口无障碍物，通风顺畅。安装时应检查各连接部件的密封性，防止漏风。风机盘管和空气处理单元应根据实验室布局和气流组织要求进行定位。这些设备通常安装在吊顶内或特定区域，以优化空气分布并满足恒温恒湿的要求。

3.2管道系统的施工技术

3.2.1风管的连接

风管的连接需严格按照设计规范进行，采用法兰连接或软连接等方式。连接部位需密封良好，防止漏风。风管连接前需检查接口的平整度和清洁度，确保密封材料完整无损。连接完成后应进行漏风测试，确保风管系统的气密性。

3.2.2水管系统的布置与安装

水管系统的布置应遵循合理路径，避免复杂弯曲和交叉，减少水流阻力。安装时应确保管道的水平和垂直度，避免积水和气堵现象。所有连接应采用标准连接方式，如法兰或焊接，确保牢固无泄漏。安装完成后需进行压力测试，确保系统无漏水。

3.2.3管道绝热与防腐处理

管道绝热采用高效保温材料包裹，减少能量损失，确保保温层的连续性和密封性。防腐处理方面，需对管道表面进行防腐涂层处理，或采用镀锌管道，以防止腐蚀。绝热和防腐处理应在管道安装完成后进行，并定期检查维护。

4恒温恒湿实验室建设

4.1缓冲间与空调机房设计

在恒温恒湿实验室的建设规划与运行管理中，缓冲间作为进入实验室的必经之地，其合理设计可以有效减少外部环境对实验室内部温湿度的干扰，维持室内负压状态，确保实验室环境的稳定性。空调机房则应紧邻恒温恒湿室，以最小化风管长度和减少能量损失，同时机房内部需采取减震、防火和防潮措施，保证设备的安全稳定运行。

4.2环境检测

环境检测是评估实验室是否达到预期恒温恒湿条件的重要环节。依据国家标准如GB/T 6529，实验室需进行连续的环境参数检测，包括温湿度的稳定性、均匀性，以及新风系统供应量、室内噪音水平等，确保实验室环境满足纺织品检测的标准要求。

4.3保温温度与保温时间的确定

保温温度和保温时间的确定对于保证纺织品在实验室中的测试准确性至关重要。保温温度通常设定在20±2.0℃，以模拟纺织品在标准大气条件下的吸湿和放湿动态平衡状态。保温时间则根据纺织品的类型和特性来确定，一般需要至少1小时以上，以确保样品在测试前已充分适应实验室环境，减少吸湿滞后影响，从而保障测试结果的准确性和公正性。通过这些综合措施，恒温恒湿实验室能够为纺织品检测提供一个高标准的实验环境。

5结语

本论文深入探讨了实验室改造项目中暖通空调系统的搭建与安装技术，以纺织恒温恒湿实验室为案例进行了详细分析和讨论。通过对实验室功能需求和环境控制要求的深入理解，研究系统性地探讨了系统搭建流程、关键技术应用及设备安装技术。本文强调了精确的设计和严格的施工执行对于保证实验室空气质量、温湿度控制和安全性的重要性。未来的研究和实践中，应继续关注技术的创新和实验室环境控制的持续优化，以满足科学研究的不断发展和实验操作的需求。

参考文献

[1]夏本明,张本林.变静压控制在实验室风机变频控制中的应用[J].节能,2023,42(03):81-83.

[2]夏本明.变风量控制系统在化学实验室暖通空调系统中的应用[J].暖通空调,2022,52(09):115-121+114.

[3]蒋乃军.生物安全实验室暖通空调系统的几个设计要点[J].洁净与空调技术,2020,(04):98-101.

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