烟草检测用恒温恒湿实验室的设计

　　摘要：根据恒温恒湿实验室设计的工艺目的、组成结构，系统地讨论了实验室在设计过程中的恒温恒湿机组的选型、送回风结构、新风设计以及安装材料选择的问题，为解决烟草实验室在设计、建设和改造方面提供了技术认知与参考。

　　关键词：烟草；恒温恒湿；实验室

　　中图分类号：TB

　　文献标识码：A

　　doi：10./ki..2017.15.094

　　目前，在恒温恒湿实验室设计方面的主要研究主要集中在对温湿度的精准控制方面。但根据实际建设的具体条件和实际应用范围进行适用性设计方面的研究鲜有报道。恒温恒湿实验室是一种结构复杂和技术性较强的工程，其应用领域较广，各领域因检测的技术标准和目的的不同，在恒温恒湿实验室设计方面会有显著的差异，所以必须按照具体应用领域进行有针对性的设计与研究。为此，重点对烟草检测实验室在设计方面的选择要点进行研究与讨论，以期为烟草检测用实验室的设计与改进提供参考。

　　1系统组成

　　1.1工艺目的

　　环境温湿度的波动性对烟草实验室检测设备及测试结果的准确性有重要影响，卷烟国标规定在对卷烟的吸阻、圆周、硬度、通风率、质量以及主流烟气等项目进行检测时须在温湿度满足测试试验的大气条件下进行，所以在实验室设计时，应根据实际的检测指标和应用的范围合理地确定实验室的湿度波动度、空气流速、噪声等参数以满足工艺性的使用目的，预防实验室在设计时无法满足使用或检定标准。

　　1.2系统构成

　　恒温恒湿实验室是采用智能的控制方式实现对温湿度的控制。按照系统单元一般划分为恒温恒湿机系统、新风系统、送回风系统、保温系统、供电系统、照明系统、温湿度检测系统、信息化系统和消防系统等，其结构较为复杂。在实验室设计时，必须充分考量系统的构成单元的衔接与配合，防止相互干扰、设计得不合理，导致无法满足使用条件和日常维护困难等因素的发生。一般地在设计时应结合实际以发展的角度考量各系统的先进性，并结合实验室的布局合理性、保温保湿能力、抗干_能力、检测设备安装条件，采取针对性的措施加以完善，确保在建设、和改造实验室时的可操作性。在实验室单元设计时，应根据单元特点确定负荷量、数量、安装位置以及尺寸等保障使用的可靠性以及可维修性，来减少后续维护成本。

　　2系统设计

　　2.1空调机组的选择

　　恒温恒湿机组是实验室温湿度控制的心脏，也是实验室设计的关键。在选择恒温恒湿机组时必需从系统的稳定性、节能性、控制精度和结构等方面进行综合全面的评价。恒温恒湿空调机不能单纯依据使用的面积来选型，应首先根据总体湿负荷而选型。具体而言，是依据其面积、层高、初始湿度值目标湿度值、室内密闭程度、散湿源、新风补给等综合因素计算得出总焓差、单位时间除湿量、加湿量以及制冷量、制热量等关键参数后进行恒温恒湿空调机综合选型匹配。目前，实验室常用的空调机组按照工作原理方式的不同，分为变频式风冷型和水冷型空调机组两类。变频式是指通过变频器实现对空调压缩机的功率的调整，具有节能环保的特点，但因压缩机在变频器的调速下会超负荷或低负荷运行、系统控制单元多、单元间匹配性要求高等特点，导致系统的整体稳定性较差；水冷式是指以水作为冷源，通过空调机组内部的开关控制水的流量来控制制冷量，其工作稳定，但系统过于复杂和庞大，维护成本较高；按照通风的方式不同分为上送风和下送风两种，在实验室设计时选择不同的送风方式，会直接影响实验室整体的布局和结构，所以应严格结合实验室的选址、试验环境和气象条件等进行多方面进行考量来确定。

　　2.2通风结构设计

　　目前，从国内报道的恒温恒湿实验室均采用高架地板下回风循环方式，但这种方式设计实验室时存在着许多缺点，首先，由于架空地板安装需要离地200-300mm，由于实验室毛坯房间设计高度一般为2.8m，设计后净高度为2.4m，空间较小，给检测人员带来很大的压抑感；其次，高架地板稳定性差，严重影响实验室精密仪器的使用，给检测带来不确定的结果。为此，在实验室设计选择下回风结构时，宜采用立柱侧回风方式可以有效减少使用高架地板带来的影响。

　　2.3新风系统的设计

　　新风系统由风机、进排风口、管道等组成，一般安装于实验室顶部的吊顶内，用于新鲜空气的补充和污浊气体的排放，从而实现实验室的换气通风。由于在烟草检测用恒温恒湿实验室设计时，为了确保环境的稳定，减少外界空气流入引起温湿度波动和不良气息给实验环境带来的干扰，实验室通风的设计应为正气压设计；在选择新风系统设备时应遵照（1）保证室内为正气压；（2）保证实验人员所需的新鲜空气流量；（3）保证各个试验区域满足试验所需的条件，确定最小通风换气量；（4）最小能耗等原则对新风设备进行选型，来保障实验室的设计要求。

　　2.4安装材料的选择

　　恒温恒湿实验室设计时选择安装材料至关重要，决定着实验室能设计的成败和验收。在选择安装材料时应严格把安全放在实验室设计的首位，依照国家相关的技术标准和规范选择防火或抗阻燃材料。在对隐蔽工程选用材料时，应选择具有质量证件齐全、标识规范、耐腐蚀、耐压、使用寿命长的材料；选择保温材料时，应按照材料的保温性能，选择保温系数高，吸水率小于10%的材料，从报道的文献看，因岩棉结构彩钢板防火性能优于其他材料，在实际应用中仍作为恒温恒湿实验室设计安装主材的首选材料。

　　3结束语

　　恒温恒湿实验室设计是一种技术复杂的工程。随着国家科学技术的不断发展和新材料的投入和使用，在恒温恒湿设计方面也不断推出新的方法和设计思想。加强对新材料、新理论和新方法的认知与学习，将有助于对设计理念的更新，调高实际设计与应用的水平，来保障质量检测工作的精准性与可靠性。

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