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中国建筑科学研究院空调所在恒温恒湿、净化空调技术的

时间:2023-06-25 15:25:37 作者:恒温恒湿机 点击:

[摘要]本文简要介绍了中国建筑科学研究院空调研究所在恒温恒湿、净化空调技术和建筑节能技术方面的研究、开发和应用进展。

1 恒温恒湿空调技术研究

1.1 概述

空调技术是我国解放后逐渐发展成熟的一门学科,涉及各类建筑和生产场所

研究所的室内环境要求,即:室内空气的温度、湿度、流速和洁净度等,直接影响生产过程和人体健康。 随着我国经济的不断发展,各行各业的技术和生产要求将越来越严格,特别是要求保持室内温度和湿度恒定,以满足生产工艺条件,否则就会很难生产出合格的产品,因此恒温恒湿技术的研究势在必行。

20世纪60年代初,在国家科委的十年计划中,恒温恒湿技术被列为国家重点研究课题。 在中国建筑科学研究院空调研究所主管下,成立了专门小组,对空调设备、恒温恒湿指标、气流组织、自动控制等方面进行研究。 1965年获得全套科研成果,包括高精度恒温(2 0±0.5℃、±0.2℃、±0.1℃)和通用精密恒温(20±1℃)和其他技术设计计算方法、采取的措施和设备选型方法; 同时,组织对全国典型工程进行恒温调查和实测。综上所述,在20世纪60年代后期,提出了一套完整的适合我国国情的恒温工程设计方法。 对围护结构、送风温差和换气次数、气流组织与计算、设备选型、注意事项等都有明确规定,均编入《空调设计手册》并在实际工程中广泛应用。 正在使用。

进入20世纪70年代后,技术不断进步,对生产工艺提出了更高的要求。 建设研究院空调所科研人员结合生产实际,深入现场调研,成功实现光栅掩模版室20±0.01℃高精度恒温。 达到国际先进水平。 然而,科学发展永无止境。 生产过程不仅需要恒温,还需要恒湿,如针织品、造纸、医药、食品等,解决恒湿问题还需要从设备和关键技术的研发入手。 空调在引进国外样机的基础上,积极研发转轮除湿机、温湿度传感器、自动控制仪表、模块化温湿度仪表等。 通过几个具体项目的使用,例如,天津某车站恒温恒湿室达到20±.05℃,相对湿度为“±2%; 北京某研究所的恒温恒湿达到20±0.1℃,5±3%RH,表明恒湿技术已经达到±2%。 从此,建研院空调所拥有了全套恒温恒湿技术,具备了进行恒温恒湿工程从设计到调试的总承包能力。

为适应市场经济的需要,不断发展开发了装配式恒温房、恒湿房或恒温恒湿房,非常适合装修工程。

根据一些要求低湿度的生产工艺,如玻璃夹层间、生物制品、仓库等恒温恒湿净化空调,要求室内温度20℃时相对湿度低于25%,甚至15%,允许波动范围不大于2%。 我们采用除湿技术进行设计,选用我们自主研发的除湿机。 北京某生物制品车间内,室温20℃,相对湿度低于20%。 设备满足相对湿度2)±.25%的要求。

近年来,空调所不断发展传统技术,充分发挥综合优势,利用原有的恒温恒湿技术,充分发挥其作用。 不仅取得了良好的社会效益和经济效益,而且在实践中培养和锻炼了新学员。 力量。 例如:某卫星制造厂测量恒温室改造是采用总承包方式,总面积1 1 0 0 m 2 ,共18个测量室。 改造后恒温精度由20±(1~2)℃提高到20±0.5℃、±1℃,节电53%; 用水量从 1·2 ot/h 减少至 st/h; 机房占地面面积由6 2 o m2减少到2 7 7m2,节约5 5%。

综上所述,恒温恒湿技术已成为建研院空调所的传统优势技术,并将在未来继续发挥作用,为空调技术发展做出成绩。行业。

1.2 典型项目

1.2.1 国家级超精密加工实验室

实验室总面积947平方米,共有15间测试室,其中三间要求恒温20±0.2℃,恒湿45±5%,其余为20±0.2℃ 1°C 和 50 ± 10%。

设计采用空调开发的具有上位机通讯功能的WSZ-3模块式温湿度调节器进行控制。 每台仪表可测量温度、湿度、设定值、阀门等16个参数,精度高,分辨率高达0.01℃。 项目完成后进行调试,连续运行2小时后,均满足上述恒温恒湿精度要求。

1.2.2 北京某研究所恒温室设计

恒温室由8个房间组成,总面积236平方米。 各房间的要求如表1所示。

设计时,对于±0.1℃的房间,采用孔板下送风、下回风; 对于±0.5℃的房间,采用侧送侧回风; 其他房间采用狭缝送风口送风和回风。 选用柜式空调,控制系统采用空调所WSZ型模块式温湿度调节器和不同功能模块卡,形成送风温度和室内温湿度两级控制。 连续运行24小时,完成后测量,垂直、水平方向温度均未超过上述要求,湿度小于±5%。

1.2.3 天津某站预制式高精度恒湿室研制

房间建在一栋两层楼的底层。 这是一间普通的办公用房。 需要改造为两个恒湿室。 要求在距离地面(0.5×2)米的区域内,相对湿度应为“±2%”,持续时间至少6小时。

根据上述条件,受建筑面积限制,以原建筑为外壳,内部设置由装配式墙板组成的恒湿室。 墙板与外壳之间采用气套,围护结构进行防潮、隔热处理。 空调机房位于相邻小房间,选用风冷柜式空调,并配有加热器和加湿器。 恒湿室采用孔板送风下侧回风方式。 为了保证2%的恒湿要求,自动控制系统由空调研发的SWD-2温湿度传感器和模块化控制器组成,通过对空调器的两级控制来实现要求。送风参数和室内参数。

完成后,进行冬季和夏季条件下的连续运行评估,记录连续12小时的测量值。 测量结果如表2所示。

其自控系统运行正常,仅需2小时左右即可开始稳定工作。

以上结果表明,采用预制恒湿室方案是成功的,非常适合改造项目采用预制式。

低湿工程 低湿工程是指室内相对湿度小于30%(室温20℃),即含水率在5g/kg以下的场所。 由于湿度要求较低,无法通过冷冻除湿来实现。 一般采用化学吸附或冻湿与化学吸附相结合的方法才能满足要求。 例如:

北京某生物制品车间,潮湿空气经过转轮除湿机后送入室内,经过制冷除湿后进入室内,使室内相对湿度小于20%。

深圳某工厂利用室内外空气混合后进入冷冻除湿机,再通过转轮除湿机除湿,经冷却器湿冷后送入室内,使室温为2℃,相对环境温度为2℃。湿度为2±2.5±2.5%。

1.3 结论

综上所述,建研院空调研究所经过几十年的空调技术研发,系统研究并解决了恒温精度±0.1~±0.01℃、恒湿精度±0.1℃的问题。 5%~±2%。 高精度恒温恒湿成套技术(包括设计计算、恒温恒湿设备及控制仪表等),并已能够以多种形式为各行业提供全套技术服务(以上工程实例足以说明)。 未来,我们将继续努力,结合生产实践,将科研成果转化为生产力,与全国同仁共同努力,为我国空调行业创造新的业绩。

2 净化空调技术研究

全球自20世纪50年代中期以来,空气洁净度逐渐成为空调的三大参数之一。 对温度、湿度波动范围要求严格的是前面提到的恒温空调; 对空气洁净度有要求的为净化空调。 。 净化空调的出现并不是偶然的,它是现代高科技和生产活动发展的结果。 其任务是保证产品加工的精密化、产品结构的小型化、产品质量的高纯度、产品运行的高可靠性。

30多年前,面对国内空气净化技术完全空白、急需的局面,建设研究院空调研究所的空调研发工作从硬件入手,推动普及; 在普及的基础上,还注重理论的提高。 ; 然后去引导、普及。 当时主要是根据三线任务和各部委的要求,首先要提供样机、产品和装置。 经过大约十年时间到1970年代初,我们取得的净化成果已基本与成龙相匹配,从而使当时国家所需的净化空调测试方法、仪器设备可以立足国内解决方案并提供为后来的北京乃至全国。 大规模集成电路大战和提纯技术的普及奠定了良好的基础。 到目前为止,从重量式粉尘测量法、微孔膜粉尘测量法到浊度计、J 73粒子计数器和标准粒子; 、残压阀、传递窗、吸尘器、自清洁装置、压缩空气过滤器、检漏仪、细菌取样器; 从组装式紊流、层流洁净室到0.1μ10洁净室; 从节能低阻、从亚高效过滤器到杀菌屏蔽紫外线消毒器; 从密封导向相结合的双环密封装置到密封胶,均为国内首创。 可以说,在重大仪器设备和重大“软件”方面,从国际上来看,我们起步并不算晚,从国内来看,空调所也走在了前列(见表3和表4)。

改革开放后,是全国空调研究所和同行将国产设备和产品应用于国内净化空调工程的热门时期。 为了引导这种推广,保证工程质量,他先后主编了《空气净化技术措施》和《洁净室施工及验收规范》,并参与编写了《洁净厂房设计规范》 ”。 其中,《办法》是我国首部关于空气净化技术的综合性指导措施; 《建筑规范》是世界上第一个此类规范。 这是我国大发展的重要时期,为净化技术和现代化做出了巨大贡献。

空调院还设计承包了毛主席纪念堂A区、百级白血病病房、109厂整条生产线净化改造、中药西药兽药厂等多项高难度净化空调工程净化车间()、SPF动物房、科学实验室、原子钟恒温洁净室、导弹天平实验室、艾滋病病毒生物安全P 3级实验室等。

在理论完善方面提出了一些新的概念和方法恒温恒湿净化空调,其中一些是国际首创,并在国内规范、手册、书籍中得到广泛采用。 我们分析了湍流和平行流(又称单向流)的流动状态本质,提出了用平行流代替层流的概念,比美国20 9C标准的改变早了五六年。

通过大量实测数据和理论分析提出的我国大气沙尘的统计规律和日变化模型是重要的基础数据,而日变化趋势与相对湿度和绝对湿度基本一致的重要结论是画出来了,并且做出了区分。 对高效系统和非高效系统的区域类型集中度和设计集中度进行了规定,但国外并没有做出区分,这对设计质量特别是超洁净的设计影响很大。房间。

提出了洁净室均匀分布和非均匀分布的计算理论和方法。国内外首次将湍流和单向流

结合统一的解释和计算公式,揭示了它们的特点和规律,澄清了一些难以解释的实际问题,使具体计算变得简单易行。 迄今为止,国外尚无简单、准确的计算粉尘浓度和自净时间的方法。

单向流洁净室以其巨大的风量一直是令建筑商和设计师头疼的问题,因为美国联邦标准规定其截面风速不应低于0.45 m/s。 因此,如果能够根据地面降低风速,不仅会产生巨大的经济效益,而且会给设计和施工带来便利。 《平行流洁净室干极限风速研究》在国内外首次提出足以抵抗四类干扰的下限风速,并考虑了室内热源和人行走因素,从而跨越了国际权威数据设定的“门槛”,使设计风速可降低1/3,其可行性已被国内大量实践证明。

从洁净室类型来看,经典的垂直单向流由于其顶部全送、底部全回的方式带来了很多问题,制约了百级洁净室的推广恒温恒湿机组,特别是在国家像我们这样的低资金。 我们通过可视化水模型对两侧下回风洁净室的特性进行了研究,这在当时国内该领域也是首例,并且使数学模型的结果成为可能。可见的事实。 研究成果为此类洁净室的推广应用提供了理论依据和具体数据。 到6m,这已经足够满足实际需要了,从而从一定方面极大地促进了百级洁净室的发展。 目前国内建造的百级洁净室大多是这种无网格地板的简易型。

在探测方面,我们比美国早几年提出了最小探测能力、最小测量点数、风速不均匀性的概念和计算方法,并收录了美国和日本提出的数据之后。 从技术上来说,我们提出的密封与导向相结合的双环密封装置在国外是前所未有的,为超洁净室的发展提供了有益的密封技术。

目前,我国净化空调面临着电子工业和医药工业发展的需要,将会有一个更大的发展时期。 20世纪90年代,日本年产芯片100亿颗,韩国30亿颗,而我国只有1亿多颗。 当时我国高效过滤器年产量为7万至8万台。 净化产值35亿美元,占国民生产总值2.45万亿美元的1.5‰。 此外,我国还有数千家中西药厂需要按照《药品生产质量管理规范》(即GMP)的要求进行净化改造。 因此,即使不谈其他行业对净化空调的需求,从电子行业发展净化空调赶上国际水平或者应用净化空气,对于净化空调来说也是一个难得的机遇。国内医药行业技术改造的调节剂。 为我国净化空调发展做出贡献的空调研究所也应该多做一些事情。

3 建筑节能技术研究

3.1 概述

目前,我国每年新建城乡建筑建筑面积超过10亿平方米,其中城市住宅2亿平方米,公共建筑和工业建筑2亿多平方米,700多座万平方米农村住宅。 我国现有的建筑面积也非常大。 1990年底,城镇住房建筑面积70.9亿平方米,农村住房建筑面积175亿平方米,合计245.9亿平方米。 预计1991年至2000年将完成城乡住房建设106亿平方米,是世界上住房建设数量最多的国家。 要实现其基本功能,需要大量的能量。 建筑能耗包括采暖、通风、空调、制冷、照明、家用电器和热水供应等能耗,其中采暖和空调能耗是主要能源消耗。

我国幅员辽阔。 与同纬度其他国家相比,这里冬季十分寒冷,夏季炎热。 但建筑保温、气密性较差,采暖系统热效率低,单位住宅建筑面积采暖能耗比发达国家高数倍。 仅在“三北”地区的城镇,虽然人口仅占全国的13.6%,冬季室内温度也不能始终保持在16℃以上。 1993年,建筑采暖能耗达到1.01亿吨标准煤,占全国能源消费总量的9.6%。 我国以长江流域为代表的中部地区,人口占全国人口的1/3。 冬天潮湿寒冷,夏天炎热。 过去供暖受到限制。 随着经济的发展,供暖设施在城乡房屋中的使用越来越广泛,全国范围内的“空调热”日益增多,热水供应也将逐步发展。 对于广大农村来说,建筑热仍在持续,但房屋的保温性能很差,改变冬冷夏热的室内环境势在必行。 20世纪70年代末、80年代初以来,大量以旅游酒店、高档租赁写字楼、公寓、购物中心为代表的民用空调建筑建成。 以高档旅游饭店为例,到1993年底已有2500多家。由于这些建筑均配备常年舒适空调,建筑标准较高恒温恒湿空调,且主要能源为电力,因此已成为旅游饭店的重要组成部分。城市民用建筑用电大户。 在一些城市,此类建筑的总用电量已占城镇居民总用电量的40%,高峰时段电力供应普遍短缺,被迫采取限电措施。 因此,采暖和空调能源消耗将迅速增加,预计到2000年将增加到1.79亿吨标准煤,占全国能源消费总量的13.6%。 可见恒温恒湿空调,随着现代化的发展,能源供应将更加紧张,从而影响经济的可持续发展。 然而,能源生产远远落后于经济发展。 “九五”期间,我国经济预计将保持8%至9%的增速,而一次能源生产增速或力争达到4%。 为缓解能源供给对经济增长的制约作用,经济发展所需能源应更多依靠节能。

建筑节能起源于1973年和1979年两次世界性石油危机,经过许多发达国家20多年的努力,建筑节能取得了长足进步,取得了显著成效。 1982年起,原国家经委向建设部拨款组织开展建筑节能工作。 空调所从摸清北方体量大、面积广的建筑采暖能耗入手,作为主编单位之一,编制了我国首个供暖房屋节能设计标准, 1995年再次修订。为制定空调建筑节能设计标准,国家计委空调研究所对我国旅游饭店空调建筑能耗进行了调查测量。北京、上海、广州等地。 在推动技术进步方面,在原国家经委、建设部的支持下,开展了平衡供热技术的研究和产品开发,提高了供热系统的能源利用率。 为改善北方农村住宅、公共建筑和中部地区城市住宅冬夏季室内热环境条件,在国家计委、农业部、建设部支持下,研究对利用被动式太阳能改善室内热环境的技术进行了研究。 山东农村和苏皖城镇建设了以被动式太阳能为主的节能住宅。 过去,我国中部城市住宅没有安装供暖装置。 为了从理论分析和实测中得到适合该地区居民的室内热舒适环境指标的最低水平,在国家自然科学基金委的支持下开展了研究项目,并获得了该地区最低水平的室内热舒适环境指标。初步获得了面积。 水平舒适度指数和优化设计软件的发展推动了被动式太阳能在建筑中应用技术的发展。

综上所述,经过20年的发展,建筑节能技术已成为空调院的优势技术之一。 结合国家需求,未来将深度投入,在建筑节能产业技术发展方面做出成绩。

下面对每项技术进行简要回顾。

3.2 标准与规划

以中国建筑科学研究院(物理研究所、空调研究所)为主编单位,我国首个建筑节能设计标准? 《民用建筑节能设计标准(采暖住宅建筑部分)》由建设部于1986年颁布,确定为第一阶段节能目标,即与19801/981年住宅建筑总体设计相比,按此标准设计的住宅建筑可节能30%。 1992年对该标准进行了修订。 1995年,建设部颁布《住宅建筑热工及采暖节能设计标准》,提出第二阶段节能目标,比第一阶段降低30%。 即在1980/1981年住宅建筑总体设计能耗水平基础上可节能50%,但节能投资不超过土建工程造价的10%,投资回收期节能投资年限不超过10年,节约1吨标准煤的投资不超过开发吨标准煤的投资。

1993年,国家技术监督局和建设部联合发布了《旅游饭店建筑热工及空调设计节能标准》。 本标准为强制性国家标准,要求审批新建、扩建、改建旅游饭店可行性研究报告节能章节时,设计单位在进行旅游饭店设计和管理时,应遵守本标准的规定。

1995年,建设部印发《建筑节能九五规划及2010年计划》,进一步明确了建筑节能三步走的目标。

3.3 平衡加热技术

采暖建筑节能标准明确提出节能指标,应通过提高围护结构保温性能、提高门窗气密性、提高采暖系统锅炉运行效率来实现以及管网的输送效率。

to the , and of the in my , it is that the key for the to meet the is . In the , hot water is to each user (such as each in a ) by a . For a pipe that can to the , each user be able to flow the water , which can meet the needs of their heat load. , due to , most of the and loops and loops of units (or power ) have , that is, the flow of hot water users and units does not match the water . In order to the of room in the , in the past, the or user units often the of units and water pumps, in and waste of . This is in the high , which does not meet the - index value, and the poor of , and the room of each in the , the is only 10 ~ 12 ℃ or lower.

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Since the late 1970s, the Air has been in how to use solar as much as and to . With the of the of and the of , in the " Five-Year Plan" and " Five-Year Plan" , in-depth on solar heat and heat , and built solar and in and rural , and very good , that is, the room is above 10-12°C, and the in is below 15%.

In order to the of solar for urban in the and to learn , with the of the of and the State , the " of - in my 's Zone" was Sino-Swiss (Dian) and . By the of the south- -to-wall ratio and the of the , have been built in Wuxi New and Ma' Pearl , a of the " Five-Year Plan" , and the south- in has 10. -12°C, the daily room of south- is 2°C lower than that of in , and the by about 10%.

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