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暖通方案(HAVC)
  有湿度控制要求的电镜室(一般为21℃/45%)采用四管制中央空调系统;冷源为专用低温型风冷冷水机组,设计冷水供回水温度为(2℃/6℃);热源为风冷热泵机组,设计热水供回水温度为(45℃/40℃);冷水机组和热泵均安装在室外, 均满足全年运行要求(环境温度-18℃~43℃) 。

  无湿度控制要求的电镜室(一般为21℃/55%)采用二管制中央空调系统,冷源为风冷冷水机组,设计冷水供回水温度为(6℃/11℃);冷水机组安装在室外,满足全年运行要求(环境温度-18℃~43℃) 。

  电镜室采用组合式空调箱作为空调末端处理装置,在连接的冷热水支管上分别设高精度比例积分式温控阀调节阀门开度来平衡冷热水流量,以达到满足室内温湿度的要求,其中:
A)有湿度控制要求的电镜室采用四管制水系统,专用的PLC模块根据采样的室内温湿度信号分别控制冷热水二个电动温控 阀,执行湿度优先的模式;
B)无湿度控制要求的电镜室采用二管制水系统,专用的PLC模块根据采样的室内温度信号直接控制冷水电动温控阀;
C)中央空调水系统的末端为连续变水量调节,且可以通过调整冷水机组水温调节送风露点,无论湿度控制能力还是温度稳定性均优于分体变频空调加专用除湿机系统。

  电镜室送风采用上送下回低速风道系统,其中上部送风利用了微孔铝板吊顶,与侧下回风组成了类似于洁净室的气流组织,实现了低风噪,室内温度梯度小,温度稳定性好的目标,回风采用自然底部回风方式,适当增加回风口尺寸,以控制回风的流速。该方案可以实现在镜筒处风速<5m/min的要求以外,并可以实现低风噪、温度梯度小、人员舒适的目标。

1)空调系统选型及控制:空调系统选型

A. 采用水系统优点:
►水系统介质换热温差比氟利昂系统小;
►露点可控,温度湿度可根据环境变化精确控制;
►与房间内的目标温度温差小,宜于控制房间温度稳定;
►采PLC控制,送风温度会逐步缩小与设定温度的温差,最终趋近于温差平衡,做到最小温差送风;
►低温水转换为高温水换热-量变,换热温差小;
►配合PLC自动控制系统,温差可控、风量可控、压差可控。
B. 常规的精密空调(恒温恒湿空调,氟利昂系统):
►大风量换气、氟利昂降温/除湿、电加热升温完成温湿度控制过程;
►送风量大,送风风速、送风机噪音高;
►系统换热温差大、不利于控制;
►气液态转换换热—相变,换热温差大。

2)空调系统选型及控制:水空调系统流程示意图


室外机组(放置在屋面设备基础上)

室外机组(放置在地面基础上)
 
4)空调系统选型及控制:重点控制内容

温度控制、湿度控制、风速控制、压差控制、空调噪声控制、PLC智能控制系统

5)空调系统选型及控制:温度控制

温度目标:电镜房间内全年温度设定20~21℃,24小时温度波动±0.4℃,每小时温度波动小于±0.25 ℃ 。 
温度控制
►主要通过调节房间送风温度与风量来实现。
► 针对较大项目,我们建议选用冷水降温除湿+热水,调温+PLC自控系统+PID水阀控制水流量的方案。
►探头的精度影响到房间控制的精度;
►探头精度要高于目标值,才能正确达到控制要求;
►针对本项目,釜易公司选择0.2℃精度的探头,从测量手段方面高于控制要求。

6)空调系统控制:湿度控制

有湿度控制要求的方案设计:
►冷源及冷冻水供回水;
►热源及热水供回水
►保证电镜主机间10Pa正压;
►如有条件电镜主机间隔墙采用混凝土加气块隔墙
►外部大环境条件,如:所在地区气候环境
►满足全年运行。
湿度控制措施:
►采用冷冻水除湿(电镜主机间);
►采用冷冻水除湿+加转轮除湿机:如冷冻制样间、高压冷冻切片间;
►在系统中将房间内相对较高的含湿量(焓值)降低,满足房间内湿度的要求;
►冷冻制样间墙顶采用密闭的双玻镁防火岩棉板,确保房间密闭性能好;
►在冷冻制样间外设置缓冲间,以利于冷冻制样常年保证在30%以下;

 


7)空调系统控制:温度与湿度稳定性控制

►温湿度要求控制在稳定的波动范围内;
►不仅考虑单系统的稳定,还要考虑周围环境对环境的影响;


8)空调系统选型及控制:风速控制

风速控制目标:电镜镜筒周围空气流通速度≯5m/min;
风速控制措施:首先,采用空调箱变频送风,送风风速可控;其次,送风布局设计:采用房间顶部送风,房间底部侧回的形式;第三,在电镜顶部形成一个整体静压箱顶部均压送风;整个房间顶层形成空气均压渗透下沉式送风;满足房间内空气流动速度低于 5m/min的要求。

9)空调系统选型及控制:噪音控制

噪音控制目标:电镜主机间使用环境的噪音要求不大于45dBC;
噪音来源
►主要噪音源1是空调系统运转时:送风风速噪音、风机噪音、风机震动噪音;
►主要噪音源2是电镜配套的制冷水机、UPS、配电柜等设备运行噪音;
控制空调噪音措施:
►送风管内标准风速6m/s,通过加大风管管径,将风管内风速控制在3~4m/s,同时增加风管吸音棉的措施降低风速噪音。
►空调风机选用变频电机风机,计算合理风速后,将风机的电机转速调整到最优,使电机转动声音减低;
►空调风机优先选用后弯叶片离心风机,较传统前弯叶片同型号降低5dB左右;
►风机风速震动:考虑减震方案,设置减震组件、穿墙柔性连接,将震动隔离在风机房内,不向电镜机房传递;


10)AHU空调系统温湿度实际测试数据(AHU cooling system Temperature and HumidityMeasurement)


11)AHU空调系统+冷敷板系统温湿度实际测试数据(AHU cooling system + radiation panels temperature & humidity actual testing figures)

  • > 需求调查

    了解电子显微镜的各项场地环境的需求指标

    了解设备供应商对场地环境的要求

    了解最终用户对场地环境的要求

  • > 现场调查

    安装场地

    测量磁场、振动、噪声改造前状况

    了解外部环境的状况及变动

  • > 方案

    现有环境下的方案

    外部环境对安装环境的影响评估

    方案有效性计算

    方案讨论和确定

  • > 施工

    地基基础改造

    磁屏蔽施工

    隔热、隔声施工

    暖通施工

    其他机电配套

  • > 测试及验收

    改造后的磁场、振动、噪声及温湿度、风速测量

    测试数据评估

    电镜搬入、安装和调试

    电镜安装环境验收


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