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实验室高温室管理制度精选(九篇)

实验室高温室管理制度

第1篇:实验室高温室管理制度范文

关键词:铁路试验室;监理试验室;管理

中图分类号: TK417+.5 文献标识码: A

当前,铁路建设越来越向高速、重载方向发展,大力推行标准化管理,有效提高管理水平,是高标准、高质量、高效率完成铁路建设项目的重要保证。试验检测是监理单位进行工程质量管理的重要组成部分,也是监理行使工程质量控制的重要手段,加强监理试验室标准化建设是推动铁路建设项目标准化管理的重要措施之一。

一、铁路工程监理试验室标准化建设推进背景及当前状况

国家十一五期间,铁路投资规模加大,各监理单位按照合同及工程需要设立了不同规模的监理试验室。在2009年8月21日之前,监理试验室在资质、人员资格、验收主体、验收程序、试验室设施、工作职责、管理要求、管理跨度等方面没有统一标准,在此期间,各监理单位试验室在人员、资质、管理水平上参差不齐,标准化管理也成为铁路工程试验室急需解决的实际问题。近日,铁道部下发了《铁路工地试验室标准化管理实施意见》工管办函[2013]284号,对工地试验室制度建设、人员管理、设备管理、信息管理、试验过程管理全面标准化提出了指导意见,这也成为监理试验室建设与管理的指导依据。

监理试验室作为监理单位行使监理行为的一个部门,具有试验室管理与现场工程管理的双重特性,一方面要按照国家相关法律法规、标准规范规定的试验方法对试验室进行建设与管理,同时又要按照相关监理规范、铁路工程施工质量验收标准规范对施工现场工程质量进行过程控制,这两种特性为监理试验室标准化管理提出了更高的要求。

新建山西中南部铁路通道项目是“十一五”期间国家重点工程,为目前国内第一条设计轴重30t的重载铁路,跨晋豫鲁三省,全长1260公里。笔者所在监理单位担负着115.82公里的线下施工监理任务,管段内隧道15座,累计28.09km;正线桥梁37座,累计29.75km;路基58 km,并含车站3座及配套工程。在建设初期,建设单位就提出严格加强标准化管理的要求。监理试验室承担的监理作量及质量控制难度较大,一是站线长,;二是涉及检测项目多,隧道、桥梁、路基、站场等涉及的原材料、半成品种类繁多,批量很大;三是施工工艺较复杂,涉及高墩身预应力悬灌现浇梁、大型预制梁场、长大隧道、高墩身施工;四是质量安全要求高,其中含山东省段最长隧道、最高墩身等控制性工程。

二、铁路工程监理试验室标准化建设的有效措施

(一)、充分考虑管段规模、监理单位总体规划、仪器设备、设施环境等情况,统筹考虑试验室的选址、建造等基础建设工作

1、 试验室选址直接影响下一步试验室建设及试验室正常运行管理,是试验室标准化管理的重要环节。首先,要根据管理规模进行合理选址。根据《铁路建设项目工程试验室管理标准》(TB10442-2009),当标段不超过60km时,可只设中心实验室,当标段超过80km,除设中心试验室,还应增设分试验室,中心试验室应设在管段的中部且交通便利的位置。本工程监理标段115.82km,因此设了中心试验室,并设了分试验室。中心试验室设在了交通便利的沂源县城,为管段的中部。

2、监理试验室是服务于监理单位并接受其管理的现场一线试验室,选址会影响投资成本、管理成本等经济指标,选址过程应充分与总监理工程师进行沟通,征求总监理工程师对管理规划方面的意见,征得总监理工程师的支持,为标准化管理实施取得有效保障。本项目中心试验室为宾馆楼房改造而成,与监理项目部比邻而建,这充分考虑到总监理工程师对试验室工作职能、信息传达、统一管理等方面的要求。

3、试验室的建造应按试验室规模,结合检测项目合理设置检测室,选定合适的检测室面积。

首先是检测室间数,一般监理试验室需设置混凝土室、胶凝材料室、骨料室、土工室、化学分析室、高温室、样品室、标准养护室、办公室、资料室。其次考虑试验室各功能区的布局要求。检测区和办公区分开布置,力学室大型压力机安装安全可靠,混凝土室排污沉淀池设置有效,标准养护室满足抗渗、隔热保温要求,土工室与骨料室粉尘、噪音、振动控制满足检测要求,废品区设置应满足当地环保要求。另外还要考虑试验室对上排水、电压、信息化办公、交通等硬件要求。

本中心试验室的建设得到公司领导的大力支持,建设完全符合要求,这为检测工作的顺利开展提供了坚实的基础。

(二)、试验室建设过程中充分考虑试验设备配置、设施环境条件方面的要求,同时应重视人员素质与所监理工程技术水平相适应

1、仪器设备、设施环境条件是监理试验室出具客观、准确的检测数据的基础条件,是监理试验室标准化管理的重要组成部分。

(1)、重视试验设备的安装,这是试验室建设经常忽略的问题。试验设备的正常运行是一项系统工程,不符合要求的安装会影响检测精度,从而影响检测数据。如水泥胶砂振实台按照《水泥胶砂强度检验方法》(GB17671-1999),应安装在高度约400mm、体积约0.25m3、重量约600kg的混凝土基座上,并下垫一层厚5mm天然橡胶弹性衬垫;水泥胶砂流动度测定仪按照《水泥胶砂流动度测定方法》(GB/T2419-2005),应安装在长宽各400mm、高约690mm水平混凝土基座上,基座由容重至少为2240kg/m3的混凝土浇筑;如果标准未规定但仪器说明规定安装方法的应按照仪器说明进行。

(2)、同一检测室不同检测项目对环境条件的要求不同时,应按最严格的要求采取措施。如混凝土配合比验证、外加剂检测均在混凝土室进行,但对环境条件要求不同,混凝土配合比试验温度要求为(20±5)℃,外加剂试验抗压强度比温度要求为(20±3)℃,凝结时间差温度要求为(20±2)℃,故混凝土检测室应按(20±2)℃要求采取措施进行环境条件监控。

(3)、试验设备布局要考虑检测项目对检测环境条件的影响,合理布置。如沸煮箱、高温炉不应放置在水泥检测室,原因为水泥室温度要求(20±2)℃,沸煮箱、高温炉产生大量热量影响温度恒温,应单独设高温室;水泥比表面积仪也不应放至在水泥检测室,因一般项目要求水泥检测室湿度不小于50%,而比表面积检测项目要求不大于50%,比表面积仪可放在化学分析室。

(4)、加强化学试剂的管理。化学试剂作为试验媒介,直接影响试验结果,与试验设备具有相同的地位,在试验室建设中往往不被重视。化学试剂应进行台账管理,列明名称、规格、数量、生产日期、有效期、用途,并应有消耗台账。存储应满足化学试剂存储说明。

2、试验室人员素质应满足所监理工程技术要求,为实施标准化管理奠定坚实基础。人员作为监理试验室标准化管理实施第一生产力,人员试验技术水平、工程标准掌握应与所监理工程项目技术要求相适应。

(1)、做好人员培训与考核。在试验室建设时,应根据所监理工程项目的内容配备相应的检测和管理人员,还要针对工程的具体情况,进行岗前培训,并对人员的能力、水平进行考核,考核方式采用问卷、考试、技术答辩等方式进行,考核合格方能上岗。

(2)、相关人员资质必须满足《铁路建设项目工程试验室管理标准》最基本要求,检测人员必须持证上岗。

(3)、试验人员要充分把握检测技术的更新,严格按照最新标准规范要求操作,避免教条。如《铁路工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)实施后,骨料检测试验方法由行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52-2006)变为国家标准《建设用砂》、《建设用卵石、碎石》(GB/T14684-2011、GB/T 14685-2011),其中环境要求变为(20±5)℃要求,应配备空调,但《铁路建设项目工程试验室管理标准》对骨料室配备空调并无要求。

(三)、加强铁路工程监理试验室标准化建设的重要方面是数据服务于工程安全质量、服务于工程生产

1、试验室最基本的“产品”是检测数据,监理试验室更应充分发挥数据在质量控制过程中的作用,做到以数据说话,数据服务于现场。首先检测台账中应有检测结果数据,定期对检测结果数据进行统计分析,剖析其中波动情况,查找重点监控的原材料,采取提高检测频次、加强巡检等措施。其次与施工单位检测数据进行比对,确保检测数据的准确可靠,能够代表实际情况。当与施工单位数据出现明显偏差时,应分析取样代表性、检测能力、仪器设备等方面,查找原因,定性分析,同时作为提高试验室检测能力的手段。检测数据充分服务于现场生产,如路基填料分组发生变化时,根据检测所得级配情况,对施工单位提出纠正整改措施;当混凝土原材料品质发生波动时,应提醒驻站试验监理增加混凝土拌和物见证频次,确保混凝土坍落度、含气量、泌水率、温度、匀质性满足要求。

2、试验检测贯穿整个监理行为,监理试验室单单提出合格与否远远无法满足建设单位对监理质量、安全控制的要求,应做好现场质量源头控制,拓宽监理试验室标准化的范畴。拌和站作为混凝土质量控制的重要环节,在拌和站验收阶段,应结合对混凝土的质量要求,全面考虑拌和站设施是否满足搅拌时间、称量误差、加料顺序控制等要求,并及时提出整改意见;在生产阶段,每个拌和站安排专门试验监理人员对混凝土生产进行全面控制,使用于工程的每立方混凝土均达到设计及标准要求。在隧道出现涌水等病害急需处理时,应按照监理既定程序,针对不同材料特性及时提出材料使用建议。

(四)、监理试验室标准化建设应注重人员教育培训,发挥其主观能动性

随着铁路建设技术的不断提高,相关标准规范也在不断完善、更新,监理试验检测作为一项专业性较强工作,不但要掌握检测程序、检测方法,同时要掌握相关验收标准规范,这对监理试验检测提出更高要求。做好人员培训,提高其试验检测水平,完善通过检测数据处理现场实际问题的能力,掌握检测技术发展方向,发挥其钻研、创新能力,对标准化建设具有重要意义。

监理试验室应安排技术能力全面、监理经验丰富的人员编制人员培训计划,其中包括培训大纲、培训课件、培训考核、考核结果分析,并按照计划进行有效实施,最终将考核结果纳入监理单位整体管理体系。根据工程的实际需要,邀请试验检测方面的专家进行经验介绍、案例分析,是提高监理试验室检测能力有效手段。对现场试验检测,结合现场质量问题处理方案,进行现场检测技能演示、现场观摩、现场会议分析交流,能够有效提高试验人员处理现场实际问题的能力。

三、结束语

铁路工程监理试验检测工作,是监理工程安全质量控制的重要手段,加强监理试验室标准化建设,是全面推行铁路“六位一体”工程建设重要保障。因此,努力完善铁路监理试验室标准化管理,提高检测能力及管理水平,不断创新、完善、充实其内容,是铁路工程建设技术水平快速发展的重要组成部分。

参考文献:

1、《铁路建设项目工程试验室管理标准》(TB10442-2009);

第2篇:实验室高温室管理制度范文

关键词:LabVIEW;树莓派;实验室管理

随着信息化与数字化时代的到来,高校实验室作为师生教学和科研的重要场所,不仅拥有大批贵重、精密仪器设备,还是学校人群密集区,使实验室安全管理问题显得更加重要和突出。实验室管理不当不仅会导致实验室资源利用率低,还会直接造成实验室重大的财产损失和人员伤亡。

目前,高校实验室的安全管理主要依赖于人工管理,管理体制和管理方式上过于单一,对于实验室实施开放式管理非常困难。当前国内高校实验室的安全管理都较为原始,门窗的关闭、设备的使用、材料的耗损,一般依附于实验室专门检查、执行的工作人员;实验室流动性大、接触人员多,不仅需要实验室工作人员明确的分工,还需要加大对安全管理的监督、检查力度,但人工的管理难免有疏忽,事故责任相互推脱屡见不鲜。为了解决大部分高校实验室仪器设备使用率低、实验室安全监控不完善的缺点,设计了一种基于LabVIEW和树莓派的智慧实验室的设计与实现系统。

1系统硬件设计

1.1树莓派模块

该系统以树莓派为核心,利用摄像头、烟雾报警器、人体红外传感器、火焰安全传感器、温湿度传感器采集到的数据,通过GPIO接口实现与树莓派通信,利用无线模块将实验室监测的数据、视频实时发送给上位机。具体实施步骤为:首先根据树莓派的驱动程序将树莓派的GPIO端口号和各传感器进行连接,确保模块功能正常使用;将树莓派和传感器放在实验室合适的位置上,从而进行全面、实时的监测;之后用户自定义实验室的情况。达到用户指定情况,上位机通过无线收发模块向树莓派发送开关命令数据。开关控制模块与树莓派相连,树莓派收到开关命令数据后向继电器发出命令,继电器控制门、窗帘、空调等设备的开关。最后,上位机界面显示树莓派传送上来的数据,并进行对比处理,超过阈值,发出警报,并及时提醒管理者。基于LabVIEW的智慧实验室的系统图如图1所示。

1.2硬件模块的改进与实现

本系统的硬件主要包括摄像头、烟雾报警器、人体红外传感器、火焰传感器、温湿度传感器等多种模块,通过GPIO接口将树莓派与各传感器和电路通信,实现与外部世界交互,通过发送高电平或低电平信号到外部设备,从而控制各个功能模块的工作。本树莓派使用了3代B型,功能拓展性高,允许它充当控制器去控制一个更大的电子电路。如图2是树莓派模块与传感器的搭建。

摄像头与树莓派相连,在LabVIEW界面上可以观测到实验室的所有情r。当不使用实验室时,根据安装在门窗上的人体红外传感器传来的数据可以判断是否有人员进人。当有人员非法进出实验室时,上位机接收红外数据,对摄像头发出拍摄指令,将非法人员的照片存入上位机,并向树莓派的蜂鸣器发出指令进行警报。

温湿度传感器DHT11能够同时测量温度和相对湿度,在检测到环境变化时就把相应的数据电平发送给树莓派执行来传给上位机监控系统。DHT11应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术,具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性、超快响应、抗干扰能力强。上位机监控界面LabVIEW,通过发送到的数据字符串,提取温湿度值,并采用数字和波形图的方式显示出来。用户可按季节等因素设定最佳的温湿度值,系统将设定值和当前数据对比,当室内温湿度低于或高于温湿度的设定值时,控制终端设备进行温湿度自动调节。

同时为了防范插座引起的火灾,而采用了火焰传感器。火焰传感器对火焰最敏感,可以检测波长在760纳米~1100纳米范围内的光源,灵敏度可以根据需求调节。火焰传感器输出接口可以与树莓派GPIO口直接相连,把外界的红外光的强弱转化为高低变化的电平信号,输入到树莓派,上位机根据接收的信号判断火情发出警报。

烟雾的检测采用MQ-2气体传感器,探测范围广泛、灵敏度高、稳定性好,可燃气体数据通过无线模块发送至上位机,当检测信号超过设定的阈值时,上位机上有所警示并发送紧急命令给树莓派,树莓派发出警报并关闭所有开关。

2系统的软件设计

系统实验室的软件设计包括控制开发环境的搭建,Lab―VIEW库函数的调用,数据采集程序的设计和图形化的界面程序设计。用LabVIEW来设计用户界面、子程序框图,包含图形化的程序”G”语言编辑器,TCP/IP、Active x等库函数和设计测试并实现仪器系统功能。

LabVIEW工具用图标、连线和框图代替传统的程序代码,编制各种控制程序,通过测试测量最终实现子程序调用。

2.1前面板的设计

前面板界面主要由监控画面、温湿度实时数据、温度计、软件电源开关、继电器电源开关以及火焰、烟雾报警的显示窗口组成。

监控图像采集部分主要由LabVIEW前面板控制面板中VI―SION模块的IMAQ或者IMAQdx来采集,并且结合VB和VC中调用摄像头用的图像控件,也就是picturebox共同实现,另外捕捉摄像头利用的是capCreateCaptureWindowA函数。温湿度部分通过温度计和数值两种方式显示数据,温度显示部分由一个温度计和一个显示控件构成,两者可以显示0到40摄氏度的温度;湿度显示部分由一个湿度计和一个显示控件构成,两者可以显示相对湿度的范围为0到50%。

前面板上的火焰、烟雾报警模块由两个布尔元件组成,在正常情况下,报警灯显示为绿色,在温度或湿度在遇到超过设定的阈值的情况时会变成红色。火焰、烟雾报警灯模块下方的“开关”控件是上位机程序的开关,“电源开关”控制继电器。当继电器开启的时候用一个微小的电流,能控制大功率的电路、扩大控制范围,在信号达到定值时,按触点组的不同形式,同时换接、开断、接通多路电路,达到自动开关的目的。

2.2后面板的介绍

LabVIEW开启之后,程序创建多个并行循环,在每个循环中中分别建立负责接收温湿度信息、火焰报警信息,烟雾报警信息的UDP服务,建立监听和控制继电器状态的tcp服务(每个服务分别监听一个上位机的一个网络端口),以及打开视频监控。树莓派获取到传感器数据之后立即将数据打包通过网络抛给labview端设备的相应端口。上位机labview获取数据之后,处理成相应状态显示。其中温湿度传感器传递过来的为数值字符串,火焰和烟雾传感器传递过来的是0、1状态,其中火焰传感器0状态时为有火焰,1状态时为没有火焰,烟雾传感器状态响应与火焰传感器相反。获取电源继电器。继电器状态为1(开)0(关)实时返回,当实验室忘记断电时,可以点击电源开关。这时LabVIEW会发送0指令给树莓派,树莓派接收之后关闭继电器。

3实验结果

智能实验室的设计与研究的界面如图所示,LabVIEW前面板控制面板中最左边的是监控图像采集部分,用于实时掌握实验室动态;其右侧显示的是当前温湿度,能将树莓派采集的数据成功的传输至上位机,具有较高的精确性。

为了验证该实验室系统的准确性,实验采取不同温湿度、烟雾、火焰环境进行测试,并且分别做了记录,实验发现当发生烟雾火这火焰时的对应但是警示灯会变成红色,并发出蜂鸣警告。提醒管理人员进行检查并处理。为实验室人员工作带来了便捷,加强了实验室安全设施建设。

第3篇:实验室高温室管理制度范文

[关键词]车辆工程;科研;实验室

中图分类号:F276.42 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)18-0009-01

为了促进车辆工程专业的发展,提高内燃机学科的教学、科研水平,发动机性能实验室引进了1台电涡流测功机,是凯迈机电生产的电涡流测功机。本实验室主要用于发动机的研究、设计及教学,它能测试汽车发动机性能数据,主要针对应用型大学本科实验教学及检测而建立的。根据实验室相关的技术要求,本着实验的安全和经济型,实验室设计合理、建设规范、设备使用可靠、自动化程度高,能开出内燃机的相关实验的角度,实验室建成并投入使用。以下介绍发动机性能实验室的设计与建设。

1.实验室的设计与建设

测功机实验室对实验用房的要求较高,设计建设时要注意以下几个方面。

发动机工作时噪声很大,为了不影响人们的生活、工作和学习,实验用房必须选择在较偏僻的地方。测功机主机室应有有良好的消音系统, 减少噪音和废气对发动机测功的影响以及对人身健康的危害,墙面和顶面应装多孔性吸声材料,门窗应为双层,观察窗应采用防弹玻璃。测功机实验室用消音坑降低发动机排气噪声。实验室用循环水冷却发动机和测功机,因此在实验室的设计与建设时要同时考虑室外的水槽。主机室的面积不要太小,高度不要过低,要顾及到教学需要及其他设备的安装,如油箱、天吊 ,通风机等。要考虑实验室的安全,特别要防止火灾的发生,要考虑救灾措施,如配灭火器,电源总闸应在显要处等。

2.实验用房及台架基础的设计与建设

发动机在工作时是一个振动源。其振动通过地面传向四周,会对实验室内的其它仪器设备造成影响,使其测量不准确,甚至无法正常工作。特别是在长时间的耐久性试验中,更会对测试人员的生理和心理造成伤害,因此,设计台架基础时必须考虑隔震的问题。本实验室采用的是减震弹簧隔震。在螺旋弹簧的上方,安装一块铸铁平板,铸铁平板主要为发动机、测功机等提供基础实验平台,台架基础的重量较大,其自震频率就小,这样就远离了发动机的工作频率,在发动机工作时就不会有共震的危险。与传统的方法是采用橡胶隔震或地沟隔震相比,隔震效果较好,同时,为了避免发动机和连接件共震,在发动机和连接件之间安装橡胶隔震垫。

3.测功机装置布置

测功机的位置一旦确定以后,管道的布置和发动机的固定也就确定了,测功机应布置在便于观察的位置,并且保证传动轴和观察窗是平行的。要充分估算测功机中心线至基础平板的高度,过高与过低都不好。实验室现阶段采用ATK发动机作测试机。为适应不同的机型,通常发动机支架高度可调,通过更换不同的发动机与测功机连接件可实现固定不同发动机。

4.冷却系统设计与施工

测试时需对测功机、发动机冷却水、发动机油进行冷却。从实验室的结构角度考虑、采用循环水来冷却,根据测功机的结构考虑,要求是开式循环。在实验室房隔壁建有水箱,水箱安装在地面上方。采用水箱在地面上方这种方式要求使用两个循环的水泵,一个泵将水泵到测功机、冷却恒温装置、机油恒温装置,另一个水泵将水抽回水箱。采用开式循环,要保证进水和出水的量要一致,水泵的控制由小水箱的液位传感器控制。水道上设计安装了水压传感器,水压不足时会自动报警。测功机的排水应顺畅,排水的阻力应尽量小,因此水池内的水面应低于测功机出水管的平面且排水管路的弯道应尽量少。为了保证水不会倒流,在进回水管上要串接单向阀。同时,进入测功机的水要保持清洁,在进水口要安装滤网。发动机油的冷却是在机油滤加上一个短接,从发动机机油滤引出到进入油冷却器中冷却的,由一个专用油泵的作用下。可模拟发动机机油在汽车中的冷却环境。为了保证发动机冷却水足够,水恒温箱还具有自动补水功能。冷却系统的设计与施工是内燃机电涡流测功机实验室的重点和难点,必须高度重视,要求实验室冷却系统管道设计合理,施工规范。

5.进排气系统

进气系统采用自然吸气方式。为减小排气阻力,排气系统不允许安装消声器,但发动机排气噪声对环境有很大影响,必须加以处理。具体方法:废气经排气管道排入消音坑,使废气在排出过程中经多级膨胀,达到消音目的。排出的废气经过风道用鼓风机排出实验室。试验过程中在主机室内会产生一些燃油蒸汽和燃烧废气,从安全和卫生的角度考虑,实验室应有良好的通风设施。实验室的通风设计方案:新鲜空气从风道用鼓风机吹入实验室,自上而下经过发动机后,由实验室地下风道排到室外,从而形成良好的循环。

6.供油系统的设计

发动机燃油储藏在油箱中,油箱应牢固地固定在远离并高于发动机的地方,并且与油箱较近的棚顶不能安装灯,这样便于供油且不易发生火灾。必须使用铜管向发动机供油,接头处使用耐油胶管。在进油的位置安装汽油滤清器,保证进油清洁,不影响油耗仪的测量。

7.发动机控制系统的设计与装配

电涡流测功机的测控系统不仅能够对测功机主机进行控制,而且能控制发动机的油门、发动机的常火挡进行控制,因此,测控系统具有对发动机起动,停车,急停功能。发动机控制系统作为一个独立的单元,安装在测功机控制柜上,机柜安装在测功机操作室内,对整个实验进行控制。系统能够通过传感器测量发动机进气温度、油温度和压力、冷却水温度进行监测和调节,使发动机冷却水、油压力和温度保持在合理的范围之内。系统还具有报警指示灯和安全警报装置,可控制测功机紧急卸载,以确保安全。

8.实验室的管理

内燃机电涡流测功机系统比较复杂,是高精设备,因此日常的维护和管理非常重要。应该执行以下一些措施:

(1)必须要有专业人员管理和操作设备;

(2)发动机性能实验室必须防火;

(3)电控系统要定期通电;

(4)测试前,检要的紧固螺栓;

(5)正式测试,特别是发动机高速运转时,主机室不得有人,发动机怠速检查时,旋转件的侧面不要站人;

(6)测试时,必须严格按操作规程进行,如有异常情况时, 执行紧急停车,待故障排除后方能继续进行。

(7)根据试验规范,要对实验室的空气状况进行测量。因为发动机的进气温度、湿度、压力都对发动机功率构成影响,其测量值最后作为修正参数对发动机测试功率及油耗进行修正。

参考文献(References)

[1] 倪计民,沈剑平.汽车内燃机实验室规划设计的优化[J].车用发动机,1998(1):42-46.

[2] 倪计民,汪静.内燃机实验室通风系统优化设计[J].内燃机工程,1996,17(4):34-38.

[3] 倪计民,沈剑平.车用内燃机试验台架系统设计[J].车用发动机,1997(5):47-50.

[4] 章森.汽车结构系统展示实验室建设[J].实验技术与管理,2004,21(1):137-140.

第4篇:实验室高温室管理制度范文

【关键词】空气源热水器;防霜性能;实验测试;结果分析

【中图分类号】 TM925.32【文献标识码】 A【文章编号】1672-5158(2013)07-0009-02

空气源热水器产品在中国推出以来,已有一段时间,并被一部分消费者所认识。普通的空气源热水系统已经在我国多数地区得到较好的应用。但是在冬季空气湿度比较大的湿冷地区,随着室外空气温度的降低,制冷剂吸气比容增大、机组吸气量减小、制热量下降,而此时恰是末端用户需热量最大的时候,机组供热能力无法满足末端用户的供热需求。针对空气源热泵热水器在低温环境下的适用性问题,系列研究工作相继展开。近年来,随着研究的不断深入,具有防霜作用的低温空气源热水器相继出现,那么该技术在低温条件的运行效果如何,其防霜性能是否能达到要求,就成为了业界人士十分关心的问题。

1 防霜低温空气源热泵系统概述

图1给出了防霜低温空气源热泵系统流程图,根据不同室外气象条件,通过电磁阀切换,该系统可以实现空气源热泵防霜循环、低温循环、除霜循环和制冷循环等不同运行模式。各种运行模式如下:

(1)防霜循环:123VO14ED35EX26241,ED2关闭,ED3打开,ED1关闭;

(2)低温循环:123VO14ED2EX26241,ED3关闭,ED2打开,ED1打开;4ED171(喷气增焓循环)

(3)除霜/制冷循环:126VO35ED34EX1321,ED1关闭,ED2关闭,ED3打开。

1-压缩机;2-四通换向阀;3-室内换热器;4-双向储液器;5-防霜盘管;6-室外换热器;

7-闪蒸器;EX1、EX2-节流阀;VO1、VO2-单向阀;ED1~ED3-电磁阀

该防霜低温空气源热泵新流程具有如下特点:

(1)全年高效运行,区域适应性强。通过喷气增焓技术,可确保机组在较低室外空气温度下正常运行,解决空气源热泵低温下排气温度高、制热量不足的问题。

(2)采用防霜盘管,预热室外空气从而延缓结霜,提高机组运行效率和可靠性。

(3)采用双向储液器,从而使储液器和气液分离器合二为一,不仅简化了系统流程,而且能够实现节流前过冷、吸气过热,进一步提高机组的效率,保证机组的安全运行。

2 实验测试及结果分析

依据系统流程,研制了一台型号为RF14WG的分体式防霜低温热泵样机,额定制热量为14kW。样机选配了一台具有喷气功能的5HP涡旋压缩机,毛细管长度为1.25m,制冷剂为R22。冷凝器单流程长度为0.83m,分7路,12流程,3排布置,风量2800m3/h。蒸发器单流程长度为1.285m,分6路,12流程,2排布置,风量为7600m3/h。通过实验测试,对防霜低温空气源热泵样机在低温环境下的运行特性以及结霜工况下机组的防霜特性进行了相关的实验研究。

2.1 低温环境喷气增焓运行模式实验结果分析

在低温环境运行时,根据阀门的切换实现三种不同的喷气增焓运行模式:

(1)模式1:阀门ED1开,ED2开,ED3关。

(2)模式2:阀门ED1关,ED2开,ED3关,即传统空气源热泵运行模式。

(3)模式3:阀门ED1开,ED2关,ED3关。

当室外环境温度为-15℃,室内环境温度为20℃时,三种模式下,压缩机吸排气压力对比分析。通过对比可以发现,前两种模式的压缩机吸排气压力基本相当,分别为1.1MPa和0.15MPa。而当采用第三种制热运行模式时,由于闪蒸器前毛细管和之后的节流阀的双重作用,导致系统的吸气压力降低比较明显,较前两种模式,降低了40%,这大大降低了空气源热泵系统的可靠性,因此,在防霜低温热泵机组中,模式1的喷气增焓运行方案比较理想,可保证系统运行的可靠性。

当室外环境温度为-15℃,室内环境温度为20℃时,三种运行模式下,压缩机吸排气温度对比分析。从中可以看出,采用传统的热泵运行模式时,压缩机的排气温度最高,而采用了喷气增焓运行模式时,无论采用模式1还是模式3,系统的排气温度均有所下降,下降幅度分别为13.2%和6.5%,由此可见,采用喷气增焓对于降低压缩机的排气温度效果比较明显。

当室外环境温度为-15℃,室内环境温度为20℃时,三种运行模式下,系统性能系数的对比分析。从中可以看出,传统的热泵运行模式时,系统的性能系数仅为1.42,而采用了喷气增焓运行模式,模式1的系统性能系数约为2.03,而采用模式3非但没有增高反而降低,这是由于系统过度节流导致吸气压力偏低,进而使得系统性能系数降低。

通过对上述三种喷气增焓运行模式的研究发现,采用模式1,系统无论从可靠性、还是降低压缩机排气温度和提高COP方面,相比传统的热泵运行模式,均具有明显的优势。

2.2 防霜运行模式实验结果分析

在防霜运行模式下,来自室内机的制冷剂首先经过防霜盘管,然后再进入室外机蒸发器进行节流。由此可以看出,通过将部分供热量来加热经过室外机的室外低温空气,来达到减少或者延缓结霜的目的。在本次实验中,对室内机的风量进行调节,分别保证其最大额定风量的100%、75%和50%,调节室内和经过防霜盘管的热量,达到延缓结霜的目的。

图2和图3分别为当室外环境温度为2℃,室内环境温度为20℃时,室内机风量分别为50%、75%和100%额定风量时,防霜运行时压缩机吸排气压力和室外机上位于不同位置的三个温度测点的温度随着室内机风量的变化。由图2可知,随着室内机风量的减少,由于散失到室内的热量减少,系统的冷凝压力增幅较大,由1.2MPa升至1.45MPa,而蒸发压力虽然也有所升高,但升高幅度较小。因此,从其冷凝压力和蒸发压力,并没有看出具有明显的防霜效果显现。但是,从图3可以看出,比较其蒸发器表面温度可以发现,随着室内机风量的减少,由于散失到室内的热量减少,系统的蒸发器的表面温度具有一定的温升,如当风量分别有100%降低至50%时,A测点的温度由-3.8℃升高至-0.6℃,B测点的温度由-10.8℃升高至-5.6℃,C测点的温度由-7.6℃升高至-5.4℃,蒸发器表面温度升幅普遍较大。因此,通过降低室内机风量,利用防霜盘管可以有效地提高蒸发器表面壁温,进而可以有效的达到延缓结霜的目的。然而,需要指出的是,延缓室外结霜提高系统的可靠性是通过减少房间供热量为代价的,需要平衡两者之间的关系,进行优化两者之间的能量分配。

3 结束语

研究结果表明,在环境温度为-15℃时,模式1的喷气增焓运行方案,无论是从系统的可靠性、降低压缩机排气温度还是提高COP各方面,均是最优的运行模式,也是一种能够保证低温工况下空气源热泵系统高效运行的有效措施。同时,采用防霜盘管能有效缓解结霜,但是,需要平衡供热量和防霜热量之间的关系,使之达到一个合理的能量分配比例,以实现可靠性和性能的双重保障。

参考文献

第5篇:实验室高温室管理制度范文

一般标准对包装材料性能检测有两种形式。一种是出厂检验,由生产企业自行检测,一般都是常规项目,不涉及专业的检测仪器和设备;另一种是型式检验,检验项目为标准全项,需要专业实验室才能完成。按照一般标准的规定,终端用户每年至少应当对使用的材料进行两次型式检测。对于需要在标准恒温恒湿条件处理的样品,标准条件下获得试验结果和数据有以下两点好处:一是可以作为同一家供应商质量稳定性的判定依据;二是可比较不同供应商包装材料的质量差异。

GB/T 10739-2002《纸、纸板和纸浆试样处理和试验的标准大气》对实验室纸张温湿度处理做出了相应规定,本文主要针对该标准对实验室试样温湿度控制详细说明实验室环境处理的规定和意义,期望能让实验室检测的数据更具应用价值。

GB/T 10739-2002标准对纸张温湿度处理的规定

GB/T 10739-2002标准中涉及到的温湿度处理主要包括两方面:试样预处理和温湿度处理。标准中规定:试验标准大气条件应是温度(23±1)℃、相对湿度(50±2)%。

1.试样预处理

标准中规定,由于水分平衡滞后会给试验带来误差,故在试样处理前,应将试样置于相对湿度为10%~35%、温度不高于40℃的大气条件中预处理24h。如果预知温湿处理后的平衡水分含量相当于吸湿过程达到平衡时的水分含量,则该预处理可以省去。在条件允许的情况下,也可以使用硫酸干燥器对试样预处理24h。

2.温湿度处理

将切好的试样挂起来,使恒温恒湿的气流自由接触到试样的各个面,直至试样的水分含量与大气中的水蒸气达到平衡状态。当间隔1h左右两次称量之差不大于总质量的0.25%时,就认为试样的水分含量与大气条件达到了平衡。对于高定量的纸张,应当延长两次称量的时间间隔,其两次称量之差应在规定范围内,以此作为试样平衡与否的判定依据。GB/T 10739-2002标准别提到:具有良好循环条件的实验室,纸张的温湿处理通常4h足矣;对于定量较高的纸张一般需要处理5~8h;对于高定量的纸板和经过特殊处理的材料,则至少需要处理48h。

理化实验室温湿度处理的意义

GB/T 10739-2002标准适用于对整体环境有要求的包装材料理化性能的检测,所有检测仪器设备和试样均应处于温度23℃、相对湿度50%的条件下进行试验。

众所周知,包装材料在实际流通、储存过程中可能会处于低温高温或高温高湿等不同的环境中,这与标准温湿度(温度23℃、相对湿度50%)或者规定温湿度条件完全不同。然而,不同温湿度条件下,包装材料的物理性能会有一定甚至非常大的差异。之所以选择实验室恒定温湿度条件进行检测,就是为了在相同环境下对包装材料的物理性能进行长时间的数据积累,以便判断供货物品的质量连续性和稳定性是否符合相关的技术规范。只有相同环境检测下的数据才具有可比性,否则不同环境下检测的数据只能说明单一批次质量的好坏,而不能评定长期质量稳定性和连续性。

尤其当天气特别潮湿时,纤维类制品的含水率较高,将这类样品放置在温度23℃、相对湿度50%的条件下通常需要3~7天才能达到含水率平衡。需要注意的是,含水率较高的样品在处理时一定要先经过干燥处理,这样可以有效缩短样品后期平衡时间,从而缩短试验时间,节省试验费用。

理化实验室温湿度控制

一般理化实验室需要使用恒温恒湿空调机房专用空调机来控制温湿度。通过恒温恒湿空调机房专用空调机处理过的实验室称为恒温恒湿实验间。恒温恒湿空调机房专用空调机一般包括控制监测系统、通风系统、制冷循环及除湿系统、加湿系统、加热系统和水冷机组水循环系统6大部分。

1.控制监测系统

控制监测系统通过控制器控制和显示实验室的温湿度、空调机组的工作状态,分析各传感器反馈回来的信号,对机组各项功能发出工作指令,达到精确控制实验室温湿度的目的。精密空调可控制实验室环境稳定在温度(23±0.5)℃、相对湿度(50±1)%。

2.通风系统

通风系统机组内的各项功能(制冷、除湿、加热、加湿等)对恒温恒湿空调机房内空气进行处理时,均需要空气流动来完成热、湿的交换,恒温恒湿空调机房内气体还需保持一定流速,防止尘埃沉积,并及时将悬浮于空气中的尘埃滤除掉。一般可采用实验间顶部进风、地板回风的方式。

3.制冷循环及除湿系统

制冷循环及除湿系统采用蒸发压缩式制冷循环系统,利用制冷剂蒸发时吸收汽化潜热来制冷。

4.加湿系统

加湿系统通过电极加湿罐或红外加湿灯管等设备将水加热形成水蒸气的方式来工作。加湿量及进排水量均由电脑控制,加湿罐的自动清洗程序可确保其维持正常的加湿效率。

5.加热系统

加热所产生的热量可作为空调机内外的补偿热量,加热系统大多采用电热管形式。

6.水冷机组水循环系统

水冷机组的冷凝器设在机组内部,循环水通过热交换器,将制冷剂气体冷却凝结成液体。

第6篇:实验室高温室管理制度范文

关键词:燃烧试验台;点火试验台;测试;排放

中图分类号:TK32 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)17-0061-02

为了提高燃烧控制领域的研发能力和产品检测能力,具备对各类燃烧器进行满负荷的燃烧实验以及性能检测能力,徐州燃控科技股份有限公司规划建设产品中试中心。中试中心立足于国际能源建设与环境保护需求,致力于以煤、油、气为代表的化石燃料和以生物质为代表的绿色燃料的燃烧和转化过程,及其中污染物的生成规律和控制方法的研究。中试中心的特点:采用1:1的实验模型,最真实的模拟实际点火和燃烧工况。

中试中心实验大楼设有光电实验室、理化实验室、热工实验室、力学性能实验室、精测室等,配备便携式烟气分析仪、激光粒度仪、运动粘度测定仪、煤粉自动工业分析仪、量热仪、热重差热综合分析仪、元素分析仪、开口闪电自动测定仪、高温烟气水冷取样枪、抽气式热电偶、红外测温仪、气相色谱仪、奥氏烟气分析仪、热线风速仪、移动式金属元素分析仪、各类电器仪表、流量测量仪表、温度测量仪表、压力测量仪表、浓度测量仪表等。

点火实验台以观察燃烧器的点火状况(室燃)为主要目的,并可进行火焰形状、燃烬率等特性的测试,单支燃烧器输入热功率65 MW,可基本满足配各种容量等级锅炉的燃烧器点火实验的要求。

燃烧实验台功能是进行热功率45 MW及以下燃烧器长期稳态燃烧实验(室燃),可满足对燃烧出力、阻力、燃烧效率、火焰温度场、燃烧产物、NOx生成控制等各项指标的测试,以真实检测燃烧器的热态性能。

1 主要技术性能参数

1.1 点火实验台

点火实验台主要由燃烧器、绝热燃烧室、缩口段、喷淋室、尾部烟道和观察平台等组成,喷淋室后尾部烟道与燃烧实验台共用。燃烧室采用平衡通风方式,仓储式制粉系统,燃料多变。燃烧室前部设有操作平台以便于燃烧器的安装。点火燃烧室开孔包括测量孔、检修孔、人孔、观察孔等,观察孔沿燃烧室左右两侧每2 m各设一个,共24个;测量孔径统一为φ50 mm,左右两侧对称分布。引风机后烟囱前、水膜除尘器后引风机前设置两处人孔。

燃烧室为钢架护板结构,内表面敷设耐火材料,燃烧室前墙开三个直径1.2 m的燃烧器安装孔,缩口段与喷淋室相连。点火实验台及其附属设备和耐火材料,能适应不少于风冷40次的热冲击。

点火实验台主要参数如表1所示。

1.2 燃烧实验台

燃烧实验台由燃烧器、水冷燃烧室、省煤器、空气预热器、尾部烟道、观测平台组成,与点火实验台共用除尘器、引风机和烟囱。采用露天布置。燃烧室前部设单台燃烧器,最大输入热功率为45 MW,采用平衡通风方式。设有烟气再循环系统,从空气预热器后抽取烟气,引至燃烧器入口。

燃烧室采用全膜式水冷壁结构,膜式省煤器,空预器为卧管式结构。实验台汽水系统可采用自然循环或强制循环,运行压力为常压。燃烧室前部设有操作平台以便于燃烧器的拆装。沿燃烧室长度方向,布置多个观察孔,并设有观察平台。

设备满足安全联锁保护,当燃烧室突然灭火或送风机全部跳闸,引风机出现瞬间最大抽力时,炉墙及支撑件不会产生永久变形或垮塌。燃烧室(包括炉墙、钢性梁、炉顶密封连接件等)的设计压力大于±4 500 Pa,瞬间承受压力不低于±8 730 Pa。整个实验装置在必要的地方设置防爆门,同时配置FSSS系统。

燃烧实验台主要参数为:

冷空气/热空气温度:20 ℃/350 ℃;

排烟温度:220 ℃;

燃料输入热功率:45 MW;

给水温度/压力:20 ℃/0.1 MPa;

燃烧室出口温度:~1 050 ℃;

再循环烟气温度:220 ℃;

饱和蒸汽温度/压力:100 ℃/0.11 MPa(a)。

2 系统技术规范

2.1 燃料

实验用固体燃料(煤粉)种类包括:烟煤、褐煤、贫煤、无烟煤等;液体燃料种类包括:0#轻柴油、150#重油、其它重油或渣油、废液等;气体燃料种类主要是天燃气、液化石油气等。

2.2 点火方式

点火实验台采用高能点火枪先点着柴油火焰后,再点燃煤粉;一般采用火焰逐级放大进行少油、微油点火;也可使用等离子枪直接点燃煤粉。

当进行油气燃烧器实验时直接使用高能点火器进行点火。

2.3 一次风系统

燃煤实验时,采用冷风送粉(需要时,启动风道燃烧器预热)。一次风机风压、风量调节采用再循环加变频调节,最大通风量28 000 Nm3/h,保证一次风压在煤粉燃烧器入口处压头不低于4 000 Pa,一次风经过给粉机携粉后进入燃烧器,给粉机后一次风管设置一次风动压、静压、流速、风温的测点。当点火实验台做大功率油点火实验时,此一次风机可以和二次风机联合运行给点火实验台油燃烧器送风。

2.4 二次风系统

燃烧实验台在烧油时仅使用二次风机进行送风,二次风机风压、风量调节采用再循环加变频调节。二次风机最大通风量47 000 Nm3/h,燃烧器入口处风压不低于3 000 Pa。

燃煤点火实验时仅一次风机供风。燃煤燃烧实验时一、二次风机同时供风;二次风一部分经过空预器,其余从空预器旁路通过,在燃烧器前混合以调节二次风温。

2.5 烟气系统

点火实验台高温烟气经喷淋降温后进入除尘器,除尘后经烟道由引风机排入烟囱。燃烧实验台高温烟气经过省煤器、空预器冷却;需要时,空预器出口的10%烟气由再循环风机引至炉前燃烧器进行循环,剩余部分进入旋风水膜除尘器(入口处最大烟气量为150 000 Nm3/h)。

燃烧实验台燃烧室出口正常压力-100±50 Pa,点火实验台燃烧室出口压力-200±50 Pa。在点火实验台喷淋室后和燃烧实验台烟气合并的尾部烟道汇合处设置切换烟气挡板,可以关闭任何一侧进行单侧运行。

2.6 原煤及制粉、送粉系统

根据多种燃料点火和燃烧试验的需要,实验装置设有独立的制粉系统,采用中间储仓式冷风送粉系统,供两个实验台共用。原煤经干燥后进入制粉系统磨煤成合格的煤粉,通过斗式提升机输至粉仓,再通过给粉机输送到一次风道,进入燃烧器。

原煤房堆放面积约40 m2,干燥出力为每次3 t。磨煤机为YGM75型雷蒙磨,出力为0.5~3 t/h。该制粉系统无热风干燥及送粉装置。采用斗式提升机将煤粉从制粉系统输送到3个粉仓,实验时只使用其中的1个粉仓,此输送设备能将煤粉手工切换送至任一粉仓。

设置3个粉仓容量分别为7 t、11 t和18 t;配置3台给粉机,额定出力分别为6、9、15t/h,采用变频调节,给粉机裕量满足《火力发电厂设计技术规程》,下粉应通畅。给粉机分别设置到点火实验台和燃烧实验台各3条的一次风管,这6条一次风管满足不同容量等级的燃烧器,切换采用手动档板。

2.7 燃油、燃气系统

两实验台共用油系统。轻油罐里的轻油,通过油泵,经轻油管路,进入燃烧室燃烧。流量范围10 ~6 500 kg/h,枪前油压为0.5~5.0 MPa,油罐容积为6 m3,采用汽车运输。

重油系统点火实验台和燃烧实验台共用。重油罐中的重油经蒸汽加热至流动状态后,通过油泵,经蒸汽伴热管路,进入蒸汽加热器,达到雾化要求温度后进入燃烧器,经蒸汽雾化后进行燃烧。流量范围50~6 000 kg/h。重油泵压头1.5 MPa,油量6 000 kg/h,油罐容积为6 m3,设计时还需预留(用于增容扩建)一个重油罐的位置。

天燃气管道接入厂区内,经过缓冲罐的天燃气,通过天燃气管道,进入燃烧器内燃烧。其他燃气储存在燃气罐中,调节出口压力,通过燃气管道,进入燃烧器内燃烧。天然气设计压力0.35 MPa,流量4 500 Nm3/h。

2.8 蒸汽系统

启动蒸汽炉额定出力2 t/h,枪前雾化过热蒸汽温度220℃,压力为1.1 MPa。产生的蒸汽用于重油加热、重油伴热、重油管道吹扫、油枪雾化。

2.9 压缩空气系统

压缩空气目前暂定为两台压缩机并联使用,设置2个压缩空气罐,其中一只容积暂定为6 m3、正常气压为4.0 MPa;另一只容积为3 m3、正常气压为0.8 MPa,大罐通过减压阀向小罐供气。大罐作为压缩空气雾化气源,小罐作为等离子发生器和仪用气源。

2.10 水处理系统

原水池冷段水经过水处理设备软化后,给启动炉和燃烧实验台供水。启动蒸汽锅炉给水流量2.5 t/h,燃烧实验台给水流量为60 t/h。

2.11 灰水系统

水膜除尘器及喷淋冷却水循环利用,除尘器含灰水和喷淋室含灰水一起通过灰沟流入污水池内,通过逐级沉淀回流到沉淀池净水段。点火实验台除渣考虑人工定期清扫。

2.12 自动控制及数据采集系统

采用西门子DCS7控制系统,主控系统采用S7-400PLC,实验现场使用ET200远程站,两者之间通过现场总线通信,实验室一楼设置电子间,放置机柜。二楼设置集控室,设有操作员站、工程师站和数据采集站,现场设有触摸屏。集控室的操作员站和触摸屏之间均可操作,以后者优先。

2.13 供配电系统

施工期间工地有一台400 kVA的临变。永久工程为设计为800 kVA,配电室在楼西南角一楼。

2.14 等离子系统

等离子枪布置到炉前一套和演示室两套,分别设置控制系统和电源,控制系统全部接入DCS系统,电源分别为可控硅电源和开关电源,电源可以相互切换备用。

3 中试中心整体布置

燃烧实验台与点火实验台作为主试验设备,并排布置。烟气系统由旋风水幕除尘器、烟道、引风机、烟囱组成,烟气经烟气系统除尘后排进烟囱。共用辅助系统包括制粉系统、送粉一次风系统、二次风系统、燃油系统(含油罐)、燃气系统、水处理系统、压缩空气系统、雾化/伴热蒸汽系统(含启动蒸汽锅炉)等系统组成。除上述系统外,产品中试中心还考虑了原煤堆放、原煤干燥、演示室、燃烧器试验件的堆放场地,中试中心平面布置如图1所示。

4 安全要求

点火实验台的定位是点火观察性实验,燃烧实验台以稳态测试燃烧器性能为主。要本着安全第一的原则,尽可能多的涵盖尽可能多的工况、燃料进行实验。

燃烧室接入FSSS系统和设置防爆门外两项措施。燃烧室爆炸可分为燃烧室外爆及燃烧室内爆两种。

①外爆控制。在15 s内,投运的燃烧器中有50%监测不到火焰,或全燃烧室火焰失去时,锅炉MFT动作。MFT动作后,必须满足如燃油泄漏试验完成、磨煤机出口挡板关闭、磨煤机热风隔离门关闭、25%~30%额定空气流量等防止炉内积聚可燃混合物的吹扫条件,燃烧室才开始连续吹扫5 min之后,MFT继电器才能复位,锅炉才允许点火。

②内爆控制。调节引风机入口动叶开度燃烧室压力维持在设定值范围内,超过报警值时发出报警信号。

③其他控制设置。炉温控制、点火实验台壁温控制、燃烧实验台汽包(如果有)压力报警;水冷壁、省煤器水流量控制、报警;燃烧室烟气压力控制、报警;燃烧室出口烟温控制、报警;空气预热器后烟温超过250 ℃报警。

5 结 语

中试中心围绕国家的能源需求和战略目标,以建设国内领先、国际先进的燃烧与控制、节能与环保技术研究基地为目标,组建国际一流的燃烧与控制、节能与环保创新技术平台,力争成为国家燃烧与控制、节能与环保领域的重要研究基地、技术应用与辐射基地、凝聚和培养拔尖创新人才基地,和高技术产业的关键核心技术的源泉。

第7篇:实验室高温室管理制度范文

摘要

本文设计并搭建了再热除湿多联式变制冷剂流率(VRF)的实验系统,对6种工况下VRF系统的除湿量进行了实验考察,并对再热电子膨胀阀(EVW)开度和再热器换热面积对室内机出风温度的影响进行了详细的实验研究。实验结果表明:VRF系统应用并联式再热器能有效提升除湿量,室内机1#和2#的再热除湿量分别增加了11.7%~40.4%和10.5%~28.9%。EVW开度存在最优值,使得再热提升温差取得最大值,最优EVW开度随着室温Ti的降低而增加。为了实现等温除湿,室内机1#和2#所需的EVW开度分别为9.6%~9.9%和6.5%~7.0%。为了实现升温除湿,所需的EVW开度随室温Ti的降低和再热器面积的降低而增加。

关键词

变制冷剂流率系统;空气调节系统;电子膨胀阀;制冷性能实验;除湿

空调系统为了达到夏季除湿的目的,需将送风温度降至空气露点以下[1-3]。在过渡季节或梅雨季节,降温除湿的方式容易导致室内机出风温度过低,使得房间热舒适特性较差且系统能效特性较低。家用空调通过再热除湿的方式,利用冷凝器排热提升降温除湿后空气的温度,以避免“冷吹风感”[4-6]。对于大容量应用场合,应用变频多联式空调系统(VRF系统)取代多个单元式空调器,可获得较高的系统能效特性并保证不同房间的灵活控制[7-11]。家用空调可以通过停止或降低室外侧风扇的转动、将室外电子膨胀阀全开并利用除湿电磁阀节流,将冷凝热转移到室内机的再热器中。该方式无法在VRF系统中实现,主要是因为多联式VRF系统某个房间进行再热除湿时,其它房间有可能需要进行制冷运行,因此其室外侧风扇需保持运转。刘敏[12]设计了三管制全热处理的VRF系统,以实现室内新风换气和温、湿度独立控制。但该技术方案需要对现有换热器的翅片进行吸湿材料涂层处理,对现有工艺及材料的改动较大,且室内机设计复杂。因此,刘敏等[13]基于现有主流的多联式VRF系统技术方案,进一步设计了多功能热回收的VRF系统,以保证系统中任意室内机可独立运行制冷、制热或再热除湿三种工况,最大程度发挥多联式VRF系统的技术优势。多联式VRF系统结构复杂、系统庞大、内部参数高度耦合、边界条件多样,目前国内外知名的变频多联机厂家出于商业保密,很少报道VRF系统再热除湿相关的研究结果,有关技术方案请参考文献[12-16]。本文基于文献[13]的技术方案,搭建了相应实验系统,对机组的再热除湿性能进行实验研究,并详细考察了再热电子膨胀阀EVW开度和再热器换热面积对出风温度的影响。

1实验系统

本文采用的实验系统如图1所示。室外机基于型号为RAS-160FXPNQ的海信日立公司的VRF机组改造而来,主要由变频压缩机、油分离器、单向阀、四通阀、室外换热器、室外侧电子膨胀阀EVO、气液分离器、回油毛细管、回油电磁阀、电磁阀A和电磁阀B构成。压缩机采用日立的E500HHD-36A2涡旋压缩机;EVO采用型号为CAM-50YGHS-1的不二工机电子膨胀阀,阀口径为Φ2.4mm;电磁阀A和电磁阀B型号均为VPV-1204DQ50的鹭宫电磁阀,阀口径为Φ11mm;回油电磁阀是型号为SR10D-87的日电工业电磁阀;回油毛细管外径、壁厚及长度分别为Φ2.5mm、0.55mm及2320mm。室内机1#和室内机2#均由蒸发器、再热器、室内侧电子膨胀阀EVI和电子膨胀阀EVW构成。EVI-A、EVI-B、EVW-A及EVW-B均采用型号为CAM-50YGHS-1的不二工机电子膨胀阀,阀口径均为Φ2.4mm。室外换热器、蒸发器A、再热器A、蒸发器B和再热器B的结构参数如表1所示,换热器的铜管外径及壁厚分别为Φ7.0mm及0.31mm。该系统的6种运行模式下各部件的详细控制方法可参见文献[13]。本文以室内机1#及2#均进行再热除湿运行为例进行简要介绍。该模式下,室外机进行制冷运转,室外换热器作为冷凝器;电磁阀A打开且电磁阀B关闭;EVW-A及EVW-B均全开,使得再热器A及再热器B均作为冷凝器;EVI-A及EVI-B均节流降压,使得换热器A及换热器B均作为蒸发器。当电磁阀A及电磁阀B均关闭且电子膨胀阀EVW全闭时,此时室内机进行普通的降温除湿模式运行,室内机中再热器不起作用,仅蒸发器进行降温除湿。

2数据采集系统

本文中多联式VRF系统的实验数据由标准焓差实验室测得。使用的焓差实验室符合以下国家标准:GB/T18837—2002、GB/T7725—2004、GB/T17758—1999、GB/T18836—2002、GB/T19232—2003及GB/T19413—2003。焓差实验室的主要传感器测量精度如下:T型热电偶精度为±0.5℃;铂电阻热电偶精度为±0.1℃;压力传感器精度为±0.5%FS;频率计精度为±1%;功率计精度为±0.2%FS。在空气温度均匀性方面,实验室要求稳定时室内侧被测机回风口温度偏差小于0.5℃,室外侧被测机回风口温度偏差小于1℃。实验精度方面,保证三次独立安装后测试结果的平均值与标准样机三次测试结果平均值的偏差在﹣2%~2%以内。实验数据的采集周期为10s。室内机的除湿量可结合进出风含湿量和风量计算得到,也可以通过称量室内机排除的冷凝水实测得到。焓差实验室长期测试结果显示,实测所得除湿量比计算数据更为准确。因此,本文以机组稳定运行60min时实际称量的除湿量作为采集数据,称重器具的精度为±0.005kg。

3实验结果及分析

本文对6种工况下机组的除湿量进行了实验考察,实验结果如表2所示。从表2可以看出,室内相对湿度RH恒定情况下,室内机1#及2#的除湿量随室内回风干球温度Ti的降低而降低。例如,当室外干球温度Ta=35℃且室内RH=95%时,Ti从18℃降低到12℃,室内机1#的降温除湿量从1.33kg/h减少为1.03kg/h。主要是因为Ti的降低会减少空气中的含湿量,从而削弱机组的除湿能力。从表2还可以看出,对于室内机1#和2#,相同工况下再热除湿量均大于降温除湿量,主要原因:与普通降温除湿模式的相比,再热除湿模式下室外冷凝器的制冷剂流率小,使得室外冷凝器出口的制冷剂过冷度增加;另一方面,与室内侧再热器换热的空气是经过室内蒸发器的低温空气,比环境温度低得多,也会使得再热器中冷凝后的制冷剂过冷度增加。两方面的因素导致再热除湿模式下蒸发器入口处制冷剂温度比普通降温除湿模式的低,蒸发器移除潜热的能力更大,增大了室内机的除湿量。相比于降温除湿量,室内机1#的再热除湿量增加了11.7%~40.4%,室内机2#的再热除湿量增加了10.5%~28.9%。本文主要目的是考察不同工况下EVW开度对室内机出风温度To的影响,以获得在过渡季节或梅雨季节运行再热除湿模式时优化的EVW开度。图2~图4所示为模拟多联式VRF系统在实际应用场合下(Ta=Ti)EVW开度对再热器温度提升能力的影响。通常情况下,Ti=12~18℃低于多联式VRF系统要求的最小室内回风温度,该工况出现在过渡季节或梅雨季节。该温度条件下,室内的热负荷较小,压缩机运行频率较低,以防止室内机出风温度过低。

图2所示为Ta=Ti=18℃时EVW开度对室内机1#和2#出风温度的影响。从图2可以看出,EVW开度对流经蒸发器后的空气温度(除湿后再热前温度)影响很小。该工况下,经过蒸发器A和蒸发器B后的空气温度为10.1~11.5℃。再热器提升To的能力大体随EVW开度的增加而增加。对于室内机1#,EVW-A开度≤18%时空气流经再热器A后温度提升值由1.6℃(EVW-A开度=7%)增加到15.5℃(EVW-A开度=18%);EVW-A开度>18%时,开度进一步增加对再热器的温度提升能力影响很小。对于室内机2#,EVW-B开度增加到12%后,进一步增加EVW-B开度同样对To的提升影响很小,EVW-B开度=12%时再热提升温度为14.1℃。如图3所示为Ta=Ti=16℃时EVW开度对室内机1#和2#出风温度的影响。从图3可以看出,EVW-A开度≤20%时,再热提升温度随EVW-A开度的增加而增加。对于室内机2#,EVW-B开度最优值约为15%,且其对应的再热提升温度为16.8℃,EVW-B开度进一步增加使得再热提升温度变化很小甚至降低。上述结果主要是因为EVW开度的初步增加会增大再热器中高压制冷剂的流率,增加再热器的冷凝排热量,从而提高出风温度。EVW开度进一步增加使再热器出口(蒸发器入口)制冷剂呈气液两相状态,一方面再热器的冷凝排热几乎维持恒定,另一方面削弱蒸发器的制冷能力,除湿后再热前温度增加(如图2及3中EVW-B=20%时的除湿后再热前温度),最终再热器提升温度值几乎维持恒定甚至降低。图4所示为Ta=Ti=12℃时EVW开度对室内机1#和2#出风温度的影响。由于实测数据量的限制,该工况下未能获得两个室内机的最优EVW开度值。从图4可以看出,该工况下两室内机的除湿后再热前温度为1~3℃,若直接送风会导致较强的“冷吹风感”,热舒适特性较差;另一方面该情况下室内机的容易出现结霜,导致室内机风量降低,机组出现停机保护。从图2~图4可以看出,Ti由18℃降低至12℃时,室内机2#的最优EVW-B开度由12%(Ti=18℃)增加至约15%(Ti=16℃),再增加至高于15%的开度(Ti=12℃)。可见,最优EVW开度随着Ti的降低而增加。

本文进一步考察了另外3种工况下不同室内机达到特定To所需的EVW开度。如图5所示为Ta=35℃时为了实现等温除湿(即To=Ti)效果EVW开度随Ti的变化。从图5可以看出,所需EVW开度随Ti的降低而降低,主要是因为Ti降低时室内机制冷能力降低,因此对应所需再热量也降低。从图5还可以看出,再热器A换热面积约为蒸发器A换热面积的1/6,再热器B换热面积约为蒸发器B换热面积的1/4,再热器B的换热面积高于再热器A,使得相同工况下室内机2#实现等温除湿所需制冷剂流率比室内机1#的更小,导致2#所需的EVW-B开度比1#所需的EVW-A开度小。图6和图7示所示为多联式VRF系统为实现升温除湿(即To>Ti)时两室内机所需的EVW开度。从图可知,Ti从18℃降低至12℃时,室内机1#为了获得20℃及22℃的出风温度,EVW-A开度分别从10.5%增加至15%和从11.8%增加至17%;类似地,室内机2#为了获得20℃及22℃的出风温度,EVW-B开度分别从8.1%增加至13.5%和从9.3%增加至16.5%。主要是因为Ti降低使再热提升温度增加,所需要再热器的冷凝排热量加大,从而所需的EVW开度增加。从图6和图7还可以看出,为了获得特定的出风温度To,给定Ti条件下室内机2#所需的EVW开度比室内机1#的小。主要是因为给定再热提升温度时,再热器换热面积的增加使得所需高温制冷剂气体流率降低,进而使得所需EVW开度降低。因此,为实现升温除湿效果所需的EVW开度随Ti的降低和再热器换热面积的降低而增加。

4结论

第8篇:实验室高温室管理制度范文

关键词:物联网;单片机;ipv6;射频识别(RFID);HTTP0

引言

随着高校实验室开放功能的发展确立,越来越多的学生也选择在课余时间进入实验室来学习一些专业技能,导致实验室的人员不断增多,人员的流动性也随即攀升,实验室在管理方面的工作量日趋繁重。这就要求实验室引入新的管理模式,来减轻实验室管理的负担和成本。现在大多的实验室都是采用人工管理为主的方法,要改进已经建成的实验室管理,采用物联网技术就是一个良好有效的解决方案。物联网是指通过射频技术(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与因特网连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络,在物联网中,物与物、物与人之间是能够相互通信的。综上分析可知,物联网的特性则能全面解决开放型实验室管理过程中存在的问题,也能使数据信息的交换和通信更加稳定,并且物联网技术已经在多个方面得到了突破性进展,对于实验室的管理与发展也提供了一个有利契机及选取模式。基于此,本次研究即将物联网技术融进了开放实验室管理系统的建设实践中,设计论述内容可具体展开如下。

1系统架构

该系统主要分为如下部分:环境信息检测模块、签到门禁模块、单片机控制系统、物联网信息交换模块、设备借还自动记录系统、远程控制模块、上位机信息处理显示模块。其中,环境信息检测模块包括温度、湿度、灯光等信息的检测和采集。签到门禁模块通过射频识别卡进行身份验证,来规范统筹实验室成员的签到记录和实验室的安全保障工作。单片机控制系统和物联网模块共同实现各个部分之间的控制和通信。设备借还记录系统通过射频识别和物联网联合构建而成,能够完整地记录每个设备的借还信息。远程控制模块主要由物联网来远程控制窗户、灯光的开关。

2远程节点设计

2.1门禁与签到模块设计

门禁与签到模块是实验室管理的基础组成部分,主要由物联网、单片机、上位机和射频识别构成。其中,射频识别是一种无线通信技术,可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据。利用这一特点,可为每位实验室成员发放一专属成员卡,并且各成员卡均将发出不同的的电讯号,通过检测无线电信号的不同频率,来读取不同的成员信息,判断信息是否有效后将信息通过物联网传送到单片机进行数据处理,再由上位机给出结果展示。

2.2环境监测模块设计

实验室环境检测模块设计也将成为本次实用研究的重点内容。该模块在操作研发上,可以定时检测室内温湿度、光照强度和可燃气体浓度,并按照设定值提供自动调节。当可燃气体检测超标时就会发出警报。环境监测模块中各部分的功能解析可分述如下:1)温湿度检测。温湿度检测使用了DHT11温湿度传感器,这是一款自带已校准数字信号输出的温湿度传感器,该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。可以将传感器摆放到实验室中的多个位置,定时将采集的温湿度信息由ZigBee发送到单片机,单片机将采集值与设定值做出比较,从而自动选取调节温度或打开加湿器等操作。2)光照强度检测。人的眼睛由于瞳孔的调节作用,对于一定范围内的光辐射都能适应,但如果光辐射过强,就会对人们的正常生活和工作带来不利影响,并在一定限度上损害人体健康。为了避免如上研究问题,这里使用TEMT6000环境光传感器来实时检测实验室内的光照强度,当环境光亮度超标时,会及早提醒实验室人员调暗灯光。3)可燃气体检测。各类实验室中都会配备使用到一些酒精、化学试剂等物品,这就容易产生一些可燃性气体,当实验室内可燃性气体浓度过高时极易发生火灾。研究可知,MQ-9气体传感器对一氧化碳、甲烷、液化气的灵敏度较高,可以支持检测多种含一氧化碳及可燃性的气体,是一款适用于广泛背景场合的低成本传感器。这里使用MQ-9传感器,实时检测室内可燃性气体浓度,当浓度超标时会发出警报并自动打开窗户,能够有效预防火灾的发生。

2.3远程控制模块设计

远程控制模块的设计主要是为了智能化的便捷操作。例如,学生在离窗较远的地方想要开窗,将无需起身,只要通过远程控制,将开窗指令通过物联网发送到控制窗户的舵机就可打开窗户。另外,灯光由物联网控制继电器来调节,窗帘由物联网控制电机来实现,还可根据需要任意加入其他设备。

2.4设备借用模块设计

开放实验室的管理工作中,必须正视的一个关键问题就是如何保障借出的设备不致丢失。为解决此问题,这里主要使用了射频识别技术,为每台设备中装入一个RFID标签,如此处理后,每台设备就相当于有了特定的“电子身份证”。借出时,利用学生一卡通认证后,即可将借用者信息记录下来,当设备归还后再将借用记录自动清除。全程无需人工记录,不仅省时省力,还不会出现环节记录错误。

3物联网网络层设计

MCU与Linux电脑之间通过串口协议建立交互,MCU将传感器的数据发送到Linux电脑,Linux端电脑通过如下指令开启http服务器:sudoserviceapache2start。网页服务器成功开启后,实验室监控数据可以到公网上,从而可为跨平台多终端设备提供访问。安卓、IOS等操作系统的设备只要打开浏览器,输入Linux电脑的IP地址,即可查看物联网实验室的实时数据。Http服务器采用TCP/IPv6协议,拥有一个128位全球唯一的IP地址,由于ipv4地址紧缺,大部分ipv4网络都使用了NAT技术,基于此内网设备就都没有独立的公网IP。本系统网络层采用ipv6突破内网封锁,不同网段的设备都可以通过这个全球唯一的ipv6地址访问到系统。物联网是本次研究设计的通信中枢,将远程节点的数据通过物联网控制接收,并将接收到的数据发送到MCU,MCU对数据进行处理和分析后再通过物联网送回远程节点,完成动作。简单来说,就是为远程节点和MCU搭建一个无线的通信桥梁。

4物联网应用层设计

过程中,由于该系统采用了Http服务器,因此也采用了超文本标记语言HTML5研发网页程序,并使用css编写网页前端,利用Javascript编写网页交互程序,最后通过Python脚本链接到Mysql数据库,记录整理并得到了网页运营日志。

5结束语

实验室是当今高校建设的重要组成部分,随着科学的进步,开放和智能已然成为日后实验室的发展方向。在前期的调研过程中,发现一些高校实验室的管理水平仍属初级,并且实验室资源浪费严重。针对这一现状,本次设计通过物联网与射频识别技术的联合使用,实现了开放实验室的智能管理,有效地解决了部分实验室存在的人员记录、仪器借用和改造布线难等问题,优势合理地利用了实验室资源,从而大幅提升了设备的利用率。

参考文献:

[1]夏春琴.基于RFID的高校实验室管理系统设计与实现[D].苏州:苏州大学,2013.

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[3]陈素琴.物联网数据采集系统统计[D].南京:南京邮电大学,2011.

[4]朱洪波,杨龙祥,朱琦.物联网技术进展与应用[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2011,31(9):1-9.

[5]李君.实验室综合管理平台系统的设计与实现[D].青岛:中国海洋大学,2010.

[6]王为,王春潮,李小昱,等.关于开放式实验室建设的思考与探索[J].实验室研究与探索,2009,28(4):272-273,276.

[7]盛希宁,顾济华.基于ZigBee无线传感器网络的实验室监控系统设计[J].电子工程师,2007,33(9):67-69,73.

[8]昂志敏,金海红,范之国,等.基于ZigBee的无线传感器网络节点的设计与通信实现[J].现代电子技术,2007(10):47-49,57.

[9]瞿雷,刘盛德,胡咸斌.ZigBee技术及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.

[10]曾锐,徐朝军.开放实验室管理理念及实现[J].实验室研究与探索,2002,21(3):108-109,112.

第9篇:实验室高温室管理制度范文

关键词:太阳能,毛细管网,供暖,舒适性

中图分类号:TK511文献标识码: A

近年来,伴随着农村经济的快速发展,农民生活水平不断提高,人们对居住环境的要求越来越高,村镇地区生活用能消费越来越大[1]。我国是一个发展中国家,能源工业的建设速度远远赶不上国民经济增长的需要,能源缺口很大,节能是我们的基本目标,而建筑节能在节能工作中占有十分重要的地位。太阳能以其资源丰富、免费使用、对环境无任何污染的特点而成为新能源开发利用的主导方向,在我国广大的农村地区,住宅比较分散,太阳光照充足,太阳能热水器普及率高达40%以上,而太阳能热水器规格是按洗浴用量选择的,平时日常使用通常存在很大热量富裕,如果能对其加以有效利用则可在改善农居室内热舒适性的同时可达到节省能源、保护环境的目的,成为推进社会主义新农村建设的有力措施。

1实验方案设计

1.1 毛细管网型太阳能供暖系统的特点

太阳能由于受到晴、阴、云、雨等随机因素的影响,集热水箱温度也会随之波动,实际上属于“低品位”能源,必须借助于可靠的辅助热源才能完成常规能源的供暖效果。

毛细管网是国内一项新的散热末端,具有轻薄、散热面积大与不挤占室内空间的特点,以超大的换热面积来降低换热温差,此特点可针对太阳能热水系统这种不稳定热源形成极限利用,只要水温超过30℃即可实现一定的供热效果,可以充分利用太阳能热水器在非洗浴时段的富裕热量,实现对太阳能极限利用[2]。

结合分析太阳能与毛细管网新技术的特点可以发现二者联合使用的明显技术优势:太阳能集热管只需将热水加热到30℃以上,毛细管网便可有效散热,不仅太阳能集热效率提高,而且太阳能蓄热水箱及输配管路热损失也将大为减少,该系统用能品位低,节能显著,可以实现对太阳能的最大化使用效果[3] 。

1.2具体实验方案

选取两间朝向、面积和结构均相同的房间作为实验用房,其中的一个房间作为参照的房间,保持原有的使用状态不变,另一个房间搭建毛细管网型太阳能供热系统。将两片与火炕面积相同的毛细管网分别布置在实验房间的炕面上和加设保温绝热层的墙面上,然后通过管路与太阳能热水器连接成循环回路,完成实验台的搭建。在实验过程中同时运行两片毛细管网为房间供热,然后对实验房间和生火的普通房间的室内温度和炕面温度进行对比测试,分析测试结果,得出实验结论。

2 实验平台搭建及测试

2.1实验平台搭建

本实验选取沈阳建筑大学生态园的两间大小、朝向和格局相同的平房作为实验基地,房间尺寸为5000 mm × 4000 mm × 3200 mm,毛细管网的布置。选取两片面积为2.8m × 1.8 m的毛细管网,一片铺在炕面上,一片铺在墙上,并在墙上做一层6cm厚的保温隔热层,防止毛细管网与墙壁发生热传导,造成热量损失[4]。

太阳能热水器的安装。在我国北方的冬季宜选用玻璃真空管集热器,该集热器具有效率高升温快,热水产量大,耐寒能力强,保温性能好,玻璃内外管之间的高真空使得对流体传导的热损失很低[5]。

2.2实验运行原理

实验原理图如图1所示:

图1 实验原理图

1-太阳能热水器,2-转子流量计,3-循环泵,4-除污器,5-补水三通,6-13-测温三通,14-19-截止阀,20、21-超声波冷、热流量表,22、23-自动排气阀

实验工作原理:白天太阳光照射到太阳能热水器上,加热贮水箱内的水;当室内需要采暖时,开启循环泵,热水进入毛细管网中,开始向室内散热,从而提高了室内的温度,达到采暖的目的。毛细管网型太阳能供热系统热惯性小,热反应时间仅为10-30分钟,随时启动随时升温,使得整个系统舒适性更强,使用更灵活。

2.3 实验测试

测试时间:2013年3月7日8:00——3月10日8:00。

测试内容:采用XMZ*-J系列万能输入巡回检测仪表测试毛细管网型太阳能系统的炕面温度和室内温度情况,并与普通火炕的炕面温度和室内温度进行对比分析。

测点布置:依据中华人名共和国农业行业标准——民用火炕性能试验方法(NY/T 58-2009) ,布置9个炕面温度测点。

本次实验采用对比分析的方法,其中一个房间的火炕生火,火炕每天生火三次,每次持续90分钟(采用当地经验值),分别为早上7:30-9:00,中午11:30-13:00,下午17:00-18:30,另一个房间的火炕不生火仅运行太阳能,本次实验测试三天,采用最后一天较稳定的情况作对比分析。

3 实验结果及分析

3.1室内外温度分析

太阳能房间与普通房间室内外温度对比分析,室内外温度分布如图2:

图2太阳能房间与普通房间室内外温度分布图

由图8可知,室外平均温度为2.15℃,运行太阳能期间,普通房间室内平均温度为10.2℃,太阳能房间室内平均温度为16.66℃,比普通房间的室内平均温度高6.46℃,由于毛细管网热惯性小的特点,太阳能房间室内温度上升较快,并且白天太阳能房间的室内温度始终高于普通房间的室内温度,夜间停止运行时太阳能房间也能维持与普通房间的室内温度基本一致的变化趋势。由此可见毛细管网型太阳能供暖系统可以有效提高农居室内热舒适性,实现减少常规能源消耗的目的。

3.2炕面温度分析

太阳能房间与普通房间炕面温度对比分析,炕面温度分布如图3、图4:

图3仅太阳能房间炕面温度分布图图4普通房间炕面温度分布图

由图3、图4可看出,由于太阳能房间的炕面铺有毛细管网,炕面的温度波动幅度减小,温度分布比较均匀。在运行太阳能期间太阳能房间的炕头、炕中、炕尾的平均温度分别为23.12℃、24.9℃、26.1℃,夜间停止运行太阳能供暖系统时炕面温度下降较快,达不到人体卫生需求,如果与火炕联合运行应该可以大大改善炕面的热舒适性;生火的普通房间炕头、炕中、炕尾的平均温度分别为56.94℃、42.07℃、35.96℃,炕面温差最大处大于25℃,如与太阳能供暖系统联合运行,应该可以改善炕面温度分布的均匀性。

3.3太阳能热水器内水温的变化分析

太阳能热水器内水温变化如图5、图6所示:

图5运行太阳能时水温变化图图6 停止运行太阳能时水温变化图

由图5、图6可以看出,运行太阳能系统时,随着日照强度的增强,热水器内的水温也随着上升,在14:00时,水温达到一天中的最高温度为43.4℃,此时也是一天中日照最强的时刻,说明测试条件下太阳能热水器的集热能力高于毛细管的散热能力。18:00停止运行太阳能,从停止运行太阳能到次日热水器内水温升温之前的最大温差为4.8℃,水温变化较小。由于夜间日照强度减弱直到消失,热水器内的水温也逐渐下降,到次日运行时可以恢复到正常运行的水温,说明全玻璃真空管热水器升温较快,储水箱的保温效果较好。

4 结论

1)由于毛细管网热惯性小的特点,毛细管网型太阳能供热系统房间室内温度上升较快,测试日室内平均温度为16.66℃,而普通房间室内平均温度为10.2℃,温度提高6.46℃,并且白天太阳能房间的室内温度始终高于普通房间的室内温度,夜间停止运行时太阳能房间也能维持与普通房间的室内温度基本一致的变化趋势。由此可见毛细管网型太阳能供暖系统可以有效提高农居室内热舒适性,实现减少常规能源消耗的目的,同时可随用户主观意愿随时启动随时升温,使用更灵活。

2) 生火的普通房间炕头、炕中、炕尾的平均温度分别为56.94℃、42.07℃、35.96℃,炕面温度不均匀,温差最大处大于25℃,而太阳能房间的炕面温度波动幅度减小,温度分布比较均匀。如火炕与太阳能供暖系统联合运行,应该可以有效改善炕面温度分布的不均匀性。

3)太阳能热水器内的水温随着日照强度的增强,水温逐渐升高,从停止运行太阳能到次日启用期间,太阳能热水器内的水温最多下降4.8℃,到次日启用时热水器内的水温又可以上升到毛细管网有效散热的温度,说明全玻璃真空管太阳能热水器升温较快,储水箱的保温效果较好。

参考文献

[1] 胜兴,冯国会主编. 高效相变蓄热火炕火墙联合供暖的优化设计方法研究. 沈阳: 沈阳建筑大学, 2011.

[2] 王茜, 冯国会, 李刚主编. 寒冷地区太阳能炕采暖系统设计与性能研究. 沈阳: 沈阳建筑大学, 2012.

[3] 仝小鹏主编. 浅谈毛细管网辐射采暖制冷系统应用.山西建筑, 2011, 37(15):111-112