Erinomaiset suunnitteluolosuhteet Michiganin yliopiston akkututkimuslaboratoriossa

Laboratoriosuunnittelun haasteet

700 neliömetrin laboratorion kehittäminen toi mukanaan useita ainutlaatuisia haasteita. Ensinnäkin projekti edellytti kolmikerroksisen rakennuksen olemassa olevan toisen kerroksen tilan muuttamista kuivatilaksi. "Rakennus toimii monikäyttöisenä tutkimus- ja tutkimustilana, ja laboratorio oli tarkoitus asentaa tilaan, jota käytettiin tutkimustyöalueina", sanoi SCS:n vanhempi projekti-insinööri David Parkman. "Tämän laboratorion asentaminen tarkoitti alueen täydellistä eristämistä ympäröivistä viereisistä tiloista ja käytävästä." Haasteena oli myös se, että mekaaniset laitteet piti sijoittaa katolle ja liittää rakennuksen toiseen kerrokseen häiritsemättä kolmannen kerroksen asukkaita.

Tiukat laboratoriosuunnitteluvaatimukset

Laitteiden oli myös sovittava käytettävissä olevalle kattoalueelle ja niiden tuli toimia mahdollisimman vähäisellä melu- ja visuaalisella vaikutuksella. Laboratorion suunnittelu kesti yli vuoden, sisältäen useita kokouksia suunnittelukonseptien ja yksityiskohtien tarkasteluun, asennusaikataulun läpikäyntiin sekä paikallisen urakoitsijan kanssa yhteistyöhön katon käytön ja teollisen nosturin järjestämiseksi mekaanisen laitteiston asennusta varten. Huoneen koon ja toiminnan perusteella suunnitteluehdot asetettiin 70°F ja ≤ -40°C kastepiste tai ≤ 0,5 % suhteellinen kosteus. Näiden olosuhteiden ylläpitäminen oli välttämätöntä, sillä korkean energiatiheyden litiumioniakut on valmistettava alle yhden prosentin suhteellisessa kosteudessa elektrolyyttisuolan hydrolyysin estämiseksi. Laboratoriotyöntekijät halusivat myös kuivaushuoneeseen ikkunoita luonnonvaloa varten. Mekaanisen laitteiston ollessa katolla ja kuivaushuoneen sijaitessa kaksi kerrosta alempana, ilmanvaihdon syöttöilman olosuhteet on pidettävä samana, jotta kuivauskapasiteetti riittää pitämään tila 70°F, ≤ -40°C kastepiste tai ≤ 0,5 % suhteellinen kosteus. ”Meidän piti ottaa huomioon laboratorion tarpeet, mutta myös sovittaa ne muihin tiloihin mekaanisen laitteen ja kuivaushuoneen välillä,” kertoi Parkman. ”Tästä syystä syöttöilma- ja poistoilmakanavien tuli olla yhtä höyrytiiviitä. ”Meidän on ylläpidettävä laboratorio, joka on ympäröity tiloilla, joissa on 75°F lämpötila ja 60 % suhteellinen kosteus, puolen prosentin suhteellisessa kosteudessa,” lisäsi Parkman. ”Tämä ero tekee kuivaushuoneen tiiveydestä kriittisen, ja meidän piti varmistaa, että jokainen sauma oli tarkasti tiivistetty.” SCS varmistaa, että kaikki projektin osat toteutetaan Rakennuksen muilla toiminta-alueilla kuivaushuoneeseen tarvittiin useita pieniä huoltoluukkuja, jotta tilaan liittyviä järjestelmiä ja muita laboratorioita voitiin säätää. Nämä tuli tiivistää tiivisteillä yhdessä huonetilan sulkemisen kanssa olosuhteiden ylläpitämiseksi. ”Koska tätä tilaa ei ollut alun perin tarkoitettu kuivaushuoneeksi, saati laboratorioksi, tarvittiin useita paneeleita, joiden kautta päästiin käsiksi säätöventtiileihin ja katkaisimiin rakennuspalveluille, jotka oli sisällytettävä suunnitteluun,” kertoi Less. SCS hyödynsi laajaa kokemustaan korkealaatuisten eristepaneelien integroimiseksi ja kaikkien liitosten tiivistämiseksi höyrytiiviin tilan luomiseksi. Kaikki läpiviennit sprinklereille, sähkövirralle ja paineilmalle tiivistettiin samalla laadunvalvonnalla kuin huone. Laboratoriotyöntekijät voivat kulkea kuivaushuoneeseen ilmatiiviin eteisen kautta estääkseen kosteuden pääsyn ulkoa. Oikein tiivistettynä kuivaushuone tarvitsee vain 200 CFM positiivista painetta kosteuden tunkeutumisen estämiseksi, mikä voisi vaikuttaa huoneen olosuhteisiin. Tämän tason hallitsemiseksi tarvittiin suuri määrä mekaanisia laitteita, mukaan lukien edistynyt kuivausjärjestelmä, jotka kaikki sijoitettiin strategisesti rakennuksen katolle. Muntersin kuivausjärjestelmä täyttää vaatimukset Kuivaushuoneen suunnittelukriteerit ja odotettu toiminta määrittävät laitteiden suorituskykyvaatimukset. Michiganin yliopiston akkulaboratoriossa syöttöilman lämpötilan ja kosteuden piti olla alhaisempi kuin suunnitteluarvot, jotta sisäiset näkyvät ja piilevät kuormat, kuten tilassa työskentelevien ihmisten määrä, työpisteiden poistoilma sekä ihmisten, prosessilaitteiden ja valojen lämpökuorma voitiin ottaa huomioon. ”Munters Green PowerPurge -desikanttijärjestelmä valittiin mekaanisen järjestelmän keskeiseksi osaksi, koska se on erityisesti suunniteltu vastaamaan edistyneiden akkutuottajien tarpeisiin, jotka vaativat alhaisen kastepisteen hallintaa, mutta kuluttaa silti vähemmän energiaa kuin muut järjestelmät,” kertoi Jeff Siemasko, Muntersin myyntijohtaja Pohjois-Amerikassa. ”Green PowerPurge -korkeatehoinen desikanttijärjestelmä käyttää mahdollisimman vähän energiaa, ja se on kehitetty litiumioniakkuteollisuuden kuivaushuoneiden alhaisen kastepisteen sovelluksiin,” kertoi Curtis Musall, Innovative Air Systemsin toimitusjohtaja ja SCS:n Muntersin OEM-asiakasvastaava. Green PowerPurge on energiatehokas, koska laite toimii energian talteenottona, keräten hukkaenergiaa desikanttirummun kuumimmalta osalta ja hyödyntäen sitä regeneraatiossa. Tämä prosessi vähentää uudelleenaktivaation tarvitsemaa energiaa samalla, kun prosessi-ilman poistolämpötila laskee, mikä pienentää kuivaushuoneeseen toimitettavan ilman jälkijäähdytyskustannuksia. Laboratoriotilat ylittivät odotukset ”Green PowerPurge pystyy helposti toimittamaan -70°F/-56°C kastepisteen syöttöilmaa samalla, kun se säästää 25–45 % kuivaushuoneen jäähdytyskustannuksista ja 35–50 % desikantin uudelleenaktivointienergiasta,” kertoi Musall. Muntersin kuivausjärjestelmä hallitsee kastepistettä tehokkaasti ja yksikkö tarjoaa jäähdytyksen lämpötilan ja kosteuden poistamiseksi ennen viimeistä kuivausta, joka tapahtuu kuivaimen kautta syöttöilmälle kuivaushuoneeseen. Lessin mukaan tilan olosuhteet ovat todellisuudessa ylittäneet odotukset. ”Kosteutemme on yleensä huomattavasti alhaisempi kuin määrittely,” kertoi Less. ”Seuraamme olosuhteita helposti digitaalisen näytön kautta huoneen ulkopuolella, joka on myös yhdistetty yliopiston rakennuksen valvontajärjestelmään.” ”Curtisin ja Muntersin tiimin tuki suunnitteluominaisuuksien ja suorituskyvyn varmistamisessa oli ratkaisevaa projektin onnistumiselle,” kertoi Parkman. ”Munters on toimittanut energiatehokkaita kuivausjärjestelmiä tähän käyttötarkoitukseen lähes 40 vuoden ajan ja on ollut lähteemme kuivaushuoneiden suunnittelumäärityksissä.” ”Muntersin laatu ja suorituskyky vastaavat vaatimuksiamme, kun suunnittelimme tilaa hallitsemaan näitä äärimmäisiä olosuhteita,” lisäsi Parkman. ”Asennuksen vaatiessa täydellistä integraatiota Munters toimitti kuivausjärjestelmän ja Innovative Air Systems toimitti jäähdytyslaitteiston, joka vastaa kuivaushuoneen ja kuivausjärjestelmän vaatimuksia.” ”Scientific Climate Systems työskenteli kanssamme varmistaakseen, että saimme juuri haluamamme laboratorion ja että ymmärsimme kaikki parametrit,” kertoi Less. ”Yhdessä loimme upean, maailmanluokan tilan asiakkaidemme akkujen tuotantoa varten.” Projektin pikafaktat Suunnittelu – 70°Fdb, ≤ -40°C kastepiste tai ≤ 0,5 % suhteellinen kosteus Henkilöt – Viisi (5) enintään kuivaushuoneessa Henkilöiden sisään-/uloskäynti – 5 kertaa tunnissa Poistoilma – 1000 CFM Paneelin sulku (palonkestävä) – 4” seinät ja katto Unistrut-kiinnitysjärjestelmällä Henkilöstön pääsy – Ilmatiivis eteinen 6’ x 8’ Huoltoluukut – Yhdeksän (9) 24” x 24” tiivistettyä luukkua rakennuspalveluihin pääsyä varten Hätäuloskäynti – Paloluokiteltu ovi tiivistettynä yliopiston paloluokiteltuihin käytävän seiniin Läpiviennit ja tiivistykset automaattisten palonsammutusjärjestelmien päiden kohdalla Lattia – Höyrynsulku ja ESD-epoksipäällyste Ikkunat – Kahdeksan (8) kolminkertaislasista katseluikkunaa rakennuksen ikkunoiden linjassa Kuivaus – Munters IDS-4500 GPP kaasureaktivoinnilla, DX-jäähdytyskeloilla, HEPA-suodatuksella ja sähkölämmityksellä jälkilämmityksessä Lisäominaisuudet – Lämmitetyt lumisulkijat ja sumusäleiköt talvea varten Säädin (Munters) – Siemens integroitu ohjausjärjestelmä HMI-näytöllä Kuivaushuoneen säädin – nCompass-säädin/HMI graafisella lämpötila- ja kastepistenäytöllä Tilakennot – Vaisala DMT 342 lämpötila- ja kastepistesensori Ilmakanavat – Hitsatut saumat syöttö- ja paluuilmakanavissa 2” eristyksellä katolle asennetusta kuivausjärjestelmästä rakennuksen 4. kerroksesta 2. kerroksen kuivaushuoneeseen DX-kondenssiyksiköt – Yksi (1) 25 HP ja yksi (1) 15 HP