Michigan Üniversitesi'nin pil araştırma laboratuvarında mükemmel tasarım koşulları

Laboratuvar tasarımında karşılaşılan zorluklar

700 metrekarelik laboratuvarı geliştirmek birkaç benzersiz zorluk ortaya çıkardı. Birincisi, proje, üç katlı bir binada mevcut olan ikinci kat alanını kuru bir odaya dönüştürmeyi gerektiriyordu. SCS'nin kıdemli proje mühendisi David Parkman, "Bina çok amaçlı bir araştırma ve çalışma tesisi olarak işlev görüyor ve laboratuvar, çalışma alanları için kullanılan bir alana kurulacaktı" dedi. "Bu laboratuvarı kurmak, alanı çevredeki bitişik alanlardan ve koridordan tamamen izole etmek anlamına geliyordu." Diğer bir zorluk ise, mekanik ekipmanın çatıya yerleştirilmesi ve üçüncü kattaki sakinleri rahatsız etmeden binanın ikinci katına bağlanması gerektiğiydi.

Sıkı laboratuvar tasarım gereksinimleri

Ekipman ayrıca mevcut çatı alanına sığacak şekilde belirtilmeli ve minimum ses ve görsel etki ile çalışacak şekilde tasarlanmalıydı. Laboratuvar tasarımı bir yılı aşkın sürdü; tasarım konseptlerini, kurulum takvimini gözden geçirmek ve mekanik ekipmanı yerine kaldırmak için yerel bir yüklenici ile çatıda vinç kullanımını koordine etmek üzere birçok toplantı yapıldı. Oda büyüklüğü ve içindeki faaliyetlere dayanarak, tasarım koşulları 70°F ve ≤ -40°C çiğ noktası ya da ≤ %0,5 bağıl nem olarak belirlendi. Bu koşulların korunması hayatiydi çünkü yüksek enerjili lityum-iyon piller, elektrolit tuzunun hidrolizini önlemek için %1’den az bağıl nemli ortamlarda üretilmelidir. Laboratuvar personeli ayrıca kuru odada doğal ışık için pencereler istedi. Mekanik ekipman çatıda, kuru oda ise iki kat aşağıda olduğundan, nem alma sisteminden gelen taze hava koşulları, alanı 70°F, ≤ -40°C çiğ noktası veya ≤ %0,5 bağıl nemde kontrol etmek için gereken kurutma kapasitesini sağlamak üzere korunmalıdır. “Laboratuvarın ihtiyaçlarını karşılamak zorundaydık ama aynı zamanda mekanik ekipman ile kuru oda arasındaki diğer alanları da dikkate almak zorundaydık,” dedi Parkman. “Bu nedenle, taze hava kanalları kadar dönüş havası kanalları da buhar geçirmez olmalıydı. “75°F ve %60 bağıl nem ile tutulan odalarla çevrili olan bir laboratuvarı, %0,5 bağıl nemde tutmak zorundayız,” diye ekledi Parkman. “Bu fark, kuru odanın bütünlüğünü kritik kılıyor ve her dikişin tam olarak mühürlendiğinden emin olmamız gerekti.” SCS projenin tüm unsurlarının yerine getirilmesini sağlar Binanın diğer işlevsel alanlarında, kuru odada bu odalara ve diğer laboratuvarlara bağlı tesisatları ayarlamak için birden fazla küçük erişim kapağı gerekiyordu. Bunlar da oda kabini ile birlikte conta ile mühürlenmeliydi. “Bu alan kuru oda değil, laboratuvar bile değil olarak tasarlandığı için, odanın içinde kontrol vanalarına ve bina servisleri için kapatma anahtarlarına erişim sağlayan birçok panel gerekliydi,” dedi Less. SCS, kaliteli yalıtımlı panelleri dahil etmek ve tüm birleşme noktalarını mühürlemek için geniş deneyimini kullandı ve böylece buhar geçirmez bir kabin oluşturdu. Sprinklerler, elektrik gücü ve basınçlı hava için tüm geçişler de oda ile aynı kalite kontrolü ile mühürlendi. Laboratuvar personeli, dışarıdan nem girişini önlemek için hava kilidi aracılığıyla kuru odaya girip çıkabiliyor. Doğru mühürleme ile kuru oda, iç koşulları etkileyebilecek nem sızmasını önlemek için sadece 200 CFM pozitif basınç gerektirir. Bu kontrol seviyesine ulaşmak için çok miktarda mekanik ekipman gerekliydi; bunların hepsi binanın çatısına stratejik olarak yerleştirilen gelişmiş bir nem alma sistemi içeriyordu. Munters nem alma sistemi başarılı Tasarım kriterleri ve kuru odadaki beklenen faaliyet, ekipman performans gereksinimlerini belirler. Michigan Üniversitesi Pil Laboratuvarı için, taze hava sıcaklığı ve nem seviyesi, alandaki insan sayısından, çalışma istasyonlarından çıkan egzoz havasından ve insan, işlem ekipmanı ile aydınlatmadan kaynaklanan duyulur ve gizli ısı yüklerini karşılamak için tasarım noktasından daha düşük olmalıydı. “Munters Green PowerPurge desikant sistemi, düşük çiğ noktası kontrolü gerektiren gelişmiş pil üreticilerinin ihtiyaçlarını karşılamak için özel olarak tasarlandığından ve diğer sistemlere göre daha az enerji tükettiğinden, mekanik sistemin ana bileşeni olarak seçildi,” dedi Jeff Siemasko, Munters Kuzey Amerika Satış Direktörü. “Green PowerPurge yüksek performanslı desikant sistemi mümkün olan en az enerjiyi kullanır ve lityum iyon pil kuru oda endüstrisinin gerektirdiği düşük çiğ noktası uygulaması için geliştirilmiştir,” dedi Curtis Musall, Innovative Air Systems Başkanı ve Munters için SCS OEM hesap yöneticisi. Green PowerPurge, desikant tekerleğinin en sıcak bölümünden atık ısıyı toplayan ve yeniden jenerasyona yardımcı olan bir enerji geri kazanım sistemi olarak hareket ettiği için enerji açısından verimlidir. Bu süreç, yeniden aktivasyon için gereken enerjiyi azaltırken, işlem havasının çıkış sıcaklığını düşürür ve kuru odaya gönderilen havanın son soğutma maliyetlerini azaltır. Laboratuvar koşulları beklentileri aştı “Green PowerPurge, -70°F/-56°C çiğ noktası ile taze hava sağlayabilir ve kuru oda soğutma maliyetini %25 ila %45, desikant reaktivasyon enerji maliyetini ise %35 ila %50 arasında azaltır,” dedi Musall. Munters nem alma sistemi, çiğ noktasını etkin ve verimli bir şekilde kontrol eder; ünitenin soğutması, taze havanın nihai kurutma öncesinde ilk sıcaklık ve nem giderme aşamasını sağlar. Less’e göre, tesis koşulları aslında beklentilerin üzerinde gerçekleşti. “Nem oranımız genellikle belirlenen değerin çok altında,” dedi Less. “Oda dışındaki dijital ekrandan koşulları kolayca izleyebiliyoruz ve bu sistem üniversitenin bina izleme sistemi ile de bağlı.” “Curtis ve Munters ekibinin tasarım özelliklerini ve performansı doğrulamada sağladığı destek, projenin başarısı için çok önemliydi,” dedi Parkman. “Munters, bu uygulama için neredeyse 40 yıldır enerji verimli nem alma sistemleri sağlıyor ve bu kuru oda tasarım spesifikasyonlarımızın kaynağı oldu.” “Munters’ın kalite ve performansı, bu aşırı koşulları kontrol etmek için tesisi tasarlama gereksinimlerimizle uyumlu,” diye ekledi Parkman. “Kurulumun tam entegrasyon gerektirdiği durumlarda, Munters nem alma sistemini, Innovative Air Systems ise kuru oda/nem alma sistemi gereksinimlerine uygun soğutma ekipmanını sağladı.” “Scientific Climate Systems, istediğimiz türde laboratuvarı aldığımızdan ve tüm parametreleri anladığımızdan emin olmak için bizimle birlikte çalıştı,” dedi Less. “Birlikte müşterilerimizin batarya üretmesi için harika, dünya standartlarında bir alan geliştirdik.” Proje Hızlı Bilgileri Tasarım – 70°Fdb, ≤ -40°C çiğ noktası veya ≤ %0,5 bağıl nem Kişi Sayısı – Kuru odada maksimum beş (5) kişi Personel Giriş/Çıkış – Saatte 5 kişi Egzoz – 1000 CFM Panel Kabini (yangın geciktirici) – 4” duvar ve tavan, Unistrut montaj sistemi Personel Girişi – 6’ x 8’ hava kilidi Erişim Kapakları – Bina tesisatlarına erişim için dokuz (9) adet 24” x 24” conta kapak Acil Çıkış – Üniversite yangın koridoru duvarlarına sızdırmaz yangın kapısı Geçişler ve Otomatik Yangın Söndürme Sistemleri için Mühürleme Zemin – Buhar bariyer sızdırmazlığı ve ESD epoksi son kaplama Pencereler – Bina pencereleri ile hizalanmış sekiz (8) üçlü cam pencere Nem Alma – Gaz rejenerasyonlu Munters IDS-4500 GPP, DX soğutma bobinleri, HEPA filtreleme ve elektrikli sonrası ısıtma Ek Özellikler – Kış için ısıtmalı kar ve sis kepenkleri Kontrol Cihazı (Munters) – HMI ekranlı Siemens entegre kontrol sistemi Kuru Oda Kontrolü – Oda sıcaklığı ve çiğ noktası grafik göstergeli nCompass kontrolcü/HMI Oda Sensörleri – Vaisala DMT 342 sıcaklık ve çiğ noktası sensörü Havalandırma Kanalları – Bina 4. katının çatısında bulunan nem alma sisteminden 2. kattaki kuru odaya kadar 2” izolasyonlu kaynaklı taze hava ve dönüş havası kanalları DX Yoğuşturucu Üniteleri – Bir (1) adet 25 HP ve bir (1) adet 15 HP