1 概況
本工程位于蘇州某工業(yè)園內,廠(chǎng)房共有二層,每層建筑面積約36500m2。潔凈廠(chǎng)房分階段完成,共分4期完成。本次工程為第二期,100級潔凈廠(chǎng)房約為2680m2,千級面積約為580m2,普通區域(testarea)面積為5000m2(廠(chǎng)房平面圖略)。
2 設計主要參數
設計主要參數見(jiàn)表1。
3 潔凈空調系統設計
3.1 潔凈冷負荷計算
夏季冷負荷包括:維護結構冷負荷、人員冷負荷、照明冷負荷、生產(chǎn)設備冷負荷、新風(fēng)冷負荷、風(fēng)管冷損、空調機組風(fēng)機負荷等。經(jīng)計算:100級區域冷負荷指標為880W/m2,1000級冷負荷指標:480W/m2。普通區域(testarea)冷負荷指標:600W/m2(普通區域放置測試設備,發(fā)熱量較大)。
3.2 100級、1000級潔凈房的空調方式潔凈房采用FHU+DCU+FFU的空調方式,潔凈房空調及氣流組織形式見(jiàn)圖1。
其中,FHU為新風(fēng)機組(Freshairhandingu2nit),另外,新風(fēng)機組對新風(fēng)采取了初、中、高效過(guò)濾處理。新風(fēng)機組包括:初效段,表冷段,中效段,加熱段(廠(chǎng)家有熱水系統,采用熱盤(pán)管),加濕段(廠(chǎng)家有蒸氣),高效段。其中,空氣清洗段廠(chǎng)家先要求預留,以后再增加新風(fēng)機組擔負潔凈房的濕度控制,保持潔凈房的正壓和人員新風(fēng)需求。該工程新風(fēng)量取35000m3/h;
DCU為干表冷盤(pán)管(Drycoilunit),在每一個(gè)潔凈房?jì)鹊幕仫L(fēng)夾墻中,都設置了干冷盤(pán)管。干冷盤(pán)管的主要作用是對潔凈房進(jìn)行等濕降溫,所以,通過(guò)干盤(pán)管的冷凍水的溫度稍大于潔凈房的露點(diǎn)溫度,保證潔凈房空氣通過(guò)干冷盤(pán)管時(shí)不結露;
FFU為帶風(fēng)機的高效過(guò)濾器(Fanfilterunit),FFU將潔凈房?jì)鹊耐ㄟ^(guò)干冷盤(pán)管冷卻的回風(fēng),再與新風(fēng)機組處理的新風(fēng)混合后,通過(guò)FFU中的高效過(guò)濾器送到潔凈房中。該潔凈房地面采用1m高的導電高架地板,實(shí)現頂送底回的送風(fēng)形式,進(jìn)一步保證氣流的垂直度的層流送風(fēng)形式。
該空調的方式其特點(diǎn)是:潔凈房的濕度采用集中控制的形式,控制簡(jiǎn)單,便于控制管理。其次,采用干冷盤(pán)管的冷卻方式,節約空調機房的面積,特別適合大面積大冷負荷而空調機房面積較為緊張的潔凈房場(chǎng)所。同時(shí),多組干冷盤(pán)管的形式有利室內溫度控制,尤其當室內各負荷不均勻時(shí),更加有利。另外,在技術(shù)夾層,也不會(huì )有冷凝水產(chǎn)生,不易藏污、滋生細菌等。
但是,由于干冷盤(pán)管中所流動(dòng)的冷凍水溫要求高于潔凈房的露點(diǎn)溫度,所以水溫偏高,降低了盤(pán)管的傳熱系數,及要求增加表冷盤(pán)管的傳熱面積,增加了初次投資成本。又因為,要求流入干冷盤(pán)管的冷凍水溫要高于潔凈房的露點(diǎn)溫度,而冷凍站提供的供水溫度為7℃,回水溫度12℃。所以必須采用二次水循環(huán)的形式。
該循環(huán)水系統形式有兩種:
(1)采用三通閥混合的形式;
(2)采用熱交換器的形式。
在分析兩種循環(huán)的形式特點(diǎn)后,最終采用了熱交換器的形式,進(jìn)一步的確保系統穩定可靠。當然,增加熱交換器設備,投資增大。但是,相對該類(lèi)工程來(lái)說(shuō),大面積高潔凈度的潔凈房,如果采用空氣處理機組的形式,該系統風(fēng)管系統所占用的空間、費用較大,同時(shí),還要占用很大的空調機房面積。在綜合考慮對比后,采用干表冷盤(pán)管的系統還是經(jīng)濟的,合理的。
3.3 空氣處理
潔凈房的空氣處理:潔凈房的空氣首先通過(guò)干表冷盤(pán)管冷卻,控制潔凈房?jì)鹊臏囟?。使之保持在設計溫度的范圍內,然后回到潔凈房頂端的靜壓箱中和新風(fēng)混合后再通過(guò)FFU送到潔凈房?jì)?。新風(fēng)機組空氣處理:新風(fēng)經(jīng)過(guò)初效過(guò)濾后進(jìn)入冷盤(pán)管,冷盤(pán)管將新風(fēng)處理到潔凈房露點(diǎn)溫度后,進(jìn)入中效過(guò)濾器和加熱盤(pán)管段,然后進(jìn)入空氣清洗段(該段暫時(shí)沒(méi)有裝入),進(jìn)入二次加熱盤(pán)管段和加濕段,保證潔凈房空氣濕度恒定在設計要求范圍內。最后由風(fēng)機將處理的新風(fēng)送到高效送風(fēng)段,然后送到潔凈房天花頂上的靜壓箱中,和潔凈房的回風(fēng)混合,通過(guò)FFU送到潔凈房?jì)取?/span>1K更衣間的空氣處理方式相同。
4 空調主機及冷凍水系統
本工程為2期工程,主機在第一期已經(jīng)全部到位,采用1000RT開(kāi)利離心機組共4臺,冷凍水管已全部通到所需的位置,并已經(jīng)預留接管。本工程testarea及新風(fēng)機組直接采用主冷凍水管的冷凍水,供回水溫度7℃/12℃;但潔凈房中的干盤(pán)管的冷凍水,必須保證冷凍水供回水溫度13℃/17℃;設計供回水溫差為4℃,即采用熱交換器設計二次循環(huán)冷凍水系統。
在熱交換器冷源端的冷凍水的供回水管上,安裝電動(dòng)二通閥,通過(guò)DDC的控制,保證二次循環(huán)的水溫恒定在設計的范圍內。二次冷凍水水管系統采用異程式的方式,潔凈房回風(fēng)夾墻中的干冷盤(pán)管,共分為8組,每一組設置一個(gè)電動(dòng)比例積分閥,根據所對應的范圍感應到的潔凈房?jì)鹊臏囟?/span>,來(lái)調整比例積分閥的開(kāi)啟度進(jìn)行調整,從而將溫度控制在設計要求。膨脹水箱設置在樓面上。
5 自動(dòng)控制系統
本期工程采用一套DDC控制系統,并且和機房總站連接,可以實(shí)現局部調控和機房總站對運行狀態(tài)的控制和觀(guān)測。
潔凈房中的干冷盤(pán)管,共分了8組,每一組采用一個(gè)比例積分閥控制,每組所對應的區域溫度采用多點(diǎn)檢測,采用多點(diǎn)的平均值PID控制比例積分閥的開(kāi)啟度,調節室內溫度。
濕度也是采用了多點(diǎn)檢測控制,通過(guò)多點(diǎn)的平均的PID值,通過(guò)檢測到的濕度大小來(lái)控制新風(fēng)機組冷凍水電動(dòng)比例積分閥的開(kāi)啟度,或者控制加濕蒸氣閥的開(kāi)啟度的大小,達到控制潔凈房?jì)鹊臐穸瓤刂圃谠O計范圍內。
在冬季,當檢測室外溫度低于某一值,將對空氣保持一定的加熱,確保足夠的加濕量,避免空氣飽和無(wú)法加入足夠的加濕量及風(fēng)機段有積水,情況嚴重的高效過(guò)濾受潮,影響過(guò)濾效果。
新風(fēng)機組采用變頻控制,根據潔凈房實(shí)際使用面積,通過(guò)電動(dòng)風(fēng)閥的開(kāi)與關(guān),檢測風(fēng)管內的壓力參數,控制風(fēng)機轉速,調整新風(fēng)量,達到節約能源的目的。
新風(fēng)機組和普通區域風(fēng)柜都有消防系統提供一個(gè)常閉觸點(diǎn)信號,當該區域發(fā)生火災時(shí),該點(diǎn)自動(dòng)斷開(kāi),新風(fēng)機組及普通區域風(fēng)柜風(fēng)機將停止運行。
6 工程調試
在潔凈房測試前,首先清潔潔凈房,讓空調系統先運行24小時(shí)后,安裝高效過(guò)濾器和FFU。
首先保證新風(fēng)總風(fēng)量在設計范圍內,然后進(jìn)行潔凈房之間的正壓測試,在反復調整風(fēng)量調節閥后,基本正壓值符合設計要求。
但是,更衣間由于施工和位置局限原因,通過(guò)干盤(pán)管風(fēng)速達到310m/s以上,造成更衣間靜壓值過(guò)大,因為FFU的全壓在50Pa左右,要求通過(guò)干盤(pán)管的壓降不得大于30Pa為宜,在能滿(mǎn)足冷負荷的前提下,減小風(fēng)速(一般取風(fēng)速2m/s左右),降低了干盤(pán)管壓降。調整后,靜壓恢復到設計范圍內,滿(mǎn)足要求。
然后對FFU逐臺進(jìn)行風(fēng)速調整,調整到設計要求范圍內。
在風(fēng)量風(fēng)速設計要求后,再對高效過(guò)濾器進(jìn)行檢漏測試,將不合格的高效過(guò)濾器換掉。
上述程序完成后,進(jìn)行潔凈度、自?xún)魰r(shí)間、溫度、濕度、照度、地板導電率、噪聲、垂直度等檢測,測試結果符合設計要求和相應標準。
7 總結
(1)大面積高級別(高于或等于100級)的潔凈房,宜采用干盤(pán)管的形式,可以節省空調機房面積,系統控制靈活。
(2)對于大功率的電機設備,宜采用變頻控制技術(shù),減少能耗。
(3)新風(fēng)系統的空氣過(guò)濾宜采用初、中、高效三級過(guò)濾,延長(cháng)高效過(guò)濾器的使用壽命。
(4)盡量采用將新風(fēng)處理到室內露點(diǎn)溫度的空氣組織形式,減少因對室內進(jìn)行溫度補償而造成不必要能源浪費的空氣處理形式[3]。
(5)在整個(gè)潔凈房系統中,注意泄壓閥的正確選型和安裝設置。
