空調系統在潔凈室工程項目中的應用
四川華銳凈化 2019-04-03 21:50:06 閱讀
【摘 要】空調系統在我們現在生活中越來越廣泛的應用與使用，對于不同的工作生活環境，空調系統的選擇也隨之發生著相應的變化。本文就很少關注的潔凈室方面的空調系統的選擇，做出相應的闡述。
1 潔凈室分類及特點
1.1 亂流式(Turbulent Flow)： 空氣由空調箱經風管與潔凈室內之空氣過濾器(HEPA)進入潔凈室，并由潔凈室兩側隔間墻板或高架地板回風。氣流非直線型運動而呈不規則之亂流或渦流狀態。特點：構造簡單、系統建造成本低，潔凈室之擴充比較容易，在某些特殊用途場所，可并用無塵工作臺，提高潔凈室等級。 亂流造成的微塵粒子于室內空間飄浮不易排出，易污染制程產品。1.2 層流式(Laminar)： 層流式空氣氣流運動成一均勻之直線形，空氣由覆蓋率100%之過濾器進入室內，并由高架地板或兩側隔墻板回風，其型式可分為二種： 水平層流式、垂直層流式特點：構造簡單，運轉后短時間內即可變成穩定。管理容易，運轉開始短時間內即可達穩定狀態，不易為作業狀態或作業人員所影響。 建造費用比亂流式高，室內空間不易擴充。 構造費用較高，彈性運用空間困難，天花板之吊架相當占空間，維修更換過濾器較麻煩。
1.3 復合式(Mixed Type)： 復合式為將亂流式及層流式予以復合或并用，可提供局部超潔凈之空氣。 潔凈隧道(Clean Tunnel)： 潔凈隧道另有二項特點：A.彈性擴充容易； B.維修設備時可在維修區輕易執行。 潔凈管道(Clean Tube)：將產品流程經過的自動生產線包圍并凈化處理，將潔凈度等級提至100級以上。
2 潔凈室空調系統的特點
潔凈室(Clean Room)，亦稱為無塵室或清凈室，就是指為保持“室內要求的潔凈度等級”采用高效空氣過濾器HEPA(High Efficiency Particulate Air)或超高效空氣過濾器ULPA(Ultra Low Penetration Air)等盡力創造的室內空間。潔凈室按用途分類（可分為兩大類）:工業潔凈室――以無生命微粒的控制為對象。生物潔凈室，主要控制有生命微粒（細菌）與無生命微粒（塵埃）對工作對象的污染。又可分為:一般生物潔凈室，主要控制微生物（細菌）對象的污染。生物學安全潔凈室：主要控制工作對象的有生命微粒對外界和人的污染。內部要保持與大氣的負壓。
首先，潔凈室的潔凈度往往受到氣流的影響，潔凈室系利用HEPA、ULPA過濾空氣，其塵埃的收集率達99.97~99.99995%之多。然而潔凈室內除了人以外，尚有機器等之發塵源，這些發生的塵埃一旦擴散，即無法保持潔凈空間。潔凈室內的氣流是左右潔凈室性能的重要因素，一般潔凈室的氣流速度是選0.25~0.5m/s之間，所以應在滿足要求的潔凈度水準之時，能以最適當的風速供應，以達到適當的風速供應以達到經濟性效果。另一方面欲達到潔凈室潔凈度之穩定效果，均一氣流之保持亦為一重要因素，此時要實現高潔凈度事實上很困難。垂直層流式方向要保持均一氣流必須：(a)吹出面的風速不可有速度上的差異；(b)地板回風板吸入面之風速不可有速度上的差異。速度過低或過高(0.2m/s，0.7m/s)均有渦流之現象發生，而0.5m/s之速度，氣流則較均一，目前一般潔凈室，其風速均取在0.25~0.5m/s之間。
3 關于系統方案的考慮因素
通常需要考慮的指標有：經濟性指標――初投資和運行費用或其綜合費用；功能性指標――滿足對室內溫度、濕度或其他參數的控制要求的程度；能耗指標――能耗實際上已反映在運行費用中，而節能是我們的基本國策，應當優先選擇節能型系統；系統與建筑的協調性――如系統與裝修、系統與建筑空間和平面之間的協調；其他，如維護管理方便性，噪聲等。在選擇系統之前，還必須了解建筑和空調房間的特點與要求；系統的選擇實質上是尋求系統與建筑最優搭配。
4 空調系統的選擇與劃分原則
4.1 關于系統形式的選擇
本段中介紹了各種空調系統形式，下面舉例說明系統選擇的分析方法：
4.1.1 全空氣系統在機房內對空氣進行集中處理，空氣處理機組有多種處理功能和較強的處理能力，尤其是有較強的除濕能力。因此適用于冷負荷密度大、潛熱能大或對室內含塵濃度有嚴格控制要求的場所。系統經常需要維修的是空氣處理設備，全空氣系統的空氣處理設備集中于機房內，維修方便，且不能影響空調房間使用，但是全空氣系統有較大的風管及需要空調機房，在建筑層高低、建筑面積緊張的場所，他的應用受到了限制。
4.1.2 高大空間的場所宜選用全空氣定風量系統。在這些場所，為使房間內溫度均勻，需要要有一定的送風量，故應采用全空氣系統中的定風量系統。因此，像體育館比賽大廳、侯機大廳、大車間的空調都宜用全空氣定風量系統。
4.1.3 一個系統有多個房間或區域，各房間的負荷參差不齊，運行時間不完全相同，且各自有不同要求時，宜選用全空氣系統中的變風量系統、空氣－水風機盤管系統、空氣－水誘導器系統等。如果這些系統中有多個房間的負荷密度大、濕負荷較大，應選用單風道變風量系統或爽風道系統。空氣－水風機盤管、和空氣－水誘導器系統適用于負荷密度不大、濕負荷也較小的場合，如客房、人員密度不大的辦公室等。
4.1.4 舊建筑加裝空調系統，比較適宜的系統是空氣－水系統；一般不宜采用全空氣集中空調系統。因為空氣－水系統中的房間負荷主要由水來承擔，攜帶同樣冷、熱量的水管遠比風管小很多，在舊建筑中布置或穿樓層較為容易；空氣－水系統中的空氣系統一般是新風系統，風量相對比較少，且可分層、分區設置，這樣風管尺寸很小，便于布置、安裝。如果必須在此使用全空氣集中空調時，也應盡量將系統劃分得小一些。
4.2 系統劃分的原則
一幢建筑不僅有多種形式的系統，而且同一種形式的系統還可以劃分成多個小系統。系統劃分的原則如下：
4.2.1 系統應與建筑物分區一致。一幢建筑物通常可分為外區和內區。外區又稱周邊區，是建筑中帶有外窗的房間或區域。周邊區還可以分為不同朝向的周邊區。不同區的負荷特點各不相同。冬季周邊區一般都有熱負荷，尤其在北方地區，其中北向周邊區的負荷最大。在有內、外區的建筑中，就有可能出現需要同時供冷和供熱的工況，系統宜分內、外區設置，外區中最好分朝向設置，因此，最好把內外區的系統分開。
4.2.2 在采暖地區，有內、外區的建筑，且系統只在工作時間運行，當采用變風量系統、誘導器系統或全空氣系統時，無論是否分區設置，宜設一獨力的散熱器采暖系統，以在建筑無人時進行值班采暖，宜設一獨力的散熱器采暖系統，以在建筑無人時進行值班采暖，從而可以節約運行費用。
4.2.3 各房間或區的設計參數值和熱濕比相接進、污染物相同，可以劃分為一個全空氣系統；對于定風量單風道系統，還要求工作時間一致，負荷變化規律基本相同。
4.2.4 一般民用建筑中的全空氣系統不宜過大，否則分管難于布置；系統最好不跨樓層設置，需要跨樓層設置時，層數也不應太多，這樣有利于防火。
4.2.5 空氣―水系統中的空氣系統一般都是新風系統，這種系統實質上是一個定風量系統，它的劃分原則是功能相同、工作班次一樣的房間可劃為一個系統；雖然新風量與全空氣系統中的送風量相比小很多，但系統也不宜過大，否則各房間或區域的風量分配困難；有條件時分層設置，也可以多層設置一個系統。
4.2.6 工業廠房的空調、醫院空調等在劃分系統時要防止污染物互相傳播。應將同類型污染的房間劃分為一個系統；并應使各房間之間保持一定的壓力差，引導室內的氣流從干凈區流向污染區。
5 制冷機房的方案確定
5.1 設計步驟
制冷機房的設計大體有以下幾個步驟：
5.1.1 確定制冷系統的總制冷量
5.1.2 確定制冷機種類和系統型式
5.1.3 確定制冷系統的設計工況
5.1.4 選擇制冷壓縮機和電動機
5.1.5 選擇蒸發器和冷凝器
5.1.6 選擇輔助設備
5.1.7 布置冷凍機房
5.1.8 設計各種管道系統
5.2 設備的布置原則
機房內的設備布置應保證操作、檢修的方便，同時要盡可能使設備布置緊湊，以節省建筑面積。壓縮機必須設在室內，并應有減振基礎。其他設備則可根據具體情況，設置在室內、室外或敞開式建筑內，但是，要注意某些設備之間必要的高度差。
制冷壓縮機及其他設備的位置應使連接管路短，流向通暢，并便于安裝。
制冷壓縮機的主要操作通道寬度以及壓縮機突出部分與配電盤的距離應不小于1.5m。非主要通道寬度應不小于0.8m。兩臺制冷壓縮機之間的距離應滿足 抽出壓縮機曲軸所需的地位，一般應不小于1m。
臥式殼管冷凝器和蒸發器布置在室內時，應考慮有清洗和更換其內部傳熱管的可能。
此外，設備和管路上的壓力表、溫度計等應設在便于觀察的地方。
5.3 制冷設備的保溫
管道和設備保溫層厚度的確定，要考慮經濟上的合理性，但是，最小保溫厚度應使其外表面溫度比最熱月室外空氣的平均露點溫度高2℃左右，以保證保溫層外表面不至有結露現象。
為了保證保溫的效果，保溫結構應由以下幾部分組成：
5.3.1 防銹層
5.3.2 保溫層
5.3.3 隔汽層
5.3.4 色層
6 設備選型
6.1 空氣源熱泵中央空調設計的特點
在很多地區，水中的Ca＋、Mg＋離子很多，水質比較硬。很多空氣源熱泵機組，都使用板式換熱器作為用戶側水換熱器。但是在實踐我們發現，由于這種板式換熱器對水質的要求很高，必須使用軟化水，補水也必須補軟化水，而且定期要進行拆卸清洗，否則就會造成結垢，輕則換熱效率大幅度下降，嚴重的還會產生漏洞，致使水進入壓縮機，嚴重損壞機組。同方的機組采用套管式換熱器，不但體積小，換熱效率非常高，而且對水質要求不高，無須使用軟化水，可以長期用普通水作為循環水，為用戶減少了很多麻煩。
熱泵機組在－2℃到2℃的區間內制熱模式運行時候最容易結霜。必須做的工作就是除霜，一般的除霜工作就是讓機組進行制冷運行，借助通過風換熱器的熱量，將霜融化。但是過長時間的除霜工作卻會影響整個系統的制熱效果另外，而且除霜不完全，嚴重時甚至會造成機組工作壓力不正常，機組保護停機。為保證機組在低溫環境下長時間穩定工作，選擇一套非常實用的除霜控制技術，同時采用同一個機組兩套獨立系統的設計思想，在同一臺機組上一半用制冷模式除霜，另一半繼續制熱，就是非常比要的了。
6.2 TRANE組合式空氣處理機組（CLCP 系列）設計的特性及優點
箱體結構設計獨特――通過由楔子與框架組成的自鎖機構，面板被緊緊地固定在框架上，壓力被均勻地施加在面板和粘貼在框架上地密封條上，從而構成了一個氣密性極好地箱體，資料表明其箱體設計漏風率達到歐洲B級標準。
特型鋁合金框架，使整個機組結構輕巧堅固。
所有面板中間全部充注高效聚氨酯保溫材料，發泡面板具有極好地熱阻特性，同時具有卓越地減振降噪功能。聚氨酯發泡保溫性能優良，不吸水、不腐爛、不滋生霉菌、不釋放化學氣體、不會掉下碎屑到空氣流中。
冷凝水處理優越，有設計獨特地雙坡度傾斜式下凹冷凝水盤，能確保冷凝水全部排出，完全防止空調箱內冷凝水積滯。
6.3 TRANE組合式空氣處理機組（CLCP系列）快速選型步驟
6.3.1 確定設計風量（CMH）或者總冷量（kW）
6.3.2 根據樣本參數表格，通過選擇最接近地風量或者總冷量，確定機組型號
6.3.3 機組地寬度和高度對于所有地功能段式相同地。樣本參數表格中機組地長度僅適用于標準的板式初效段＋盤管段＋風機段；對于其他地組合，通過標準段地長度確定整個機組地長度
7 結語：
為了滿足潔凈室設計要求，保證潔凈室的實驗效率和實驗質量，設備選型應該不能僅僅從經濟性、能耗等角度去考慮，應注重潔凈室的潔凈等級要求，并且不應忽略了使用者的健康應注意空調得末端裝置和空氣的輸送管道的噪音控制。
成都實驗室裝修公司：潔凈實驗室的裝飾要求
淺談凈化工程中潔凈室等級百級、千級、萬級、十萬級的劃分標