浅谈洁净室空调设计的相关问题探讨
四川华锐净化 2019-04-02 20:29:41 阅读
摘要：随我国经济的发展净化空调系统与普通空调系统有很大区别,我国的洁净厂房建设还处于起步阶段，现有的洁净厂房受资金、技术等因素的影响还存在很多问题。本文结合工程实例对洁净室净化空调系统设计进行了详细的阐述，对洁净室空调洁净度进行了较深入探讨并对净化空调系统在设计、施工及维护管理方面应注意的问题进行了分析和探讨。
关键词：洁净室；空调设计；问题的探讨
引言
随着微电子工业、食品工业、医疗卫生事业、精密机械、精细化工行业的高速发展，各行业的工艺技术设施对环境有温湿度的常规要求，同时也要求室内微粒的数量、室内气流、压力等控制在一定范围内，洁净空调技术便应运而生。洁净空调系统与普通空调系统的主要差别在于空调区域对洁净度有不同的要求。空气洁净度受各种因素的影响,良好的洁净效果,不但要有合理的设计,而且要有严格的施工及维护管理。本文针对洁净室的空调设计原则结合工程实例介绍风量平衡计算和系统设备选型设计。对于空气处理机组变风量运行，减少风机温升负荷，限制新风量和设计风机压头等多项节能措施，本文结合工程实例通过对净化空调系统设计介绍,探讨净化空调系统在设计、施工及维护管理等方面应注意的问题。
一、洁净室空调设计原则
1.1洁净室的选址应尽量选取周围环境较清洁和绿化较多的地区，其空调设计在不影响生产的情况下应遵循以下原则，：（1）应尽量将洁净度要求相同的房间安排在一起；（2）把容易产生灰尘及有害气体的工艺设备尽量布置在室外，在洁净室内只布置必要的工艺设备；（3）把易产生污染的工序应放置在靠排风口位置，洁净室的设备采用不易起尘的表面光滑的材料；（4）洁净室内尽量将洁净度要求高的工序放置在洁净气流首先到达的区域。
二、洁净室的正压控制
2.1正压控制的分析。洁净室必须保持一定的正压值,以保证不受外界环境污染， 并且是保证室外和低级别含尘多的空气不进入洁净室的关键。正压控制是通过使净化系统的送风量大于回风量和排风量之和的方法来达到的。空调送风量的大小受围护结构密封性能的好坏影响,实际工程中洁净室的压差根据规范以及实际围护结构情况来确定。不同等级的洁净室以及洁净区与非洁净区之间的压差应不小于5Pa,洁净区与室外的压差应不小于10Pa。《空气洁净技术措施》中推荐维持此正压一般所需风量为2～6次/h换气次数。为达到洁净室的正压值,除回风干管及新风管上设风量调节阀外,还应设正压控制装置,避免压差过大造成门开启困难，同时新风量增加,引起空调负荷的增加，造成能源的浪费。根据风量平衡可知:送风量= 新风量+ 回风量，新风量= 排风量+ 渗透风量。为保证洁净室正压值,送、回、排风机一定要联锁,其程序为启动时先开送风机,再开回风机和排风机;关闭时相反。对洁净度要求高的洁净室,为维持室内正压,防止空气倒灌,设计时还应在排风管上设止回阀或设另设值班风机。
2.2正压控制的方法。正压控制方法分为余压阀、调节新风量、调节回风量三种。但单纯改变回风量或新风量必然造成送风量的波动。同时要维持送风量的恒定,排风量、回风量之和要等于送风量。调节新风量、调节回风量实际上都是调节新回风在送风量的比例。新风量变化,回风量必须也变化才能维持送风量的恒定。因此，调节新风量、回风量、排风量都能调节正压风量。但原来的传统方式只强调了正压控制，疏忽了送风量的恒定。
2.3我国过去洁净室控制部分采用模拟量控制器的控制方式,同时控制正压和送风量的恒定比较难,近些年DDC 控制的发展,上述情况很容易实现。具体方式为：（1）采用正压的控制。通过余压阀泄压或调节排风阀的方法来改变排风量。根据上述风量平衡,当室内外或不同洁净室之间压力差超过设计压差时,渗透风量增加。新风量不变, 这种情况下需要增加排风量维持压差不变。但采用余压阀时,压差低于设计风量时,不能自动进行调节；而且采用调节排风阀时,当排风量为零,压差仍低于设计压差时,则不能进行调节。（2）调节新回风比例。由风量平衡可知新风量是维持正压的根源。送风量不变,改变送回风的比例,即改变新风量的大小,可以使室内维持恒定的正压。工程中采用变频新风机或调节新风阀改变新风量、变频回风机或调节回风阀改变回风量,从而改变供回风的比例,即改变新风量的大小使室内维持设定的正压。此种方法采用DDC 控制系统与变频风机相结合很容易调节新回风的比例和送风量,维持正压和送风量的同时恒定，易于维持室内压差稳定。
图1 DDC 控制送风量与正压原理图
上图中，正压控制通过室内外压差传感器调节新风阀的开度来控制正压进行。
送风量的恒定的实现通过以下方式:风机1 承担高效过滤器和送风管路的压降。风机2 主要承担初、中效过滤器和回风管路的压降。通过送风流量传感器控制变频风机1 的转速来实现恒定送风量。通过新风的一、二次回风流量传感器控制变频风机2 的转速来实现新回风比。一、二次回风比运行过程中高效过滤器积尘的增加,送风阻力相应增加,增加变频风机1的转速,增加风压维持送风量的恒定。为维持送风量的恒定,要调节回风量，当压差高于设定值时,减小新风量，增加回风量，反之，增加新风量，减小回风量，即控制新回风比。已知了新风量、热湿比、风机温升、送风状态点,可以推算出一、二次回风量并进行控制,空气处理过程与常规空调相同。
三、风管附件及施工安装注意问题
3.1风管及附件材料。净化空调系统在材料的选用时建议选用不发尘、不易积尘、便于清扫擦拭的的材料制作。风管的材质一般选用无明显氧化、针孔、麻点和镀锌层脱落的优质镀锌钢板,在制作中有损坏镀锌层处如咬口、折边、铆接处及时涂保护漆二道,用冷轧钢板制作的风管、阀门及附件,锈后涂油漆二道,制作完毕后用无腐蚀性清洗液将内表面油膜和污物清洗干净,干燥后经检查达到要求用塑料薄膜及胶带封口,防止灰尘进入。总之, 洁净室风管的制安是一个十分重要的工序,清洗后的风管和零配件安装前不要拆封,安装时拆开一个端口封膜,随即连接好一个接头,如中间停顿需将端口重新封好。在安装过程中不能嫌麻烦而忽视口部的封闭,致使管中积尘而又不易清洗或擦拭。中效过滤前的送风管、回风管、阀门及附件,一般用冷轧钢板或镀锌钢板制作,中效过滤器到高效过滤器之间的送风管、阀门及附件,一般采用钢板或塑料复合钢板制作,高效过滤器之后的送风管、阀门及附件,一般用铝合金板、硬塑料板、塑料复合钢板或镀锌钢板制作或用钢板制作后镀铬。洁净室送风口装饰面应用经阳极氧化处理的铝合金板或塑料板制作。高效过滤器安装时应严密平整,防止因为漏风影响洁净度。
3.2净化空调系统的维护管理。洁净室空调系统在运行过程中应注意检查温湿度、正压值及过滤器,防止达不到洁净室的要求,同时要不定期吸尘清扫等。
3.3净化空调系统的消声减振。洁净室一般为精密工作间,对减弱噪声要求较高,净化空调系统的风压较高,可能产生的噪声及振动较大,因此应积极采取有效的消声减振措施,设置的消声器要注意其产尘及积尘问题,防止振动噪声从风管及水管传递出来,满足洁净室的要求。
结束语
净化空调系统的设计及施工维护管理根据实际情况存在着方方面面需要解决及注意的问题，要达到良好洁净效果,在综上所述的合理的设计基础上,更要有精心的施工和严格的维护管理，才能满足洁净室工艺运行的要求。
关键词：洁净室；空调设计；问题的探讨
引言
随着微电子工业、食品工业、医疗卫生事业、精密机械、精细化工行业的高速发展，各行业的工艺技术设施对环境有温湿度的常规要求，同时也要求室内微粒的数量、室内气流、压力等控制在一定范围内，洁净空调技术便应运而生。洁净空调系统与普通空调系统的主要差别在于空调区域对洁净度有不同的要求。空气洁净度受各种因素的影响,良好的洁净效果,不但要有合理的设计,而且要有严格的施工及维护管理。本文针对洁净室的空调设计原则结合工程实例介绍风量平衡计算和系统设备选型设计。对于空气处理机组变风量运行，减少风机温升负荷，限制新风量和设计风机压头等多项节能措施，本文结合工程实例通过对净化空调系统设计介绍,探讨净化空调系统在设计、施工及维护管理等方面应注意的问题。
一、洁净室空调设计原则
1.1洁净室的选址应尽量选取周围环境较清洁和绿化较多的地区，其空调设计在不影响生产的情况下应遵循以下原则，：（1）应尽量将洁净度要求相同的房间安排在一起；（2）把容易产生灰尘及有害气体的工艺设备尽量布置在室外，在洁净室内只布置必要的工艺设备；（3）把易产生污染的工序应放置在靠排风口位置，洁净室的设备采用不易起尘的表面光滑的材料；（4）洁净室内尽量将洁净度要求高的工序放置在洁净气流首先到达的区域。
二、洁净室的正压控制
2.1正压控制的分析。洁净室必须保持一定的正压值,以保证不受外界环境污染， 并且是保证室外和低级别含尘多的空气不进入洁净室的关键。正压控制是通过使净化系统的送风量大于回风量和排风量之和的方法来达到的。空调送风量的大小受围护结构密封性能的好坏影响,实际工程中洁净室的压差根据规范以及实际围护结构情况来确定。不同等级的洁净室以及洁净区与非洁净区之间的压差应不小于5Pa,洁净区与室外的压差应不小于10Pa。《空气洁净技术措施》中推荐维持此正压一般所需风量为2～6次/h换气次数。为达到洁净室的正压值,除回风干管及新风管上设风量调节阀外,还应设正压控制装置,避免压差过大造成门开启困难，同时新风量增加,引起空调负荷的增加，造成能源的浪费。根据风量平衡可知:送风量= 新风量+ 回风量，新风量= 排风量+ 渗透风量。为保证洁净室正压值,送、回、排风机一定要联锁,其程序为启动时先开送风机,再开回风机和排风机;关闭时相反。对洁净度要求高的洁净室,为维持室内正压,防止空气倒灌,设计时还应在排风管上设止回阀或设另设值班风机。
2.2正压控制的方法。正压控制方法分为余压阀、调节新风量、调节回风量三种。但单纯改变回风量或新风量必然造成送风量的波动。同时要维持送风量的恒定,排风量、回风量之和要等于送风量。调节新风量、调节回风量实际上都是调节新回风在送风量的比例。新风量变化,回风量必须也变化才能维持送风量的恒定。因此，调节新风量、回风量、排风量都能调节正压风量。但原来的传统方式只强调了正压控制，疏忽了送风量的恒定。
2.3我国过去洁净室控制部分采用模拟量控制器的控制方式,同时控制正压和送风量的恒定比较难,近些年DDC 控制的发展,上述情况很容易实现。具体方式为：（1）采用正压的控制。通过余压阀泄压或调节排风阀的方法来改变排风量。根据上述风量平衡,当室内外或不同洁净室之间压力差超过设计压差时,渗透风量增加。新风量不变, 这种情况下需要增加排风量维持压差不变。但采用余压阀时,压差低于设计风量时,不能自动进行调节；而且采用调节排风阀时,当排风量为零,压差仍低于设计压差时,则不能进行调节。（2）调节新回风比例。由风量平衡可知新风量是维持正压的根源。送风量不变,改变送回风的比例,即改变新风量的大小,可以使室内维持恒定的正压。工程中采用变频新风机或调节新风阀改变新风量、变频回风机或调节回风阀改变回风量,从而改变供回风的比例,即改变新风量的大小使室内维持设定的正压。此种方法采用DDC 控制系统与变频风机相结合很容易调节新回风的比例和送风量,维持正压和送风量的同时恒定，易于维持室内压差稳定。
图1 DDC 控制送风量与正压原理图
上图中，正压控制通过室内外压差传感器调节新风阀的开度来控制正压进行。
送风量的恒定的实现通过以下方式:风机1 承担高效过滤器和送风管路的压降。风机2 主要承担初、中效过滤器和回风管路的压降。通过送风流量传感器控制变频风机1 的转速来实现恒定送风量。通过新风的一、二次回风流量传感器控制变频风机2 的转速来实现新回风比。一、二次回风比运行过程中高效过滤器积尘的增加,送风阻力相应增加,增加变频风机1的转速,增加风压维持送风量的恒定。为维持送风量的恒定,要调节回风量，当压差高于设定值时,减小新风量，增加回风量，反之，增加新风量，减小回风量，即控制新回风比。已知了新风量、热湿比、风机温升、送风状态点,可以推算出一、二次回风量并进行控制,空气处理过程与常规空调相同。
三、风管附件及施工安装注意问题
3.1风管及附件材料。净化空调系统在材料的选用时建议选用不发尘、不易积尘、便于清扫擦拭的的材料制作。风管的材质一般选用无明显氧化、针孔、麻点和镀锌层脱落的优质镀锌钢板,在制作中有损坏镀锌层处如咬口、折边、铆接处及时涂保护漆二道,用冷轧钢板制作的风管、阀门及附件,锈后涂油漆二道,制作完毕后用无腐蚀性清洗液将内表面油膜和污物清洗干净,干燥后经检查达到要求用塑料薄膜及胶带封口,防止灰尘进入。总之, 洁净室风管的制安是一个十分重要的工序,清洗后的风管和零配件安装前不要拆封,安装时拆开一个端口封膜,随即连接好一个接头,如中间停顿需将端口重新封好。在安装过程中不能嫌麻烦而忽视口部的封闭,致使管中积尘而又不易清洗或擦拭。中效过滤前的送风管、回风管、阀门及附件,一般用冷轧钢板或镀锌钢板制作,中效过滤器到高效过滤器之间的送风管、阀门及附件,一般采用钢板或塑料复合钢板制作,高效过滤器之后的送风管、阀门及附件,一般用铝合金板、硬塑料板、塑料复合钢板或镀锌钢板制作或用钢板制作后镀铬。洁净室送风口装饰面应用经阳极氧化处理的铝合金板或塑料板制作。高效过滤器安装时应严密平整,防止因为漏风影响洁净度。
3.2净化空调系统的维护管理。洁净室空调系统在运行过程中应注意检查温湿度、正压值及过滤器,防止达不到洁净室的要求,同时要不定期吸尘清扫等。
3.3净化空调系统的消声减振。洁净室一般为精密工作间,对减弱噪声要求较高,净化空调系统的风压较高,可能产生的噪声及振动较大,因此应积极采取有效的消声减振措施,设置的消声器要注意其产尘及积尘问题,防止振动噪声从风管及水管传递出来,满足洁净室的要求。
结束语
净化空调系统的设计及施工维护管理根据实际情况存在着方方面面需要解决及注意的问题，要达到良好洁净效果,在综上所述的合理的设计基础上,更要有精心的施工和严格的维护管理，才能满足洁净室工艺运行的要求。
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