对当前洁净室暖通通风设计现状及问题探究
四川华锐净化 2019-04-04 09:22:46 阅读
摘要：通过对洁净室采暖系统设计中所面临的集气、热网水平以及垂直失调等难题进行研究， 并且对暖通风系统设计中气流组织与风口的位置、风管的设计和风机在实际中的选型中面临的部分疑难进行研究。
1 引言
在暖通风系统设计应用的整个过程中常常出现一些问题，比如加热系统在使用时会出现个别散热器不热、个别立管不热以及暖通风末端建筑物暖气不热的现象，从而达不到室内的设计温度；通风系统会出现室内温度出现梯度，气体扩散到每个角落的办公室的过程中出现冷热不均匀的现象，所以室内温度分布不均匀，风太大或小的问题。[1] 这些问题都将严重影响整个系统的应用。2 暖通通风系统常见问题及解决对策分析
采暖系统分为两种，一种是机械循环热水供暖系统，另外一种是自然循环热水供暖系统。机械循环供暖系统是以循环泵为动力的供暖系统，这种供暖系统不受到锅炉房位置，高度和半径等因素的限制，管内的水流动速度较大，整个系统所带的管路也很多，这些管路让整个系统成为一个封闭式的循环热水网，因为管路很多，所以也是一个十分庞杂的水循环系统。自然循环热水供暖系统是以供应，返回的水的密度差异产生的压力差来克服系统阻力，总压头小，通常其管内水的流速较小。这种与生俱来的优点使得自然循环热水供暖系统易于平衡与调控。
1.1在供暖系统运行供暖期间，有个别的房间散热器不热，但是别的房间散热器良好。房
间立管和支管安装符合安置要求。原因研究可能是散热器内部出现集气。在热水系统中，溶解于水中的氧气和氮气是最有害的原因。在系统充水前进入的空气和经过不严密处渗入的空气部分以及从水中分解出来的空气是热水供暖系统充斥空气积存的主要来源。当管道中有空气积存时，常常会影响热水在管道中的正常循环。同时空气要比水轻，空气大多数都汇集积存于系统的最高点，所以在进行采暖系统的设计和验证中，一定要在系统的高处安置放气阀对系统内的气体进行调节。如果出现个别房间散热器不热，但其他房间的正常时就打开散热器的放气阀，直到放气阀上有少量的水流出时再关闭阀门。
1.2 在使用暖气系统供暖时，整个供暖系统安置完后出现多种不良事件，如部分房间的温度偏冷，打开了散热器旁边的放气阀门，放出很多热蒸汽，整个系统的水箱在系统运行过程中不停的向外溢水，使的地面出现大面积集水等。原因研究结果表明，在自然循环中，水在系统中的流动的动力是靠供水口和回水口的密度差产生的作用压力差，这个压力差数值较小，如果供暖系统阻力增大会造成热水循环的有效压力差减小，使得部分房间的水循环不畅通从而导致温度不够，如果室内管道安装不合理，坡度不够，有的还会出现倒灌现象，使系统的排气不畅通，使得散热器内集气，再加上膨胀水箱的容积偏小，使得水箱发生溢水现象。增加供水和回水管径，尽可能降低供暖系统水循环的阻力；管道按设计的坡度进行安装。
1.3 房间的供热正常，但是无法达到设计的温度。
原因研究：（1）热负荷计算上考虑有忽略掉了一些因素，比如只计算基本耗热量，而未考虑外界从门窗渗入冷空气相当的耗热量；（2）系统的管道的材质性能差，达不到设计的传热系数；（3）供水口和回水口温度达不到设计的值。解决措施为增加散热器数量。热负荷计算时应考虑全面；选择品质优良的保温层对维护结构保温；提升供、回水温度。
1.4 在暖气系统的末端建筑物暖气温度偏低。
原因研究：末端建筑物暖气偏冷的主要原因，大多数情况下是热网的水平失调。设计时水力的平衡因素考虑不周，造成离锅炉房的近端建筑物的流量过多，而流入距锅炉房远端建筑物的流量过少。解决措施一般是防止热网水平失调，它的主要对策是在设计时合理的部署整个管网，认真进行水力计算，在余压相对过大的建筑物的入口处安装平衡阀，把热网末端的管径适当的增加。
1.5 上行下给式采暖系统在系统运行过程中存在上层过热但是下层室温偏低的情形。
原因研究表明在单管系统中一般出现上层偏热下层室温偏低的情况。原因很多，普遍是在冷风往室内渗透时耗热量的计算，未考虑建筑物的热压作用，下层算的热负荷比实际相对较少，上层强度刚好相反。并且，在计算散热器的数量时，并未考虑管道散入房间的热量，错误地将房间的热负荷全部作为散热器的热负荷。而上行下给双管系统则因为是由于设计时有欠考虑，使得双管系统上层和下层重力水头的差异过大，从而出现垂直失调的情况。纠正对策为处理上行下给单管系统上热下冷现象，在计算散热器时，应扣除管道的散热量后再计算出散热器片数。并且应计算热媒的管道温降，做适当的附加。相比上行下给双管系统，主要在设计时应做水力平衡计算，特别要考虑重力水头的影响。
1.6通风系统的设计的风量达不到设计风量。
原因研究可能在于在工程设计中，由于建筑空间相对过于狭小，风管的变径或与设备的连接处的空间就不够，使得安装不合理，风管连接突然扩大或者突然缩小、弯头的制作不能有效符合规范等，造成系统地阻力大大增加从而导致使风量减少。一般对策是风管变径时，断面积顺气流方向分为扩大与缩小两种情况，一般扩大斜度≤１５０，而缩小斜度≤３００。
在设计风管的系统时，弯头和弯头之间，弯头与出风口之间的距离在设计时万不可以太小。太小的话会导致涡流严重，空气气流的分布不均匀，出风口的出风量达不到设计风量。
1.7 在风机安置后，在进行正式运转的时候发生其空气的流量时大时小的情形。
原因研究表明产生这种现象的原因，主要有两点：第一点是管网阻力实际值与计算值相差的过大。由一般管网特性方程式 Ｈ＝ＫＱ２（Ｋ 为阻力系数）可知，如果实际阻力系数小于计算值的阻力系数时，则流量增大；如果实际阻力系数大于计算值的阻力系数时，则空气流量减小。第二点是选择风机时没有考虑风机本身全压值偏差的影响，风机的铭牌上标定的性能是标准情形下风机的性能，各地区应用条件变出现变化那么风机在应用时就会出现偏差，当风机的实际全压为正偏差时则流量增大；而为负偏差时则流量减小。纠正措施是重新对实际情况进行计算，核算需要的风量，并配备相适应的风机功率。
1.8 系统的风机在运行一段时间以后出现空气的流量不足的情况。
导致这种情况的原因可能是风机转速降低；管网阻力太大；同时有可能管网有漏风或者堵塞等情况；风机长时间运转后也会导致轴承磨损严重。解决措施是风机需要调整到额定的转速；或调整管网的阻力增加管得内径；或更换风机的部件使其功率达到所需要的值。
3 结束语
洁净室的采暖、通风系统中出现的难题往往会影响整个供暖系统的正常运行和稳定性[2]，笔者通过对采暖设计中所面临的难题进行研究，并对通风设计中气流组织与风口分布、风管设计和风机选型中面临的部分难题进行研究，同时给出了处理这些难题的一些参考方法，以利于同行业精英的相互研究学习。
同时，洁净室的暖通风和一般区域又有比较大的区别，那就是洁净区对空气的洁净度有要求，所有送入到洁净区的空气均需要通过高效过滤器进行过滤清洁，在十万级区域，空气中大于0.05um的尘埃粒子不超过3500000个/m3，大于5um的尘埃粒子不超过20000个/m3，万级区域则要求空气中大于0.05um的尘埃粒子不超过350000个/m3，大于5um的尘埃粒子不超过2000个/m3[3~4]，所以，在供暖系统连接到洁净区的空气净化系统以后要全面进行评估，核算是否能达到所需要的要求。
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