100級潔凈洗衣房的潔凈空調(diào)設(shè)計
文摘：本文介紹了百級潔凈洗衣房空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的有關(guān)內(nèi)容，給出了潔凈空調(diào)主要設(shè)計參數(shù)、空調(diào)系統(tǒng)型式。著重介紹了干表冷器在別潔凈室應(yīng)用的經(jīng)濟性、合理性。
關(guān)鍵詞：潔凈室 空調(diào) 設(shè)計 干表冷器 換氣次數(shù) 過濾器
1 概況
隨著潔凈技術(shù)的不斷發(fā)展，潔凈室的要求愈來愈高，100級、10級、1級潔凈室大量興建。潔凈室的提高，也就是潔凈度控制要求的提高。潔凈室潔凈度控制應(yīng)是一個控制的概念，只有潔凈室是不夠的，潔凈的要求應(yīng)貫徹到潔凈室及其配套的每一環(huán)節(jié)。因此對其配套的設(shè)施也有相應(yīng)的要求，對其中重要的一環(huán)無塵衣的要求也就愈來愈高，潔凈洗衣房的重要性逐步顯露出來。本工程為港資興建100級(局部10級)潔凈洗衣房，位于東莞市某管理區(qū)內(nèi)。洗衣房位于三層建筑的底層，洗衣房建筑面積1,030m2。廠房一層有100級包裝、測試車間、10，000級洗衣車間、10000級更衣室、大堂、辦公室、倉庫、空調(diào)機房、干衣機房、工藝用純水房等，其中潔凈區(qū)面積355m 2。其中100級(局部10級)潔凈區(qū)面積195m 2，1,000及10,000級潔凈區(qū)面積160m 2。潔凈室系統(tǒng)技術(shù)指標按美國聯(lián)邦209E有關(guān)標準執(zhí)行。制冷機房與蒸汽(干衣機用)鍋爐房分別單獨設(shè)置。
2 主要設(shè)計參數(shù)
根據(jù)甲方洗衣工藝的要求及按當(dāng)時的FS209E的相關(guān)規(guī)定，并參考當(dāng)時的《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》GBJ73—84。見表1。
3 潔凈空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計
3.1 潔凈室冷負荷
夏季冷負荷包括圍護結(jié)構(gòu)負荷、人員負荷、照明負荷、生產(chǎn)設(shè)備負荷、空調(diào)機組內(nèi)風(fēng)機負荷、新風(fēng)負荷。其中，生產(chǎn)設(shè)備參照樣本。經(jīng)計算，100級干衣/包裝區(qū)面積指標1,020W/m 2，100級測試區(qū)面積指標1,000W/m2，洗衣區(qū)面積指標887W/m2。
3.2 100級潔凈室的空調(diào)方式
100級潔凈室采用PAHU+DC+FFU的空調(diào)方式，空調(diào)原理圖見圖2。
圖2 100級潔凈室空調(diào)原理圖
其中：
PAHU為新風(fēng)處理機組( mary Air Han-dling Unit)；
DC為干表冷器(Dry Coil)；
FFU為帶風(fēng)機的過濾器(Fan Filter U-nit)。
系統(tǒng)中PAHU用來保證潔凈室正壓及控制室內(nèi)濕度，新風(fēng)量為1,500m 3/h。新風(fēng)機組配電加熱器、加濕器。
每個車間均設(shè)置多組干表冷器。干表冷器的作用是將經(jīng)過它的空氣冷卻，但不除濕即不會結(jié)露，這要求干表冷器的進水溫度不低于回風(fēng)^***。干表冷器的優(yōu)點如下：
1)節(jié)約空調(diào)機房面積，特別適合潔凈房間冷量大而空調(diào)機房面積緊張的情況；
2)干表冷器只處理空氣的顯熱，濕度控制由新風(fēng)機組負責(zé)，使控制簡單化；
3)室內(nèi)多組干表冷器有利于室內(nèi)溫度控制，尤其當(dāng)室內(nèi)各區(qū)負荷不均勻且多變時；
4)因干表冷器本身無動力，迎面風(fēng)速又低，所以有利于減小潔凈室系統(tǒng)噪聲；
5)在潔凈室回風(fēng)技術(shù)夾墻內(nèi)不會有冷凝水，不易藏污、滋生細菌。
干表冷器的缺點是初投資較大，原因是：
一方面，由于為保證干表冷器不結(jié)露而采用的較高進水溫度，使干表冷器較正常進水溫度情況下冷量減小，相同車間負荷情況下，要用較多數(shù)量的表冷器；
另一方面，要得到較高的冷凍水進水，冷凍站又要保證其它末端設(shè)備的正常供水溫度(7℃)，這時候又需增加熱交換系統(tǒng)。
另外，由于潔凈室天花吊頂或回風(fēng)技術(shù)夾墻內(nèi)有干表冷器的供、回水管，施工、試壓要求嚴格。這里指的初投資大是相對而言，較10000級和1000級潔凈室中相對采用空氣處理機組系統(tǒng)初投資大；但在100和10級潔凈室中，潔凈室的冷量大，如全部采用空氣處理機組系統(tǒng)，先空氣處理機組和送、回風(fēng)管費用較高，同時必然占用較大的空調(diào)機房面積，因此綜合考慮采用干表冷器的系統(tǒng)還是經(jīng)濟、合理的。
FFU將從室內(nèi)抽回的、經(jīng)過干表冷器的回風(fēng)，與新風(fēng)機組PAHU處理過的新風(fēng)混合，送到室內(nèi)。
由于受建筑層高的限制，做架空地板空間太緊張，考慮平面回風(fēng)技術(shù)夾墻間距較小，所以潔凈室氣流組織采用上送側(cè)下回形式，天花上滿布FFU送風(fēng)，大部分FFU帶HEPA過濾器，包裝臺上方FFU帶PA過濾器，此區(qū)域潔凈為10級。
3.3 10,000級更衣室和洗衣區(qū)的空調(diào)方式
該潔凈車間采用AHU加末端過濾器的空調(diào)方式，見圖3。
圖3 10,000級潔凈室空調(diào)原理圖
其中：AHU為空氣處理機組(Air Handling Unit)；
3.4 潔凈室的新風(fēng)量和送風(fēng)量
新風(fēng)量主要考慮人員衛(wèi)生所需風(fēng)量、維持潔凈室正壓所需風(fēng)量，取二者的zui大值。
100級潔凈室FFU循環(huán)風(fēng)量全部經(jīng)過干表冷器，一方面，由于干表冷器換熱溫差小，需較大的表冷器面積；另一方面，由于FFU風(fēng)機的余壓小，這就決定了空氣經(jīng)過干表冷器時壓降不能太大，文獻[1]介紹一般小于50Pa，本工程中干表冷器風(fēng)壓降為30 Pa。
10,000級潔凈室的空調(diào)送風(fēng)量除考慮潔凈換氣次數(shù)外，還需考慮冷負荷和焓差的計算值，取二者的zui大值。本工程空調(diào)送風(fēng)量是取冷負荷和焓差的計算值大于由換氣次數(shù)的計算值很多。
3.5 空氣處理
100級潔凈室的新風(fēng)經(jīng)PAHU的初、中效過濾器、冷卻盤管后，再經(jīng)電加熱、加濕處理后送到天花上的空間。冷卻盤管的冷卻功能在新風(fēng)需除濕時由中央冷源冷凍水實現(xiàn)。夏季，新風(fēng)機組將新風(fēng)處理到適當(dāng)含濕量，以保證室內(nèi)空氣濕度。新風(fēng)機組配電加熱器、加濕器，加濕器為電熱式，其供水為RO水，主要用于冬季，當(dāng)室內(nèi)需要加濕時，啟動加濕器；如果此時室外溫度低于某一設(shè)定值，電熱絲開啟，以保證足夠的加濕量，避免空氣飽和后無法加進足夠的加濕量及加濕段風(fēng)管積水。
回風(fēng)經(jīng)干表冷器進行冷卻處理，與經(jīng)過PAHU處理的新風(fēng)混合后，由FFU經(jīng)內(nèi)置的過濾器送至室內(nèi)。夏季空氣處理過程見圖4。
10,000級潔凈室為普通空氣處理過程，新回風(fēng)混合后經(jīng)表冷器處理到^***，然后送至室內(nèi)。
4 冷源設(shè)置和空調(diào)水系統(tǒng)
本工程中空調(diào)面積560m2，夏季總計算冷負荷374KW。潔凈區(qū)冷負荷330KW，非潔凈區(qū)冷負荷44KW。非潔凈區(qū)包括辦公室、大堂、倉庫等。平均空調(diào)面積指標668W/m2。制冷機房設(shè)置2臺法國CARRIER 150RT螺桿式冷水機組，一用一備，型號為30HXC155，冷媒為R134a，冷凍水供回水溫度7℃/12℃。冷凍水泵和冷卻水泵各2臺，均為一用一備。冷凍水泵型號為XA80/32A，每臺流量26 1/s；冷卻水泵型號為XA100/26，每臺流量41 1/s。 制冷機房頂設(shè)菱電CT200冷卻水塔1臺。
空調(diào)冷凍水系統(tǒng)為一次泵定水量水系統(tǒng)，系統(tǒng)末端用水量變化時用供、回水主管之間設(shè)置的壓差旁通控制，保證供、回水壓差的恒定及有足夠的水流過冷水機組的蒸發(fā)器。冷凍水系統(tǒng)主要分兩部分，一路供新風(fēng)機組、空調(diào)機組及辦公室風(fēng)機盤管；另一路供給熱交換器，交換出13.5℃水供給干表冷器，設(shè)計供回水溫差為5℃。冷水機組水系統(tǒng)采用異程式，膨脹水箱設(shè)在制冷機房屋面。熱交換器供給干表冷器的水系統(tǒng)為同程式，主要考慮干表冷器的水壓降較小。
冷卻水按常規(guī)設(shè)置。
5 自動控制系統(tǒng)
本工程100級區(qū)域新風(fēng)機組控制潔凈室的濕度、靜壓并人員所需的衛(wèi)生新風(fēng)。采用DDC控制系統(tǒng)，根據(jù)室內(nèi)幾點濕度的平均值PID控制等百分比二通電動調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)冷凍水流量。同樣，冬季DDC PID控制電加熱器、加濕器調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度。室內(nèi)2-3組干表冷器設(shè)一個等百分比二通電動調(diào)節(jié)閥，每一個等百分比二通電動調(diào)節(jié)閥控制的區(qū)域設(shè)一個溫、濕度傳感器。
10,000級區(qū)域夏季降溫、除濕均由表冷器實現(xiàn)，故采用溫、濕度PID輸出zui大值的控制方法。AHU的冷凍水量采用等百分比二通電動調(diào)節(jié)閥進行控制。
冷凍水系統(tǒng)方面因只有一臺冷水機組運行比較簡單，CARRIER冷水機組本身自控系統(tǒng)已很完善。主供、回水管之間設(shè)壓差旁通閥，根據(jù)設(shè)定值自動控制供、回水主管之間壓差旁通閥。
AHU回風(fēng)管內(nèi)設(shè)煙感探測器，在有火災(zāi)的情況下煙感探測器將信號傳給DDC，DDC會發(fā)出指令停AHU的風(fēng)機馬達，以防火災(zāi)的蔓延。另一方面，消防系統(tǒng)給一對常閉觸點串聯(lián)到PAHU及AHU配電箱的控制電路中，在該區(qū)有火災(zāi)信號時，該節(jié)點自動斷開，PAHU及AHU 的風(fēng)機將停止運行。
6 工程調(diào)試與測試
1999年7月末開始進行調(diào)試。先空調(diào)機組開機24小時后安裝過濾器，測試空調(diào)機組的送風(fēng)量，并調(diào)整到設(shè)計值。然后測量各送風(fēng)口的風(fēng)速并進行調(diào)整，需反復(fù)調(diào)整，直至所有風(fēng)口的風(fēng)速調(diào)至要求的范圍內(nèi)。之后，進行過濾器的檢漏工作，檢漏不合格的過濾器換下，重新安裝后需再測風(fēng)速、檢漏，直至合格為止。上述程序完成之后，測量正壓、潔凈度、溫度、濕度、照度、地板的導(dǎo)電率、噪聲。測試結(jié)果符合美國NEBB測試標準要求。
7 結(jié)束語
本工程99年8月竣工，運行至今效果良好。
7.1干表冷器系統(tǒng)應(yīng)用在較別(高于100級)的潔凈室中可節(jié)省大量空調(diào)機房面積，系統(tǒng)控制靈活，應(yīng)推廣應(yīng)用。
7.2此類潔凈室由于潔凈、室內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備等原因，單位面積指標可達1,000W/m2。
7.3新風(fēng)機組的空氣過濾要引起足夠的重視
