空調(diào)系統(tǒng)在潔凈室工程項目中的應(yīng)用

　　【摘 要】空調(diào)系統(tǒng)在我們現(xiàn)在生活中越來越廣泛的應(yīng)用與使用，對于不同的工作生活環(huán)境，空調(diào)系統(tǒng)的選擇也隨之發(fā)生著相應(yīng)的變化。本文就很少關(guān)注的潔凈室方面的空調(diào)系統(tǒng)的選擇，做出相應(yīng)的闡述。 

1 潔凈室分類及特點 

　　1.1 亂流式(Turbulent Flow)： 空氣由空調(diào)箱經(jīng)風(fēng)管與潔凈室內(nèi)之空氣過濾器(HEPA)進入潔凈室，并由潔凈室兩側(cè)隔間墻板或高架地板回風(fēng)。氣流非直線型運動而呈不規(guī)則之亂流或渦流狀態(tài)。特點：構(gòu)造簡單、系統(tǒng)建造成本低，潔凈室之?dāng)U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(nèi)空間飄浮不易排出，易污染制程產(chǎn)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(nèi)，并由高架地板或兩側(cè)隔墻板回風(fēng)，其型式可分為二種： 水平層流式、垂直層流式特點：構(gòu)造簡單，運轉(zhuǎn)后短時間內(nèi)即可變成穩(wěn)定。管理容易，運轉(zhuǎn)開始短時間內(nèi)即可達穩(wěn)定狀態(tài)，不易為作業(yè)狀態(tài)或作業(yè)人員所影響。 建造費用比亂流式高，室內(nèi)空間不易擴充。 構(gòu)造費用較高，彈性運用空間困難，天花板之吊架相當(dāng)占空間，維修更換過濾器較麻煩。 
　　1.3 復(fù)合式(Mixed Type)： 復(fù)合式為將亂流式及層流式予以復(fù)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(shè)備時可在維修區(qū)輕易執(zhí)行。 潔凈管道(Clean Tube)：將產(chǎn)品流程經(jīng)過的自動生產(chǎn)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(diào)系統(tǒng)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(nèi)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(chuàng)造的室內(nèi)空間。潔凈室按用途分類（可分為兩大類）:工業(yè)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(xué)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(nèi)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(nèi)除了人以外，尚有機器等之發(fā)塵源，這些發(fā)生的塵埃一旦擴散，即無法保持潔凈空間。潔凈室內(nèi)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(yīng)在滿足要求的潔凈度水準(zhǔn)之時，能以最適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速供應(yīng)，以達到適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速供應(yīng)以達到經(jīng)濟性效果。另一方面欲達到潔凈室潔凈度之穩(wěn)定效果，均一氣流之保持亦為一重要因素，此時要實現(xiàn)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(fēng)速不可有速度上的差異；(b)地板回風(fēng)板吸入面之風(fēng)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(xiàn)象發(fā)生，而0.5m/s之速度，氣流則較均一，目前一般潔凈室，其風(fēng)速均取在0.25~0.5m/s之間。 
　　3 關(guān)于系統(tǒng)方案的考慮因素 
　　通常需要考慮的指標(biāo)有：經(jīng)濟性指標(biāo)――初投資和運行費用或其綜合費用；功能性指標(biāo)――滿足對室內(nèi)溫度、濕度或其他參數(shù)的控制要求的程度；能耗指標(biāo)――能耗實際上已反映在運行費用中，而節(jié)能是我們的基本國策，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇節(jié)能型系統(tǒng)；系統(tǒng)與建筑的協(xié)調(diào)性――如系統(tǒng)與裝修、系統(tǒng)與建筑空間和平面之間的協(xié)調(diào)；其他，如維護管理方便性，噪聲等。在選擇系統(tǒng)之前，還必須了解建筑和空調(diào)房間的特點與要求；系統(tǒng)的選擇實質(zhì)上是尋求系統(tǒng)與建筑最優(yōu)搭配。 
　　4 空調(diào)系統(tǒng)的選擇與劃分原則 
　　4.1 關(guān)于系統(tǒng)形式的選擇 
　　本段中介紹了各種空調(diào)系統(tǒng)形式，下面舉例說明系統(tǒng)選擇的分析方法： 
　　4.1.1 全空氣系統(tǒng)在機房內(nèi)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?qū)κ覂?nèi)含塵濃度有嚴格控制要求的場所。系統(tǒng)經(jīng)常需要維修的是空氣處理設(shè)備，全空氣系統(tǒng)的空氣處理設(shè)備集中于機房內(nèi)，維修方便，且不能影響空調(diào)房間使用，但是全空氣系統(tǒng)有較大的風(fēng)管及需要空調(diào)機房，在建筑層高低、建筑面積緊張的場所，他的應(yīng)用受到了限制。 
　　4.1.2 高大空間的場所宜選用全空氣定風(fēng)量系統(tǒng)。在這些場所，為使房間內(nèi)溫度均勻，需要要有一定的送風(fēng)量，故應(yīng)采用全空氣系統(tǒng)中的定風(fēng)量系統(tǒng)。因此，像體育館比賽大廳、侯機大廳、大車間的空調(diào)都宜用全空氣定風(fēng)量系統(tǒng)。 
　　4.1.3 一個系統(tǒng)有多個房間或區(qū)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(tǒng)中的變風(fēng)量系統(tǒng)、空氣－水風(fēng)機盤管系統(tǒng)、空氣－水誘導(dǎo)器系統(tǒng)等。如果這些系統(tǒng)中有多個房間的負荷密度大、濕負荷較大，應(yīng)選用單風(fēng)道變風(fēng)量系統(tǒng)或爽風(fēng)道系統(tǒng)。空氣－水風(fēng)機盤管、和空氣－水誘導(dǎo)器系統(tǒng)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(diào)系統(tǒng)，比較適宜的系統(tǒng)是空氣－水系統(tǒng)；一般不宜采用全空氣集中空調(diào)系統(tǒng)。因為空氣－水系統(tǒng)中的房間負荷主要由水來承擔(dān)，攜帶同樣冷、熱量的水管遠比風(fēng)管小很多，在舊建筑中布置或穿樓層較為容易；空氣－水系統(tǒng)中的空氣系統(tǒng)一般是新風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)量相對比較少，且可分層、分區(qū)設(shè)置，這樣風(fēng)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(diào)時，也應(yīng)盡量將系統(tǒng)劃分得小一些。 
　　4.2 系統(tǒng)劃分的原則 
　　一幢建筑不僅有多種形式的系統(tǒng)，而且同一種形式的系統(tǒng)還可以劃分成多個小系統(tǒng)。系統(tǒng)劃分的原則如下： 
　　4.2.1 系統(tǒng)應(yīng)與建筑物分區(qū)一致。一幢建筑物通?？煞譃橥鈪^(qū)和內(nèi)區(qū)。外區(qū)又稱周邊區(qū)，是建筑中帶有外窗的房間或區(qū)域。周邊區(qū)還可以分為不同朝向的周邊區(qū)。不同區(qū)的負荷特點各不相同。冬季周邊區(qū)一般都有熱負荷，尤其在北方地區(qū)，其中北向周邊區(qū)的負荷最大。在有內(nèi)、外區(qū)的建筑中，就有可能出現(xiàn)需要同時供冷和供熱的工況，系統(tǒng)宜分內(nèi)、外區(qū)設(shè)置，外區(qū)中最好分朝向設(shè)置，因此，最好把內(nèi)外區(qū)的系統(tǒng)分開。 
　　4.2.2 在采暖地區(qū)，有內(nèi)、外區(qū)的建筑，且系統(tǒng)只在工作時間運行，當(dāng)采用變風(fēng)量系統(tǒng)、誘導(dǎo)器系統(tǒng)或全空氣系統(tǒng)時，無論是否分區(qū)設(shè)置，宜設(shè)一獨力的散熱器采暖系統(tǒng)，以在建筑無人時進行值班采暖，宜設(shè)一獨力的散熱器采暖系統(tǒng)，以在建筑無人時進行值班采暖，從而可以節(jié)約運行費用。 
　　4.2.3 各房間或區(qū)的設(shè)計參數(shù)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(tǒng)；對于定風(fēng)量單風(fēng)道系統(tǒng)，還要求工作時間一致，負荷變化規(guī)律基本相同。 
　　4.2.4 一般民用建筑中的全空氣系統(tǒng)不宜過大，否則分管難于布置；系統(tǒng)最好不跨樓層設(shè)置，需要跨樓層設(shè)置時，層數(shù)也不應(yīng)太多，這樣有利于防火。 
　　4.2.5 空氣―水系統(tǒng)中的空氣系統(tǒng)一般都是新風(fēng)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)實質(zhì)上是一個定風(fēng)量系統(tǒng)，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(tǒng)；雖然新風(fēng)量與全空氣系統(tǒng)中的送風(fēng)量相比小很多，但系統(tǒng)也不宜過大，否則各房間或區(qū)域的風(fēng)量分配困難；有條件時分層設(shè)置，也可以多層設(shè)置一個系統(tǒng)。 
　　4.2.6 工業(yè)廠房的空調(diào)、醫(yī)院空調(diào)等在劃分系統(tǒng)時要防止污染物互相傳播。應(yīng)將同類型污染的房間劃分為一個系統(tǒng)；并應(yīng)使各房間之間保持一定的壓力差，引導(dǎo)室內(nèi)的氣流從干凈區(qū)流向污染區(qū)。 
　　5 制冷機房的方案確定 
　　5.1 設(shè)計步驟 
　　制冷機房的設(shè)計大體有以下幾個步驟： 
　　5.1.1 確定制冷系統(tǒng)的總制冷量 
　　5.1.2 確定制冷機種類和系統(tǒng)型式 
　　5.1.3 確定制冷系統(tǒng)的設(shè)計工況 
　　5.1.4 選擇制冷壓縮機和電動機 
　　5.1.5 選擇蒸發(fā)器和冷凝器 
　　5.1.6 選擇輔助設(shè)備 
　　5.1.7 布置冷凍機房 
　　5.1.8 設(shè)計各種管道系統(tǒng) 
　　5.2 設(shè)備的布置原則 
　　機房內(nèi)的設(shè)備布置應(yīng)保證操作、檢修的方便，同時要盡可能使設(shè)備布置緊湊，以節(jié)省建筑面積。壓縮機必須設(shè)在室內(nèi)，并應(yīng)有減振基礎(chǔ)。其他設(shè)備則可根據(jù)具體情況，設(shè)置在室內(nèi)、室外或敞開式建筑內(nèi)，但是，要注意某些設(shè)備之間必要的高度差。 
　　制冷壓縮機及其他設(shè)備的位置應(yīng)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(yīng)不小于1.5m。非主要通道寬度應(yīng)不小于0.8m。兩臺制冷壓縮機之間的距離應(yīng)滿足 抽出壓縮機曲軸所需的地位，一般應(yīng)不小于1m。 
　　臥式殼管冷凝器和蒸發(fā)器布置在室內(nèi)時，應(yīng)考慮有清洗和更換其內(nèi)部傳熱管的可能。 
　　此外，設(shè)備和管路上的壓力表、溫度計等應(yīng)設(shè)在便于觀察的地方。 
　　5.3 制冷設(shè)備的保溫 
　　管道和設(shè)備保溫層厚度的確定，要考慮經(jīng)濟上的合理性，但是，最小保溫厚度應(yīng)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(jié)露現(xiàn)象。 
　　為了保證保溫的效果，保溫結(jié)構(gòu)應(yīng)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(shè)備選型 
　　6.1 空氣源熱泵中央空調(diào)設(shè)計的特點 
　　在很多地區(qū)，水中的Ca＋、Mg＋離子很多，水質(zhì)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(cè)水換熱器。但是在實踐我們發(fā)現(xiàn)，由于這種板式換熱器對水質(zhì)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(jié)垢，輕則換熱效率大幅度下降，嚴重的還會產(chǎn)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(zhì)要求不高，無須使用軟化水，可以長期用普通水作為循環(huán)水，為用戶減少了很多麻煩。 
　　熱泵機組在－2℃到2℃的區(qū)間內(nèi)制熱模式運行時候最容易結(jié)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(fēng)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(tǒng)的制熱效果另外，而且除霜不完全，嚴重時甚至?xí)斐蓹C組工作壓力不正常，機組保護停機。為保證機組在低溫環(huán)境下長時間穩(wěn)定工作，選擇一套非常實用的除霜控制技術(shù)，同時采用同一個機組兩套獨立系統(tǒng)的設(shè)計思想，在同一臺機組上一半用制冷模式除霜，另一半繼續(xù)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(shè)計的特性及優(yōu)點 
　　箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計獨特――通過由楔子與框架組成的自鎖機構(gòu)，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(gòu)成了一個氣密性極好地箱體，資料表明其箱體設(shè)計漏風(fēng)率達到歐洲B級標(biāo)準(zhǔn)。 
　　特型鋁合金框架，使整個機組結(jié)構(gòu)輕巧堅固。 
　　所有面板中間全部充注高效聚氨酯保溫材料，發(fā)泡面板具有極好地?zé)嶙杼匦裕瑫r具有卓越地減振降噪功能。聚氨酯發(fā)泡保溫性能優(yōu)良，不吸水、不腐爛、不滋生霉菌、不釋放化學(xué)氣體、不會掉下碎屑到空氣流中。 
　　冷凝水處理優(yōu)越，有設(shè)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(diào)箱內(nèi)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(shè)計風(fēng)量（CMH）或者總冷量（kW） 
　　6.3.2 根據(jù)樣本參數(shù)表格，通過選擇最接近地風(fēng)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(shù)表格中機組地長度僅適用于標(biāo)準(zhǔn)的板式初效段＋盤管段＋風(fēng)機段；對于其他地組合，通過標(biāo)準(zhǔn)段地長度確定整個機組地長度 
　　7 結(jié)語： 
　　為了滿足潔凈室設(shè)計要求，保證潔凈室的實驗效率和實驗質(zhì)量，設(shè)備選型應(yīng)該不能僅僅從經(jīng)濟性、能耗等角度去考慮，應(yīng)注重潔凈室的潔凈等級要求，并且不應(yīng)忽略了使用者的健康應(yīng)注意空調(diào)得末端裝置和空氣的輸送管道的噪音控制。