隨著社會的發(fā)展, 生活水平的不斷提高、生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展, 人們對空調(diào)系統(tǒng)的要求越來越高,并對空調(diào)系統(tǒng)的空氣品質(zhì)提出了更嚴(yán)格的要求,其中新風(fēng)系統(tǒng)是決定空調(diào)系統(tǒng)品質(zhì)的重要因素,因為新風(fēng)的多少與好壞不但決定了空間環(huán)境的舒適性,還會對空調(diào)系統(tǒng)的溫濕度、潔凈度等產(chǎn)生影響。尤其是工業(yè)建筑中的潔凈廠房, 新風(fēng)系統(tǒng)對成功控制房間的溫度、濕度、潔凈度和產(chǎn)品的合格率更是起到了決定性的作用。而新風(fēng)系統(tǒng)是通過新風(fēng)機組的組合方式來體現(xiàn)的, 所以新風(fēng)機組的組合方式對凈化空調(diào)系統(tǒng)的影響至關(guān)重要。本文將對工業(yè)建筑中不同要求的空調(diào)系統(tǒng)所采用的新風(fēng)機組的組合方式進行分析和討論。

一般空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)機組組合方式

一般空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)機組是將新風(fēng)經(jīng)過過濾再進行冷卻、加熱及加濕( 個別系統(tǒng)可不設(shè)加濕)處理后送入房間,以滿足房間對新風(fēng)量和溫濕度的要求。一般情況下,其組合方式見圖1。

潔凈空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)機組的組合方式

工業(yè)建筑潔凈廠房的空調(diào)系統(tǒng)與一般空調(diào)系統(tǒng)相比有以下特點:(1) 送風(fēng)量大, 風(fēng)機壓頭高; (2) 過濾系統(tǒng)要求高; (3) 溫濕度控制精度高; (4) 正負壓控制嚴(yán)格; (5) 具有應(yīng)良好的穩(wěn)定性和可靠性。潔凈廠房空調(diào)系統(tǒng)的上述特點決定了其新風(fēng)機組要比一般空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)機組的組合方式復(fù)雜,因為它的組合方式不僅關(guān)系到房間的潔凈度, 還對房間的溫、濕度控制精度產(chǎn)生重要的影響, 甚至?xí)绊懙秸麄€廠房的生產(chǎn)。

目前國內(nèi)工業(yè)建筑潔凈廠房的凈化空調(diào)系統(tǒng)大致可分為兩種形式：A型為新風(fēng)機組+循環(huán)機組的凈化空調(diào)方式, B 型為新風(fēng)機組+FFU ( 風(fēng)機高效過濾機組) +干表冷器的凈化空調(diào)方式。

A 型凈化空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)機組的組合方式如圖2。

此種組合方式與一般空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)機組的區(qū)別主要有以下幾點:

(1) 由于凈化廠房的潔凈度要求較高, 所以新風(fēng)要經(jīng)過初效、中效、亞高效三級過濾,主要考慮對末端HEPA ( 高效過濾器)的保護作用。此處未表示第三級亞高效過濾器, 因為其一般置于循環(huán)風(fēng)機箱內(nèi), 對新風(fēng)和回風(fēng)同時起到過濾作用。

(2) 凈化空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量較大,就決定了其冷熱量消耗也大, 且凈化房間相對密閉性較好,房間設(shè)備、人員等又散發(fā)熱量, 所以整個凈化空調(diào)系統(tǒng)冬季空氣的加熱主要是對新風(fēng)系統(tǒng)的加熱,故在新風(fēng)機組內(nèi)設(shè)置了兩級加熱器; 同時考慮冬季盤管防凍( 北方地區(qū)較常用) 的問題,通常情況是新風(fēng)機組的一級加熱器將新風(fēng)加熱至5℃,起防凍作用; 二級加熱器再把5℃的新風(fēng)繼續(xù)加熱至房間要求的參數(shù), 此參數(shù)可根據(jù)房間的溫度要求設(shè)定, 同時亦可根據(jù)實際操作情況對設(shè)定值進行重新修訂。A 型凈化空調(diào)系統(tǒng)的冷量除在新風(fēng)機組內(nèi)供應(yīng)一部分外, 還需要在循環(huán)空調(diào)機組內(nèi)設(shè)置表冷器以消除房間的發(fā)熱量, 故此新風(fēng)機組內(nèi)

只設(shè)置了一個表冷器。

但是, 現(xiàn)在A 型凈化空調(diào)系統(tǒng)目前在高端的潔凈廠房中已很少使用, 因為其循環(huán)機組的占地面積較大,且系統(tǒng)的靈活性也較差; 所以目前國內(nèi)在IC、TFT- LCD 及精密測量產(chǎn)品生產(chǎn)等高端潔凈廠房中主要采用B 型凈化空調(diào)方式。本文以一個IC 生產(chǎn)廠房前工序凈化空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)機組為例,其房間的溫、濕度精度要求分別為△t<><5%, 為保證整個空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,="" 新風(fēng)機組的出口溫度常年要求恒定,="" 其組合方式與a型凈化空調(diào)系統(tǒng)略有不同,="" 如圖3="">

此種組合方式與A 型新風(fēng)機組的區(qū)別主要有如下幾點：

(1) 預(yù)留了化學(xué)過濾段, 這是IC 廠房所特有的。因為IC 廠房潔凈室對生產(chǎn)環(huán)境中各種有害氣體的含量要求很高, 而且不同的生產(chǎn)工藝要求祛除的有害氣體還不盡相同, 空調(diào)系統(tǒng)中某一些氣體的送入會導(dǎo)致產(chǎn)品的合格率下降, 造成巨大的經(jīng)濟損失。所以在新風(fēng)機組內(nèi)增設(shè)了化學(xué)過濾器段。有些化學(xué)過濾器段后還需再加一道中效過濾器, 以防止化學(xué)過濾器的顆粒沉積被送風(fēng)帶入。安裝何種化學(xué)過濾器要視具體的生產(chǎn)工藝確定,所以一般是在設(shè)計初期預(yù)留大約3m 的空段以備日后安裝化學(xué)過濾器使用。

( 2) 采用兩級表冷器, 其作用不完全是滿足凈化空調(diào)系統(tǒng)大冷量的要求;這兩級表冷器要求能夠互換,因為擔(dān)心空調(diào)系統(tǒng)運行一段時期后空氣中

的有害或腐蝕性氣體對表冷器有一定的損耗, 影響表冷器的制冷量, 前一級表冷器受害較深, 故當(dāng)機組運行一段時間后, 需將前后兩個表冷器位置互換, 以延長原一級表冷器的使用壽命。表冷器能互換的先決條件是: a. 外形尺寸一樣; b. 翅片間距一致; c. 銅管種類及管束一致。所以此類機組表冷器的配備需經(jīng)過廠家的詳細計算后方可確定。

(3) 加濕器位于一級加熱段后, 且二級加熱器位于風(fēng)機段后。B 型機組中的一級加熱器不同于A 型機組,它是將新風(fēng)直接加熱至需要的送風(fēng)溫度, 然后再加濕; 二級加熱器位于風(fēng)機段后是考慮將新風(fēng)機組的出口溫度控制在恒定值, 不隨風(fēng)機溫升的變化而發(fā)生改變, 將新風(fēng)機組的送風(fēng)溫度的波動控制在微小范圍內(nèi), 以最終保證房間的溫濕度控制精度。

在B 型組合中, 二級加熱器通常是為控制機組的出口溫度或?qū)貪穸任⒄{(diào)的情況下啟動, 其加熱量較小。

(4) 采用無蝸殼風(fēng)機( PLUG 型) , 該風(fēng)機的特點是: a. 噪聲低,振動小; b. 風(fēng)機直連, 結(jié)構(gòu)緊湊; c. 送風(fēng)均勻。上述特點使其比較適合應(yīng)用于高端潔凈廠房的新風(fēng)系統(tǒng)。此類廠房均采用變頻風(fēng)機。

凈化空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)機組的自動控制系統(tǒng)

A 型、B 型凈化空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)機組的組合方式在h- d 圖和其控制系統(tǒng)中可以更直接的體現(xiàn)出來。下面從兩個方面分別說明:

4.1 h- d 圖

如圖4 所示, 圖中△t 為新風(fēng)機組內(nèi)風(fēng)機的溫升,A 型焓濕圖新風(fēng)機組的送風(fēng)點S 不是一個確定的點, 將視風(fēng)機工作狀況及空調(diào)器的內(nèi)部構(gòu)造不同而不同; 而B 型焓濕圖的實際送風(fēng)點為S1,是經(jīng)二級加熱器調(diào)整后的送風(fēng)點, △t1 為二級加熱器的加熱量, 從而保證了機組出風(fēng)溫度的恒定。

B 型焓濕圖的L1 點為一級表冷器的處理點, 其主要承擔(dān)降溫功能, L2 點為二級表冷器的處理點,主要承擔(dān)除濕功能; 同時從冬季的焓濕圖中我們可以發(fā)現(xiàn)A 型焓濕圖的L 點控制起來不是很準(zhǔn)確,因為加濕器的控制精度不如加熱器的高。

4.2 自動控制

此處僅說明新風(fēng)機組的自控方式, A 型中的循環(huán)機組, B 型中FFU 及干表冷器的控制此處不加說明。

(1) A 型機組的控制原理圖如圖5。

圖中T2 為新風(fēng)機組出口溫度, 其控制表冷器和二次加熱器, TH 為機組出口濕度敏感元件,用其控制表冷器和加濕器, 使新風(fēng)機組的出口溫濕度達到理論計算值。當(dāng)房間負荷發(fā)生變化時, 再由房間的溫濕度敏感元件T、! 對新風(fēng)機組進行再設(shè)定。T1 為一級加熱器后的溫度, 控制加熱器回水管上的電動兩通閥使T1=5℃。

(2) B 型機組的控制原理見圖6。

如圖所示, Td 為機組出口溫度, 常年恒定,由它控制二級加熱器管道上的電動兩通閥, Tdp為機組出口的露點溫度, 用其控制二級表冷器和加濕器, 使其出口參數(shù)滿足房間濕度的要求。與A 型相比露點溫度的控制要比濕度控制更精確。

圖中的T1, T2 為中間控制參數(shù), T1 控制一級加熱器至計算所需溫度; T2 控制一級表冷器至廠家計算值, 此值可根據(jù)Td 重新設(shè)定。

本系統(tǒng)的風(fēng)機配帶變頻器, 根據(jù)房間的正壓值控制送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速,另可根據(jù)房間內(nèi)的負荷變化以房間的溫濕度敏感元件重新設(shè)定Td、Tdp 值,從而使整套控制系統(tǒng)更靈活、方便、準(zhǔn)確。

相比較而言, B 型新風(fēng)機組的控制系統(tǒng)較復(fù)雜, 控制精度高, 運行穩(wěn)定, 安全可靠, 可全年滿足凈化空調(diào)房間溫濕度、潔凈度和正壓值的要求, 且系統(tǒng)運轉(zhuǎn)靈活, 能夠滿足IC 廠房多變的生產(chǎn)工藝要求;但其新風(fēng)機組的造價及控制系統(tǒng)的費用也相對較高。

結(jié)語

本文僅對凈化空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)機組的組合方式的特點及其功能性進行了簡單的分析, 在實際的工程中還應(yīng)考慮整個凈化空調(diào)系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性及適用性, 所以我們應(yīng)根據(jù)工程的實際需要, 綜合分析論證, 在滿足凈化空調(diào)系統(tǒng)各項要求的前提下選擇最佳的新風(fēng)機組組合方式。