隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展, 生活水平的不斷提高、生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展, 人們對空調系統的要求越來(lái)越高,并對空調系統的空氣品質(zhì)提出了更嚴格的要求,其中新風(fēng)系統是決定空調系統品質(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(huì )對空調系統的溫濕度、潔凈度等產(chǎn)生影響。尤其是工業(yè)建筑中的潔凈廠(chǎng)房, 新風(fēng)系統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)系統是通過(guò)新風(fēng)機組的組合方式來(lái)體現的, 所以新風(fēng)機組的組合方式對凈化空調系統的影響至關(guān)重要。本文將對工業(yè)建筑中不同要求的空調系統所采用的新風(fēng)機組的組合方式進(jìn)行分析和討論。

一般空調系統的新風(fēng)機組組合方式

一般空調系統的新風(fēng)機組是將新風(fēng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾再進(jìn)行冷卻、加熱及加濕( 個(gè)別系統可不設加濕)處理后送入房間,以滿(mǎn)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(jiàn)圖1。

潔凈空調系統新風(fēng)機組的組合方式

工業(yè)建筑潔凈廠(chǎng)房的空調系統與一般空調系統相比有以下特點(diǎn):(1) 送風(fēng)量大, 風(fēng)機壓頭高; (2) 過(guò)濾系統要求高; (3) 溫濕度控制精度高; (4) 正負壓控制嚴格; (5) 具有應良好的穩定性和可靠性。潔凈廠(chǎng)房空調系統的上述特點(diǎn)決定了其新風(fēng)機組要比一般空調系統的新風(fēng)機組的組合方式復雜,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, 甚至會(huì )影響到整個(gè)廠(chǎng)房的生產(chǎn)。

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

A 型凈化空調系統的新風(fēng)機組的組合方式如圖2。

此種組合方式與一般空調系統的新風(fēng)機組的區別主要有以下幾點(diǎn):

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

(2) 凈化空調系統的新風(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,房間設備、人員等又散發(fā)熱量, 所以整個(gè)凈化空調系統冬季空氣的加熱主要是對新風(fēng)系統的加熱,故在新風(fēng)機組內設置了兩級加熱器; 同時(shí)考慮冬季盤(pán)管防凍( 北方地區較常用) 的問(wèn)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)繼續加熱至房間要求的參數, 此參數可根據房間的溫度要求設定, 同時(shí)亦可根據實(shí)際操作情況對設定值進(jìn)行重新修訂。A 型凈化空調系統的冷量除在新風(fēng)機組內供應一部分外, 還需要在循環(huán)空調機組內設置表冷器以消除房間的發(fā)熱量, 故此新風(fēng)機組內

只設置了一個(gè)表冷器。

但是, 現在A(yíng) 型凈化空調系統目前在高端的潔凈廠(chǎng)房中已很少使用, 因為其循環(huán)機組的占地面積較大,且系統的靈活性也較差; 所以目前國內在IC、TFT- LCD 及精密測量產(chǎn)品生產(chǎn)等高端潔凈廠(chǎng)房中主要采用B 型凈化空調方式。本文以一個(gè)IC 生產(chǎn)廠(chǎng)房前工序凈化空調系統的新風(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(gè)空調系統的穩定運行,="" 新風(fēng)機組的出口溫度常年要求恒定,="" 其組合方式與a型凈化空調系統略有不同,="" 如圖3="">

此種組合方式與A 型新風(fēng)機組的區別主要有如下幾點(diǎn)：

(1) 預留了化學(xué)過(guò)濾段, 這是IC 廠(chǎng)房所特有的。因為IC 廠(chǎng)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, 空調系統中某一些氣體的送入會(huì )導致產(chǎn)品的合格率下降, 造成巨大的經(jīng)濟損失。所以在新風(fēng)機組內增設了化學(xué)過(guò)濾器段。有些化學(xué)過(guò)濾器段后還需再加一道中效過(guò)濾器, 以防止化學(xué)過(guò)濾器的顆粒沉積被送風(fēng)帶入。安裝何種化學(xué)過(guò)濾器要視具體的生產(chǎn)工藝確定,所以一般是在設計初期預留大約3m 的空段以備日后安裝化學(xué)過(guò)濾器使用。

( 2) 采用兩級表冷器, 其作用不完全是滿(mǎn)足凈化空調系統大冷量的要求;這兩級表冷器要求能夠互換,因為擔心空調系統運行一段時(shí)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, 故當機組運行一段時(shí)間后, 需將前后兩個(gè)表冷器位置互換, 以延長(cháng)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(lèi)及管束一致。所以此類(lèi)機組表冷器的配備需經(jīng)過(guò)廠(chǎng)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(yíng) 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(dòng)控制在微小范圍內, 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對溫濕度微調的情況下啟動(dòng), 其加熱量較小。

(4) 采用無(wú)蝸殼風(fēng)機( PLUG 型) , 該風(fēng)機的特點(diǎn)是: a. 噪聲低,振動(dòng)小; b. 風(fēng)機直連, 結構緊湊; c. 送風(fēng)均勻。上述特點(diǎn)使其比較適合應用于高端潔凈廠(chǎng)房的新風(fēng)系統。此類(lèi)廠(chǎng)房均采用變頻風(fēng)機。

凈化空調系統新風(fēng)機組的自動(dòng)控制系統

A 型、B 型凈化空調系統的新風(fēng)機組的組合方式在h- d 圖和其控制系統中可以更直接的體現出來(lái)。下面從兩個(gè)方面分別說(shuō)明:

4.1 h- d 圖

如圖4 所示, 圖中△t 為新風(fēng)機組內風(fēng)機的溫升,A 型焓濕圖新風(fēng)機組的送風(fēng)點(diǎn)S 不是一個(gè)確定的點(diǎn), 將視風(fēng)機工作狀況及空調器的內部構造不同而不同; 而B(niǎo) 型焓濕圖的實(shí)際送風(fēng)點(diǎn)為S1,是經(jīng)二級加熱器調整后的送風(fēng)點(diǎn), △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(diǎn)為一級表冷器的處理點(diǎn), 其主要承擔降溫功能, L2 點(diǎn)為二級表冷器的處理點(diǎn),主要承擔除濕功能; 同時(shí)從冬季的焓濕圖中我們可以發(fā)現A 型焓濕圖的L 點(diǎn)控制起來(lái)不是很準確,因為加濕器的控制精度不如加熱器的高。

4.2 自動(dòng)控制

此處僅說(shuō)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(shuō)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。當房間負荷發(fā)生變化時(shí), 再由房間的溫濕度敏感元件T、! 對新風(fēng)機組進(jìn)行再設定。T1 為一級加熱器后的溫度, 控制加熱器回水管上的電動(dòng)兩通閥使T1=5℃。

(2) B 型機組的控制原理見(jiàn)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(dòng)兩通閥, Tdp為機組出口的露點(diǎn)溫度, 用其控制二級表冷器和加濕器, 使其出口參數滿(mǎn)足房間濕度的要求。與A 型相比露點(diǎn)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, 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(chǎng)家計算值, 此值可根據Td 重新設定。

本系統的風(fēng)機配帶變頻器, 根據房間的正壓值控制送風(fēng)機的轉速,另可根據房間內的負荷變化以房間的溫濕度敏感元件重新設定Td、Tdp 值,從而使整套控制系統更靈活、方便、準確。

相比較而言, B 型新風(fēng)機組的控制系統較復雜, 控制精度高, 運行穩定, 安全可靠, 可全年滿(mǎn)足凈化空調房間溫濕度、潔凈度和正壓值的要求, 且系統運轉靈活, 能夠滿(mǎn)足IC 廠(chǎng)房多變的生產(chǎn)工藝要求;但其新風(fēng)機組的造價(jià)及控制系統的費用也相對較高。

結語(yǔ)

本文僅對凈化空調系統新風(fēng)機組的組合方式的特點(diǎn)及其功能性進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析, 在實(shí)際的工程中還應考慮整個(gè)凈化空調系統運行的經(jīng)濟性及適用性, 所以我們應根據工程的實(shí)際需要, 綜合分析論證, 在滿(mǎn)足凈化空調系統各項要求的前提下選擇最佳的新風(fēng)機組組合方式。