100級潔凈洗衣房的潔凈空調設計

　　文摘：本文介紹了百級潔凈洗衣房空調系統設計的有關(guān)內容，給出了潔凈空調主要設計參數、空調系統型式。著(zhù)重介紹了干表冷器在別潔凈室應用的經(jīng)濟性、合理性。

　　關(guān)鍵詞：潔凈室 空調 設計 干表冷器 換氣次數 過(guò)濾器

　　1 概況

　　隨著(zhù)潔凈技術(shù)的不斷發(fā)展，潔凈室的要求愈來(lái)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是一個(gè)控制的概念，只有潔凈室是不夠的，潔凈的要求應貫徹到潔凈室及其配套的每一環(huán)節。因此對其配套的設施也有相應的要求，對其中重要的一環(huán)無(wú)塵衣的要求也就愈來(lái)愈高，潔凈洗衣房的重要性逐步顯露出來(lái)。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內。洗衣房位于三層建筑的底層，洗衣房建筑面積1,030m2。廠(chǎng)房一層有100級包裝、測試車(chē)間、10，000級洗衣車(chē)間、10000級更衣室、大堂、辦公室、倉庫、空調機房、干衣機房、工藝用純水房等，其中潔凈區面積355m 2。其中100級(局部10級)潔凈區面積195m 2，1,000及10,000級潔凈區面積160m 2。潔凈室系統技術(shù)指標按美國聯(lián)邦209E有關(guān)標準執行。制冷機房與蒸汽(干衣機用)鍋爐房分別單獨設置。

　　2 主要設計參數

　　根據甲方洗衣工藝的要求及按當時(shí)的FS209E的相關(guān)規定，并參考當時(shí)的《潔凈廠(chǎng)房設計規范》GBJ73—84。見(jiàn)表1。

　　3 潔凈空調系統設計

　　3.1 潔凈室冷負荷

　　夏季冷負荷包括圍護結構負荷、人員負荷、照明負荷、生產(chǎn)設備負荷、空調機組內風(fēng)機負荷、新風(fēng)負荷。其中，生產(chǎn)設備參照樣本。經(jīng)計算，100級干衣/包裝區面積指標1,020W/m 2，100級測試區面積指標1,000W/m2，洗衣區面積指標887W/m2。 
3.2 100級潔凈室的空調方式

　　100級潔凈室采用PAHU+DC+FFU的空調方式，空調原理圖見(jiàn)圖2。

圖2 100級潔凈室空調原理圖

　　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(guò)濾器(Fan Filter U-nit)。

　　系統中PAHU用來(lái)保證潔凈室正壓及控制室內濕度，新風(fēng)量為1,500m 3/h。新風(fēng)機組配電加熱器、加濕器。

　　每個(gè)車(chē)間均設置多組干表冷器。干表冷器的作用是將經(jīng)過(guò)它的空氣冷卻，但不除濕即不會(huì )結露，這要求干表冷器的進(jìn)水溫度不低于回風(fēng)^***。干表冷器的優(yōu)點(diǎn)如下：

　　1)節約空調機房面積，特別適合潔凈房間冷量大而空調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，使控制簡(jiǎn)單化；

　　3)室內多組干表冷器有利于室內溫度控制，尤其當室內各區負荷不均勻且多變時(shí)；

　　4)因干表冷器本身無(wú)動(dòng)力，迎面風(fēng)速又低，所以有利于減小潔凈室系統噪聲；

　　5)在潔凈室回風(fēng)技術(shù)夾墻內不會(huì )有冷凝水，不易藏污、滋生細菌。

　　干表冷器的缺點(diǎn)是初投資較大，原因是：

　　一方面，由于為保證干表冷器不結露而采用的較高進(jìn)水溫度，使干表冷器較正常進(jìn)水溫度情況下冷量減小，相同車(chē)間負荷情況下，要用較多數量的表冷器；

　　另一方面，要得到較高的冷凍水進(jìn)水，冷凍站又要保證其它末端設備的正常供水溫度(7℃)，這時(shí)候又需增加熱交換系統。

　　另外，由于潔凈室天花吊頂或回風(fēng)技術(shù)夾墻內有干表冷器的供、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，先空氣處理機組和送、回風(fēng)管費用較高，同時(shí)必然占用較大的空調機房面積，因此綜合考慮采用干表冷器的系統還是經(jīng)濟、合理的。

　　FFU將從室內抽回的、經(jīng)過(guò)干表冷器的回風(fēng)，與新風(fēng)機組PAHU處理過(guò)的新風(fēng)混合，送到室內。

　　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下回形式，天花上滿(mǎn)布FFU送風(fēng)，大部分FFU帶HEPA過(guò)濾器，包裝臺上方FFU帶PA過(guò)濾器，此區域潔凈為10級。

　　3.3 10,000級更衣室和洗衣區的空調方式

　　該潔凈車(chē)間采用AHU加末端過(guò)濾器的空調方式，見(jiàn)圖3。

圖3 10,000級潔凈室空調原理圖

　　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(guò)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(guò)干表冷器時(shí)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級潔凈室的空調送風(fēng)量除考慮潔凈換氣次數外，還需考慮冷負荷和焓差的計算值，取二者的zui大值。本工程空調送風(fēng)量是取冷負荷和焓差的計算值大于由換氣次數的計算值很多。

　　3.5 空氣處理

　　100級潔凈室的新風(fēng)經(jīng)PAHU的初、中效過(guò)濾器、冷卻盤(pán)管后，再經(jīng)電加熱、加濕處理后送到天花上的空間。冷卻盤(pán)管的冷卻功能在新風(fēng)需除濕時(shí)由中央冷源冷凍水實(shí)現。夏季，新風(fēng)機組將新風(fēng)處理到適當含濕量，以保證室內空氣濕度。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，當室內需要加濕時(shí)，啟動(dòng)加濕器；如果此時(shí)室外溫度低于某一設定值，電熱絲開(kāi)啟，以保證足夠的加濕量，避免空氣飽和后無(wú)法加進(jìn)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(jìn)行冷卻處理，與經(jīng)過(guò)PAHU處理的新風(fēng)混合后，由FFU經(jīng)內置的過(guò)濾器送至室內。夏季空氣處理過(guò)程見(jiàn)圖4。

　　10,000級潔凈室為普通空氣處理過(guò)程，新回風(fēng)混合后經(jīng)表冷器處理到^***，然后送至室內。

　　4 冷源設置和空調水系統

　　本工程中空調面積560m2，夏季總計算冷負荷374KW。潔凈區冷負荷330KW，非潔凈區冷負荷44KW。非潔凈區包括辦公室、大堂、倉庫等。平均空調面積指標668W/m2。制冷機房設置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。 制冷機房頂設菱電CT200冷卻水塔1臺。

　　空調冷凍水系統為一次泵定水量水系統，系統末端用水量變化時(shí)用供、回水主管之間設置的壓差旁通控制，保證供、回水壓差的恒定及有足夠的水流過(guò)冷水機組的蒸發(fā)器。冷凍水系統主要分兩部分，一路供新風(fēng)機組、空調機組及辦公室風(fēng)機盤(pán)管；另一路供給熱交換器，交換出13.5℃水供給干表冷器，設計供回水溫差為5℃。冷水機組水系統采用異程式，膨脹水箱設在制冷機房屋面。熱交換器供給干表冷器的水系統為同程式，主要考慮干表冷器的水壓降較小。

　　冷卻水按常規設置。

　　5 自動(dòng)控制系統

　　本工程100級區域新風(fēng)機組控制潔凈室的濕度、靜壓并人員所需的衛生新風(fēng)。采用DDC控制系統，根據室內幾點(diǎn)濕度的平均值PID控制等百分比二通電動(dòng)調節閥，調節冷凍水流量。同樣，冬季DDC PID控制電加熱器、加濕器調節室內濕度。室內2-3組干表冷器設一個(gè)等百分比二通電動(dòng)調節閥，每一個(gè)等百分比二通電動(dòng)調節閥控制的區域設一個(gè)溫、濕度傳感器。

　　10,000級區域夏季降溫、除濕均由表冷器實(shí)現，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(dòng)調節閥進(jìn)行控制。

　　冷凍水系統方面因只有一臺冷水機組運行比較簡(jiǎn)單，CARRIER冷水機組本身自控系統已很完善。主供、回水管之間設壓差旁通閥，根據設定值自動(dòng)控制供、回水主管之間壓差旁通閥。

　　AHU回風(fēng)管內設煙感探測器，在有火災的情況下煙感探測器將信號傳給DDC，DDC會(huì )發(fā)出指令停AHU的風(fēng)機馬達，以防火災的蔓延。另一方面，消防系統給一對常閉觸點(diǎn)串聯(lián)到PAHU及AHU配電箱的控制電路中，在該區有火災信號時(shí)，該節點(diǎn)自動(dòng)斷開(kāi)，PAHU及AHU 的風(fēng)機將停止運行。

　　6 工程調試與測試

　　1999年7月末開(kāi)始進(jìn)行調試。先空調機組開(kāi)機24小時(shí)后安裝過(guò)濾器，測試空調機組的送風(fēng)量，并調整到設計值。然后測量各送風(fēng)口的風(fēng)速并進(jìn)行調整，需反復調整，直至所有風(fēng)口的風(fēng)速調至要求的范圍內。之后，進(jìn)行過(guò)濾器的檢漏工作，檢漏不合格的過(guò)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、地板的導電率、噪聲。測試結果符合美國NEBB測試標準要求。

　　7 結束語(yǔ)

　　本工程99年8月竣工，運行至今效果良好。

　　7.1干表冷器系統應用在較別(高于100級)的潔凈室中可節省大量空調機房面積，系統控制靈活，應推廣應用。

　　7.2此類(lèi)潔凈室由于潔凈、室內生產(chǎn)設備等原因，單位面積指標可達1,000W/m2。

　　7.3新風(fēng)機組的空氣過(guò)濾要引起足夠的重視