常見(jiàn)的凈化間空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
對(duì)于潔凈級(jí)別較高(Class5以上)的凈化間空調(diào)系統(tǒng),通常是由FFU(filterfanunits)和冷盤(pán)管及新風(fēng)機(jī)3個(gè)主要部分組成,。其中:FFU的作用是潔凈空氣,是由高效過(guò)濾器和風(fēng)機(jī)組成的一個(gè)整體,風(fēng)機(jī)為高效靜音風(fēng)機(jī),最好能變頻控制,這樣可以通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速使過(guò)濾器初阻力與終阻力平衡,使得 FFU出口風(fēng)速始終保持恒定;冷盤(pán)管的作用則是控制凈化間的溫度;新風(fēng)機(jī)的作用是控制凈化間的濕度和壓差,對(duì)于溫濕度要求高的凈化間,新風(fēng)機(jī)還須配備除濕機(jī)和加濕器,。而且為了準(zhǔn)確控制凈化間的壓差,新風(fēng)機(jī)內(nèi)的風(fēng)機(jī)通常需要變頻控制,通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)平衡凈化間的壓差,。常見(jiàn)的凈化間空氣流程示意圖如圖1所示,。
常規(guī)板式換熱器產(chǎn)生中溫水的方法,、
潔凈室內(nèi)的空調(diào)溫度通常由冷盤(pán)管控制:潔凈室內(nèi)的空氣流經(jīng)回風(fēng)夾道后與冷盤(pán)管內(nèi)的冷水進(jìn)行熱交換從而起到降溫作用,。對(duì)于較高級(jí)別的潔凈室,由于潔凈室內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備,、照明、FFU等 產(chǎn)生的熱負(fù)荷相對(duì)較大,常年需要制冷,因此一般的冷盤(pán)管內(nèi)只有冷水而不需要熱水,。一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案不但要求凈化間的溫度能被精確控制,平穩(wěn)運(yùn)行,而且要求節(jié)能,。通常,設(shè)計(jì)凈化間時(shí)由于原有廠(chǎng)房高度有限,凈化間施工后吊頂內(nèi)有各種管道和電纜橋架,以及風(fēng)管和FFU等設(shè)備,所以有限的吊頂空間會(huì)變得更小。為了便于檢修及防止吊頂內(nèi)積灰,通常要求吊頂內(nèi)的管線(xiàn)越少越好,。
圖2 板式換熱器換熱過(guò)程
因此最好不要再為冷盤(pán)管安裝冷凝水管和冷凝水集水盤(pán),這就要求冷盤(pán)管不能有凝結(jié)水產(chǎn)生,。為了使冷盤(pán)管不產(chǎn)生凝結(jié)水,要求進(jìn)入冷盤(pán)管的冷凍水的溫度不宜太低,一般要求為12～17 ℃的中溫水。而冷凍機(jī)通常只能提供5～10℃的冷凍水,因此大多數(shù)設(shè)計(jì)方案是通過(guò)板式換熱器來(lái)產(chǎn)生中溫水的,。但是板式換熱器有以下缺點(diǎn)：
①板式換熱器的水阻力大(一般都在100kPa左右),這會(huì)增加一次冷凍水循環(huán)泵和二次中溫水循環(huán)泵的揚(yáng)程,無(wú)形中增大了水泵的功率,產(chǎn)生了相當(dāng)大的能耗,。
②在熱交換過(guò)程中能量損失較大。冷凍水和中溫水在換熱過(guò)程中有相當(dāng)一部分能量是以其他方式損耗掉,而不能全部轉(zhuǎn)換,。
③保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用高,。由于板式換熱器內(nèi)管道結(jié)構(gòu)復(fù)雜,很容易堵塞,因此對(duì)水質(zhì)要求較高,須要定期維護(hù)和清洗。
④須要增加補(bǔ)水管,。因為板式換熱器的兩側(cè)是二次中溫水循環(huán)系統(tǒng)和一次冷凍水循環(huán)系統(tǒng),相互獨(dú)立,。板式換熱器換熱過(guò)程如圖2所示。
冷凍水和空調(diào)回水按比例混合產(chǎn)生中溫水的方法
筆者介紹一種用冷凍水和空調(diào)回水按比例混合產(chǎn)生中溫水的方法,與板式換熱器產(chǎn)生中溫水的方法相比,其優(yōu)點(diǎn)有:
①節(jié)能,。一次冷凍水循環(huán)泵和二次中溫水循環(huán)泵的功率小,水泵不須克服板式換熱器的水阻而增加揚(yáng)程,每年會(huì)節(jié)約大量的電能,。
②在熱交換過(guò)程中幾乎沒(méi)有能量損失。由于其是由冷凍水和中溫回水在管道內(nèi)按一定比例直接混合,所以不存在能量交換過(guò)程中的損失,。
③可以不設(shè)置補(bǔ)水管,。因?yàn)?/span>二次循環(huán)系統(tǒng)與冷凍水一次循環(huán)系統(tǒng)通過(guò)管道相互連接,將2個(gè)系統(tǒng)連接后形成一個(gè)大系統(tǒng)。
④保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用低,。相對(duì)于板式換熱器系統(tǒng)而言,對(duì)水質(zhì)的要求低,且清洗次數(shù)少,。
⑤不須要購(gòu)置板式換熱器,減少了初期投資。
其原理為:在一次冷凍水循環(huán)系統(tǒng)(送/回水 溫度為7℃/12℃)和二次中溫水循環(huán)系統(tǒng)(送/回水溫度為12℃/17℃)間增加一組精度動(dòng)態(tài)電動(dòng)流量平衡調(diào)節(jié)閥(簡(jiǎn)稱(chēng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥),它由安裝在二次中溫水循環(huán)管道內(nèi)的溫度傳感器控制,。
當(dāng)二次中溫水循環(huán)管道內(nèi)的溫度低于設(shè)定值時(shí),溫度傳感器反饋的信號(hào)會(huì)指令電動(dòng)調(diào)節(jié)閥逐漸關(guān)閉,使進(jìn)入二次中溫水循環(huán)系統(tǒng)的低溫冷凍水減少,使得二次中溫水循環(huán)管道內(nèi)的水溫在有熱負(fù)荷的情況下逐漸升高,凈化間的溫度也會(huì)隨之升高;反之則逐漸打開(kāi)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,進(jìn)入二次中溫水循環(huán)系統(tǒng)的低溫冷凍水逐漸增加,使得二次中溫水循環(huán)管道內(nèi)的水溫逐漸降低,凈化間的溫度也會(huì)隨之降低,。如圖3所示,。
其設(shè)計(jì)條件有:
①一次冷凍水循環(huán)系統(tǒng)為一個(gè)較大的系統(tǒng)。其末端不僅僅有冷盤(pán)管,還應(yīng)有新風(fēng)機(jī)或其他非凈化間空調(diào),。這樣整個(gè)一次冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行就會(huì)相對(duì)穩(wěn)定,不會(huì)因?yàn)殡妱?dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)關(guān)而影響一次冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的正常運(yùn)行,出現(xiàn)冷凍機(jī)負(fù)荷變化較大而影響正常啟停的現(xiàn)象,。②二次中溫水循環(huán)泵的揚(yáng)程計(jì)算要準(zhǔn)確,不能比實(shí)際阻力大很多。以防止二次中溫水循環(huán)系統(tǒng)管道內(nèi)的壓力太高,而使一次冷凍水循環(huán)系統(tǒng)管道內(nèi)的低溫冷凍水無(wú)法進(jìn)入二次中溫水循環(huán)系統(tǒng)管道內(nèi),。③從一次冷凍水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入二次中溫水循環(huán)系統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的管道要安裝在二次中溫水循環(huán)泵的入口處,這樣確保冷凍水更容易進(jìn)入,達(dá)到更好的效果,。在設(shè)計(jì)潔凈室空調(diào)水系統(tǒng)時(shí),大多數(shù)潔凈室空調(diào)冷凍水系統(tǒng)末端除了有冷盤(pán)管外,通常還會(huì)有新風(fēng)機(jī)和其他的非凈化間空調(diào)。即除了中溫水系統(tǒng)外,還有低溫冷凍水系統(tǒng),因此這個(gè)條件一般都具備,。另外,常見(jiàn)的空調(diào)水系統(tǒng)中,一次冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)備較多,相對(duì)管路也較長(zhǎng),而二次中溫水循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)只有冷盤(pán)管設(shè)備,管路系統(tǒng)也相對(duì)簡(jiǎn)單,。因此二次中溫水循環(huán)泵的揚(yáng)程都要小于一次冷凍水循環(huán)泵的揚(yáng)程。即一次冷凍水循環(huán)系統(tǒng)中的水很容易進(jìn)入二次中溫水循環(huán)系統(tǒng),。而第三個(gè)條件在施工時(shí)也容易做到,。因此,該方案在潔凈室空調(diào)設(shè)計(jì)中的實(shí)用性很高,在其他空調(diào)冷凍水系統(tǒng)中需要產(chǎn)生中溫水的應(yīng)用范圍也很廣。例如“希捷科技(蘇州)有限公司凈化間改造”項(xiàng)目(于2006年8月竣工)為5000m2的百級(jí)(ISO Class 5)潔凈車(chē)間和約6000m2的普通空調(diào)區(qū),凈化間由FFU和干盤(pán)管(因冷盤(pán)管無(wú)冷凝水產(chǎn)生,所以稱(chēng)干盤(pán)管)及新風(fēng)機(jī)組成,。從凈化室內(nèi)通過(guò)高架地板流到回風(fēng)夾道內(nèi)的空氣,經(jīng)干盤(pán)管冷卻后再由FFU循環(huán)送入潔凈車(chē)間,。而室外新風(fēng)先經(jīng)水洗機(jī)水洗處理(希捷要求潔凈室的新風(fēng)要經(jīng)過(guò)純水洗滌,將新風(fēng)中所含的部分有機(jī)物和一些雜質(zhì)去掉)后,送入新風(fēng)處理機(jī),在夏季時(shí)經(jīng)表冷器和除濕機(jī)的先后除濕(在冬季時(shí)經(jīng)過(guò)加濕器的加濕處理)后,再送入潔凈車(chē)間的吊頂,與潔凈室內(nèi)的循環(huán)空氣相互混合。新風(fēng)機(jī)的冷源為5 ～10℃冷凍水,由冷凍機(jī)的一次循環(huán)水泵提供;干盤(pán)管的冷源為12～17℃的中溫水,由二次中溫水循環(huán)水泵提供,。該項(xiàng)目竣工后經(jīng)第三方認(rèn)證公司測(cè)試,各項(xiàng)指標(biāo)全部符合ISO 146442Class 5 的要求,項(xiàng)目完工驗(yàn)收后一直在生產(chǎn)和運(yùn)行,凈化間在運(yùn)行中監(jiān)測(cè)到的各項(xiàng)指標(biāo)非常穩(wěn)定,。其中的冷凍水流程(包括中溫水)系統(tǒng)如圖4所示。
結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)理論研究和實(shí)踐運(yùn)行,用冷凍水和空調(diào)回水按比例混合產(chǎn)生中溫水的方法在潔凈工程空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)用效果良好,應(yīng)用范圍也很廣,簡(jiǎn)單實(shí)用,并且具有初期投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低,節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn),。
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