隨著社會(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(duì)空調(diào)系統(tǒng)的要求越來越高,并對(duì)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?yàn)樾嘛L(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(duì)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(duì)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(jī)組的組合方式來體現(xiàn)的, 所以新風(fēng)機(jī)組的組合方式對(duì)凈化空調(diào)系統(tǒng)的影響至關(guān)重要。本文將對(duì)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(jī)組的組合方式進(jìn)行分析和討論。

一般空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)機(jī)組組合方式

一般空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)機(jī)組是將新風(fēng)經(jīng)過過濾再進(jìn)行冷卻、加熱及加濕( 個(gè)別系統(tǒng)可不設(shè)加濕)處理后送入房間,以滿足房間對(duì)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(jī)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(diǎn):(1) 送風(fēng)量大, 風(fēng)機(jī)壓頭高; (2) 過濾系統(tǒng)要求高; (3) 溫濕度控制精度高; (4) 正負(fù)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(diǎn)決定了其新風(fēng)機(jī)組要比一般空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)機(jī)組的組合方式復(fù)雜,因?yàn)樗慕M合方式不僅關(guān)系到房間的潔凈度, 還對(duì)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€(gè)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(jī)組+循環(huán)機(jī)組的凈化空調(diào)方式, B 型為新風(fēng)機(jī)組+FFU ( 風(fēng)機(jī)高效過濾機(jī)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(jī)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(jī)組的區(qū)別主要有以下幾點(diǎn):

(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(jí)過濾,主要考慮對(duì)末端HEPA ( 高效過濾器)的保護(hù)作用。此處未表示第三級(jí)亞高效過濾器, 因?yàn)槠湟话阒糜谘h(huán)風(fēng)機(jī)箱內(nèi), 對(duì)新風(fēng)和回風(fēng)同時(shí)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(duì)密閉性較好,房間設(shè)備、人員等又散發(fā)熱量, 所以整個(gè)凈化空調(diào)系統(tǒng)冬季空氣的加熱主要是對(duì)新風(fēng)系統(tǒng)的加熱,故在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)設(shè)置了兩級(jí)加熱器; 同時(shí)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(jī)組的一級(jí)加熱器將新風(fēng)加熱至5℃,起防凍作用; 二級(jí)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(shí)亦可根據(jù)實(shí)際操作情況對(duì)設(shè)定值進(jìn)行重新修訂。A 型凈化空調(diào)系統(tǒng)的冷量除在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)供應(yīng)一部分外, 還需要在循環(huán)空調(diào)機(jī)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(jī)組內(nèi)

只設(shè)置了一個(gè)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?yàn)槠溲h(huán)機(jī)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(cè)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(gè)IC 生產(chǎn)廠房前工序凈化空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)機(jī)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(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,="" 新風(fēng)機(jī)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(jī)組的區(qū)別主要有如下幾點(diǎn)：

(1) 預(yù)留了化學(xué)過濾段, 這是IC 廠房所特有的。因?yàn)镮C 廠房潔凈室對(duì)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(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的合格率下降, 造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以在新風(fēng)機(jī)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(jì)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(jí)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(jí)表冷器要求能夠互換,因?yàn)閾?dān)心空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)期后空氣中

的有害或腐蝕性氣體對(duì)表冷器有一定的損耗, 影響表冷器的制冷量, 前一級(jí)表冷器受害較深, 故當(dāng)機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后, 需將前后兩個(gè)表冷器位置互換, 以延長(zhǎng)原一級(jí)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(jī)組表冷器的配備需經(jīng)過廠家的詳細(xì)計(jì)算后方可確定。

(3) 加濕器位于一級(jí)加熱段后, 且二級(jí)加熱器位于風(fēng)機(jī)段后。B 型機(jī)組中的一級(jí)加熱器不同于A 型機(jī)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(jí)加熱器位于風(fēng)機(jī)段后是考慮將新風(fēng)機(jī)組的出口溫度控制在恒定值, 不隨風(fēng)機(jī)溫升的變化而發(fā)生改變, 將新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)溫度的波動(dòng)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(jí)加熱器通常是為控制機(jī)組的出口溫度或?qū)貪穸任⒄{(diào)的情況下啟動(dòng), 其加熱量較小。

(4) 采用無蝸殼風(fēng)機(jī)( PLUG 型) , 該風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)是: a. 噪聲低,振動(dòng)小; b. 風(fēng)機(jī)直連, 結(jié)構(gòu)緊湊; c. 送風(fēng)均勻。上述特點(diǎn)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(jī)。

凈化空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)機(jī)組的自動(dòng)控制系統(tǒng)

A 型、B 型凈化空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)機(jī)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(gè)方面分別說明:

4.1 h- d 圖

如圖4 所示, 圖中△t 為新風(fēng)機(jī)組內(nèi)風(fēng)機(jī)的溫升,A 型焓濕圖新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)點(diǎn)S 不是一個(gè)確定的點(diǎn), 將視風(fēng)機(jī)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(shí)際送風(fēng)點(diǎn)為S1,是經(jīng)二級(jí)加熱器調(diào)整后的送風(fēng)點(diǎn), △t1 為二級(jí)加熱器的加熱量, 從而保證了機(jī)組出風(fēng)溫度的恒定。

B 型焓濕圖的L1 點(diǎn)為一級(jí)表冷器的處理點(diǎn), 其主要承擔(dān)降溫功能, L2 點(diǎn)為二級(jí)表冷器的處理點(diǎn),主要承擔(dān)除濕功能; 同時(shí)從冬季的焓濕圖中我們可以發(fā)現(xiàn)A 型焓濕圖的L 點(diǎn)控制起來不是很準(zhǔn)確,因?yàn)榧訚衿鞯目刂凭炔蝗缂訜崞鞯母摺?/span>

4.2 自動(dòng)控制

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

(1) A 型機(jī)組的控制原理圖如圖5。

圖中T2 為新風(fēng)機(jī)組出口溫度, 其控制表冷器和二次加熱器, TH 為機(jī)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(jī)組的出口溫濕度達(dá)到理論計(jì)算值。當(dāng)房間負(fù)荷發(fā)生變化時(shí), 再由房間的溫濕度敏感元件T、! 對(duì)新風(fēng)機(jī)組進(jìn)行再設(shè)定。T1 為一級(jí)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(jī)組的控制原理見圖6。

如圖所示, Td 為機(jī)組出口溫度, 常年恒定,由它控制二級(jí)加熱器管道上的電動(dòng)兩通閥, Tdp為機(jī)組出口的露點(diǎn)溫度, 用其控制二級(jí)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(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(shù), T1 控制一級(jí)加熱器至計(jì)算所需溫度; T2 控制一級(jí)表冷器至廠家計(jì)算值, 此值可根據(jù)Td 重新設(shè)定。

本系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)配帶變頻器, 根據(jù)房間的正壓值控制送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,另可根據(jù)房間內(nèi)的負(fù)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(jī)組的控制系統(tǒng)較復(fù)雜, 控制精度高, 運(yùn)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(yùn)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(jī)組的造價(jià)及控制系統(tǒng)的費(fèi)用也相對(duì)較高。

結(jié)語

本文僅對(duì)凈化空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)機(jī)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(yīng)考慮整個(gè)凈化空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性及適用性, 所以我們應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際需要, 綜合分析論證, 在滿足凈化空調(diào)系統(tǒng)各項(xiàng)要求的前提下選擇最佳的新風(fēng)機(jī)組組合方式。