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內容，給出了潔凈空調主要設計參數、空調系統型式。著重介紹了干表冷器在別潔凈室應用的經濟性、合理性。

　　關鍵詞：潔凈室 空調 設計 干表冷器 換氣次數 過濾器

　　1 概況

　　隨著潔凈技術的不斷發展，潔凈室的要求愈來愈高，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，對其中重要的一環無塵衣的要求也就愈來愈高，潔凈洗衣房的重要性逐步顯露出來。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。廠房一層有100級包裝、測試車間、10，000級洗衣車間、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。潔凈室系統技術指標按美國聯邦209E有關標準執行。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的FS209E的相關規定，并參考當時的《潔凈廠房設計規范》GBJ73—84。見表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、生產設備負荷、空調機組內風機負荷、新風負荷。其中，生產設備參照樣本。經計算，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，空調原理圖見圖2。

圖2 100級潔凈室空調原理圖

　　其中：

　　PAHU為新風處理機組( mary Air Han-dling Unit)；

　　DC為干表冷器(Dry Coil)；

　　FFU為帶風機的過濾器(Fan Filter U-nit)。

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

　　每個車間均設置多組干表冷器。干表冷器的作用是將經過它的空氣冷卻，但不除濕即不會結露，這要求干表冷器的進水溫度不低于回風^***。干表冷器的優點如下：

　　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，濕度控制由新風機組負責，使控制簡單化；

　　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；

　　4)因干表冷器本身無動力，迎面風速又低，所以有利于減小潔凈室系統噪聲；

　　5)在潔凈室回風技術夾墻內不會有冷凝水，不易藏污、滋生細菌。

　　干表冷器的缺點是初投資較大，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水溫度，使干表冷器較正常進水溫度情況下冷量減小，相同車間負荷情況下，要用較多數量的表冷器；

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

　　另外，由于潔凈室天花吊頂或回風技術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、回風管費用較高，同時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濟、合理的。

　　FFU將從室內抽回的、經過干表冷器的回風，與新風機組PAHU處理過的新風混合，送到室內。

　　由于受建筑層高的限制，做架空地板空間太緊張，考慮平面回風技術夾墻間距較小，所以潔凈室氣流組織采用上送側下回形式，天花上滿布FFU送風，大部分FFU帶HEPA過濾器，包裝臺上方FFU帶PA過濾器，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

　　該潔凈車間采用AHU加末端過濾器的空調方式，見圖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 潔凈室的新風量和送風量

　　新風量主要考慮人員衛生所需風量、維持潔凈室正壓所需風量，取二者的zui大值。

　　100級潔凈室FFU循環風量全部經過干表冷器，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風機的余壓小，這就決定了空氣經過干表冷器時壓降不能太大，文獻[1]介紹一般小于50Pa，本工程中干表冷器風壓降為30 Pa。

　　10,000級潔凈室的空調送風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級潔凈室的新風經PAHU的初、中效過濾器、冷卻盤管后，再經電加熱、加濕處理后送到天花上的空間。冷卻盤管的冷卻功能在新風需除濕時由中央冷源冷凍水實現。夏季，新風機組將新風處理到適當含濕量，以保證室內空氣濕度。新風機組配電加熱器、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，啟動加濕器；如果此時室外溫度低于某一設定值，電熱絲開啟，以保證足夠的加濕量，避免空氣飽和后無法加進足夠的加濕量及加濕段風管積水。

　　回風經干表冷器進行冷卻處理，與經過PAHU處理的新風混合后，由FFU經內置的過濾器送至室內。夏季空氣處理過程見圖4。

　　10,000級潔凈室為普通空氣處理過程，新回風混合后經表冷器處理到^***，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冷水機組的蒸發器。冷凍水系統主要分兩部分，一路供新風機組、空調機組及辦公室風機盤管；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 自動控制系統

　　本工程100級區域新風機組控制潔凈室的濕度、靜壓并人員所需的衛生新風。采用DDC控制系統，根據室內幾點濕度的平均值PID控制等百分比二通電動調節閥，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組干表冷器設一個等百分比二通電動調節閥，每一個等百分比二通電動調節閥控制的區域設一個溫、濕度傳感器。

　　10,000級區域夏季降溫、除濕均由表冷器實現，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調節閥進行控制。

　　冷凍水系統方面因只有一臺冷水機組運行比較簡單，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，根據設定值自動控制供、回水主管之間壓差旁通閥。

　　AHU回風管內設煙感探測器，在有火災的情況下煙感探測器將信號傳給DDC，DDC會發出指令停AHU的風機馬達，以防火災的蔓延。另一方面，消防系統給一對常閉觸點串聯到PAHU及AHU配電箱的控制電路中，在該區有火災信號時，該節點自動斷開，PAHU及AHU 的風機將停止運行。

　　6 工程調試與測試

　　1999年7月末開始進行調試。先空調機組開機24小時后安裝過濾器，測試空調機組的送風量，并調整到設計值。然后測量各送風口的風速并進行調整，需反復調整，直至所有風口的風速調至要求的范圍內。之后，進行過濾器的檢漏工作，檢漏不合格的過濾器換下，重新安裝后需再測風速、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

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

　　7.3新風機組的空氣過濾要引起足夠的重視