时间:2023-05-30 09:36:41
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇空调净化,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
在空气净化器行业快速发展的带动下,空调企业也不甘示弱。多家主流企业纷纷推出具备空气净化功能的空调,力图抢占部分市场。奥维云网(AVC)监测数据显示,目前带有空气净化功能的空调在所有空调中的渗透率是25%。《电器》记者身边也有不少朋友询问,是否购买一台具备空气净化功能的空调就可以一举两得,无需再额外购买空气净化器?
对于具备空气净化功能的空调是否有效,业内主流空调企业对此观点非常鲜明。
美的空调事业部有关负责人表示,具备空气净化功能的空调应该属于空气净化行业的一个分支,与空气净化器互不影响。
广州松下空调器有限公司营业本部商品企画课课长吴志勇告诉《电器》记者,松下空调采用的nanoe技术,可以实现全方位净化功能,包括对室内空间、空调滤网以及空调内部除菌,同时可以高效去除PM2.5可吸入颗粒物,经第三方权威机构监测,对于流感病毒除菌率为96%,去除PM2.5可吸入颗粒物可达99%。特别是针对空调滤网以及空调内部,例如热交换器、风道等均可除菌。
刚刚于1月推出新款苹果云系列新品的海信空调,其产品上便采用了松下的nanoe空气净化技术。但海信空调首席科学家王志刚也承认,受限于滤网面积、风道等原因,空调目前还无法真正取代空气净化器。
专业空气净化器厂家认为,具备空气净化功能只是空调的卖点之一,专业净化空气还得依靠空气净化器。三菱重工空调市场企划部部长戴梅表示,空气净化器的功能不仅仅是去除PM2.5可吸入颗粒物,空调是可以具备空气处理功能的,但它的功能还相对基础,不能够达到空气净化器专业净化空气的能力。此外,空调与空气净化器在滤网、风道设计、容积、阻力等方面的设计均有不同,虽然说空调可以在滤网上增加溶菌酶达到除菌杀菌的作用,但一方面受各种原因限制,置于滤网的溶菌酶的量不够多,另一方面仅依靠溶菌酶也不能够全面去除空气中物理污染、生物污染和化学污染。
对此,北京亚都环保科技有限公司副总监张远林表示认同,并将具备空气净化功能的空调视为厂家的炒作。他认为,当下空气中的主要污染物包括三大类,一是化学污染,例如甲醛等;二是物理颗粒物污染,即为大家熟知的PM2.5可吸入颗粒物等;三是生物污染,例如病毒、细菌等,具备净化功能的空调不可能同时去除上述三种污染物。
据《电器》记者了解,目前市场上具备空气净化功能的空调大多采用IFD技术。
该技术正是静电集尘技术的延伸,与静电集尘技术相比,该技术的单次过滤效率可以达到78%,但是制约IFD技术的最大敌人是湿度。北京安泰尚品电器有限公司产品总监曾涛表示,特别是在南方梅雨季以及夏季“桑拿天”时,由于空气中湿度较大,采用IFD技术的空调单次过滤效率接近0,也就是说,具备净化功能的空调在使用上是受到环境因素影响的。
“空调应该先满足调节室温的功能,净化功能是辅助功能”,中国家用电器研究院生物化学研究室主任张晓对《电器》记者表示,“加之目前中国空气污染浓度过高、污染种类多,因此现阶段具备为净化功能的空调并不能取代空气净化器。”
(赵秋玥)
净化空调系统属于空调的一种类型,在工业社会的发展下,一些行业对于空调的净化性能提出了更高的要求,如制药工厂、化工厂、科研实验室等。要保证生产的效果,必须要应用新型的净化空调系统,本文主要从设计、设备选择和运行三个阶段来探讨净化空调系统的节能降耗措施。
【关键词】
净化空调系统;节能降耗措施;分析
净化空调系统是空调系统中的一种,其不仅能够调节室内空气的温度、湿度、风速,同时还能控制空气中的含尘粒数、细菌浓度。与普通空调系统相比,在主要控制参数、空气过滤措施、室内压力要求、材料和设备选择、系统气密性的要求等方面都有较严格的要求。净化空调系统,由于其全面的功能,广泛应用于对洁净室要求较高的场所,如制药工厂、化工厂、科研实验室等。为了满足当今社会对节能降耗的要求,降低运营费用,净化空调系统也必须采取相应的节能降耗措施。本文通过净化空调系统的设计、设备选择和运行三个阶段,探讨其节能降耗措施。
1设计方面的节能降耗措施
1.1减少净化系统的送风能耗
净化空调系统在运行时,新风量的送风能耗在很大程度上决定了系统的能耗高低,因此在设计时减少净化系统的新风量和送风量,可以很大程度上降低系统的能耗。净化系统的送风量取决于洁净区域的体积和换气次数,因此首先要尽可能的减少洁净区域的体积,采取局部分级净化的措施;其次根据室内的工作情况,控制送风量,减少系统风量的消耗,减少换气次数;最后设计时要考虑洁净区和非洁净区的静压差,静压差越低,泄漏风量减少,从而减少系统的新风量和送风量。
1.2管路设计需尽可能减少阻力
风在管道中流通时需要克服阻力,这就会造成能量的损耗,因此在管道设计时应该尽量减少系统阻力,从而降低送风时的能耗。可采取的措施如:避免持续长时送风,缩短风管的长度,减少弯头和三通等产生较大阻力的构件。在满足风速要求的前提下,尽量采用低风速送风,选择合适的风速,能够降低过滤器的阻力,从而使得在送风管道中的能耗下降到最低。
1.3采用二次回风和热回收
在避免污染的情况下,应该采取二次回风设计,二次回风不仅能够满足温度、湿度和洁净度的要求,同时可以大大降低空调机组的能耗,既可以节约设备投资,还可以降低运行费用。对于排风量较大的系统,还应该考虑热回收设计,根据热交换器可以将排风中的能量回收到新风中,用以预处理新风,可以大幅降低新风的预处理能耗,具有非常可观的经济意义。
1.4应用自动控制与变频调节法
一般情况下,洁净室中的净化系统环境,是由两个时间段组成的,即有人操作时间段与维护洁净时间段,其中,维护洁净时间段对于空调净化系统的要求并不高,在设计风机变频系统时,需要满足不同时间段的要求,虽然这在初期会增加一些资金投入,但是在空调系统投入使用之后,会节约大量的运行费用,获取到了显著的经济效益,但是这一环节对于后续的施工以及管理的要求非常严格。
2选择设备考虑节能降耗途径
首先在选择净化空调设备前,必须准确确定生产设备的热负荷,其与空调制冷设备的选择有直接的关系;其次,在选择设备时,不但要考虑设备的质量、性能、可靠性以及效果等方面以外,必须核实设备的能耗比参数,尽可能的选择高效节能设备;最后,空调末端设备的循环空气处理装置要尽可能的与空调空气处理装置分开,同时空调主机尽量选择可变频设备,风机能够变速运行,选择可调节的风机压头,这在降低能耗的同时还能降低后期的维护费用。
3净化空调系统运行阶段的节能降耗措施
3.1提升运营人员的素质
净化空调系统的节能降耗除了在设计和设备采购时需要考虑以外,与运营水平的高低与操作也具有很大的关系。因此应该加强对运营的人员的专业培训,提升其素质,并且制定科学的节能目标责任制度,将节能降耗的任务落实到运营人员身上,给与一定的奖惩措施,提升运营人员的责任感和积极性。
3.2提升系统的密闭性
净化空调系统的余压是非常大的,对于系统的严密性有着严格的要求,如果系统任何区域出现泄漏点,都会丧失大量的能量,为此,必须要把好控制风管系统的漏风问题,从构件与风管的制作、拼装和安装上把好关,提升系统的密闭性。为了控制好空调机组的漏风问题,在安装时,需要从新风口、回风口以及送风口来监测风量的变化情况,看每一个区域的设置是否与标准要求相符,并采用科学的控制机制,减小机组漏风量,做好结构气密性处理工作。
3.3做好保温与隔热措施
对于室内门窗、吊顶、墙体、风管、水管与其他的设备,在安装时,都必须要做好隔热保温措施,保证地面材料的隔热效果,在具体的施工过程中,要严格的把控好保温材料的质量,确保其施工质量与施工工艺都可以负责相关的标准规范。
3.4加强系统的维护
净化空调系统在运行过程中,应该按照厂家的指导手册及时进行系统的维护和相关易损件的更换。比如送风系统中的过滤器使用一段时间后,会堆积灰尘增大系统的阻力使得能耗增加,甚至引起设备损毁,应该定期进行清理和更换。管道保温材料受损会降低保温性能,因此造成能量损失,必须定期进行检查和更换。热交换器中用水作为传导介质,长时间后会产生结垢,从而影响热交换器的传热效果,因此需要及时清理。
3.5严格按照规范操作
如今的净化空调系统通常采用自控系统进行节能降耗控制,所以严格按照系统规范操作十分必要,经常进行非法操作,一方面容易损毁设备,另一方面不能达到系统自动节能的功能。因此净化系统的使用单位和运营单位,应当制定相应的湿度和措施来保证自控系统的正常运转,这样才能保证节能降耗的效果。目前,净化空调系统的高能耗已经成为不可回避的现实问题,如何制定有效的节能降耗措施,是摆在净化空调系统的设计方、施工方和运营方面前的重要课题,随着技术的进步和管理水平的不断提高,笔者相信净化空调的节能降耗措施会达到更理想的效果。
作者:谌君卓 单位:湖南省长沙市雅礼中学
参考文献:
[1]王巍,杨迎春.医用制冷净化空调系统暨冷水机组的运行管理[J].中国医学装备,2011(11).
[2]李格萍,刘金平,张益昭.二次回风与一次回风在药厂净化空调中的能耗分析[J].医药工程设计,2005(05).
关键词 净化空调方式;初投资;运行能耗;现实可行
引言
当前的电子厂房洁净室洁净等级大部份在1000级(ISO 6级)―10000级(ISO 7级)之间,其相当的换气次数平均在25―60次/H,要求的洁净室环境参数比较严格,大部份要求为室内温度22±2℃,相对湿度55±5%,洁净室内工艺设备发热量大,部份工艺设备排除热量所需的排风量也很大。由于要求高,发热量大,导致电子厂房洁净室空调系统的能耗是很惊人的,所以在设计之初对于洁净室空调系统的方式选择就需要认真考虑。
根据笔者的实际工程经验,目前大多数已建成的电子厂房中,洁净室的空调系统一般都会使用常规净化空调方式---新风机组+混风机组+高效过滤器(HEPA),而另一种净化空调方式---新风机组+干盘管+FFU( FFU为英文缩写, 全称为 Fan Filter Unit, 中文意思为风机过滤器单元)比较少见,原因有:(1)常规净化方式一直沿用,不愿更新改变;(2)部分企业认为新风机组+干盘管+FFU方式的洁净空调系统是用于高洁净度(≥100级)要求的项目中,担心用于1000级―10000级项目时造价会偏高。为此,本文着重从两种空调方式的特点及能耗方面进行分析探讨,说明新风机组+干盘管+FFU方式的洁净空调系统在电子厂房是确实可行的,并总结此净化空调方式在设计过程中需要注意的一些问题。
1 两种净化空调方式的分析比较
1.1新风机组+混风机组+高效过滤器(HEPA)空调方式介绍
该空调方式指的是室外新风经过新风机组处理后送入混风机组,混风机组把回风与新风混合并处理至所要求的空气参数后直接用风管送风到各终端高效过滤器(HEPA),通常新风机组将新风处理到室内焓值,不承担室内负荷,只承担新风负荷,由混风机组承担室内的湿负荷和显热负荷,空调方式示意图见图1。
1.2新风机组+干盘管+FFU空调方式介绍
所谓干盘管,是因为在这种系统中冷冻盘管仅承担显热负荷,其冷冻水进水温度一般在13℃以上,也就是说在室内空气的露点温度以上,盘管一般不可能产生冷凝水,属于干工况运行,所以其叫干盘管,而13℃的冷冻水常用的制取方法为利用水--水板式换热器把冷水机组的7℃/12℃冷冻水转换过来。所谓FFU,中文意思为风机过滤器单元,确切地说是一种自带动力、具有高效过滤功能的模块化的末端送风装置,许多净化设备生产厂家都有FFU的详细介绍,这里不再赘述。新风机组+干盘管+FFU空调方式指的是室外新风经过新风机组处理后送入洁净室的天花技术夹层内,干盘管负责处理空气至所要求的参数, 然后用 FFU来循环空气从而达到洁净度要求的换气量,通常新风机组将新风处理到室内露点温度,承担新风负荷及室内湿负荷,干盘管承担室内的显热负荷, FFU负荷循环及过滤空气。即湿度由新风机组负责,温度由干盘管负责,洁净度由FFU负责,空调方式示意图见图2。
1.3两种净化空调方式的初投资比较
部分企业认为新风机组+干盘管+FFU净化方式比常规净化空调方式的初投资要高,现比较如下:(1)由于干盘管与FFU制造技术的发展与普及,生产厂家的飞速增长,促使它们的价格相比前些年已经大幅度下降,品牌选择也开阔得多,不仅有外国进口的产品,而且国内众多厂家的新产品也均可以选择;(2)新风机组+干盘管+FFU净化方式相比于常规净化方式,其空调风柜仅为规格很小的新风机组,不含混风机组,所以空调风柜房的面积可以相应缩小,节省了建筑空间,而且新风管占用洁净室吊顶空间较少,节省了吊顶空间;(3)相比于常规净化方式,新风机组+干盘管+FFU净化方式由于使用天花技术夹层,所以其在围护结构方面的价格会稍高;(4)相比于常规净化方式,新风机组+干盘管+FFU净化方式由于整体用电功率较少,所以其在空调配电方面用到的电线电缆型号较小,开关及变频器等也可缩小型号,造价下降;(5)新风机组+干盘管+FFU的净化方式所需要的风管量是很少的,仅为新风机组的新风管,而常规的净化方式中需要的风管量就很多,它包括新风机组的送风管、混风机组的送风管及回风管(都是大规格的风管)。总体来说,新风机组+干盘管+FFU的净化方式的初投资与常规净化方式的初投资基本持平。
1.4两种净化空调方式的运行能耗比较
运行能耗的比较主要体现在用电量方面,其中新风机组+干盘管+FFU净化方式的用电量主要包括:新风机组,FFU,干盘管水泵三个方面。而常规净化方式中用电量主要包括:新风机组,混风机组。可以看出,两个系统的比较就在于FFU+干盘管水泵与混风机组之间,可以很明显地看出混风机组的用电量会高出很多,因为单个FFU的功率在0.2kw左右,而干盘管水泵是一个小水泵,功率也不会大,两种设备加起来的用电量不多。而常规净化方式的混风机组由于需处理整个系统的循环风量,还要负担末端高效过滤器的阻力,送回风管的阻力,其功率动辄就会有几十千瓦,所以常规净化方式的运行费用是大大高于新风机组+干盘管+FFU净化方式的。一般认为新风机组+干盘管+FFU净化方式的运行费用大约是常规净化方式的60%---80%。
2 新风机组+干盘管+FFU净化空调方式的现实可行性
从上述的比较中我们可以看出:新风机组+干盘管+FFU净化空调方式的初投资并不一定比新风机组+混风机组+高效过滤器这种常规的净化空调方式的初投资高,如果设计合理,初投资往往与常规净化方式基本持平,但是再考虑电子厂房中净化空调系统所占的用电量是很大的,一个净化空调方式选择的着重点应该放在运行能耗处,而且洁净室的使用班数基本上地连续班数的,净化空调设备均是长时间运行,于是选择能耗低的净化方式是现实可行的,往往一个低能耗的净化方式在两到三年内就可以把初投资所高出的那一部份完全节省回来。所以, 新风机组+干盘管+FFU这种净化空调方式是值得推广与实行的。
3 新风机组+干盘管+FFU净化空调方式在设计过程中需要注意的一些问题
新风机组+干盘管+FFU净化空调方式跟常规方式的设计基本相同,无论是室内负荷的计算,净化循环风量的选择,正压风量的选择,加湿量的选择都是大同小异,也有很多学术论文在这方面的设计有详细介绍,笔者在这里着重提一下需特别注意的一些问题:(1)新风机组处理的新风焓差较大,处理后空气的温度也较低,在通常的冷水温度下运行,需要增加盘管的排数来增大换热面积,因此,新风机组盘管的排管数比常规方式的盘管排管数要多,而且处理后空气温度较低,所以新风机组的箱体保温厚度以及新风管的保温层厚度比常规方式的厚度要厚;(2)干盘管干工况运行时进水温度是需根据室内空气的露点温度而确定的,并不是一个定值,需要按照洁净室的实际温湿度要求情况确定的,而且在不同工况下,干盘管的冷量是变化的,但目前大多数盘管生产厂家的产品说明书中仅仅提及标准工况下的冷量,而干盘管是处在非标准工况下运行的,所以要特别注意干盘管的冷量取值,可以通过相关论文的介绍方法来计算所得,或者由盘管生产厂家来提供非标准工况下的冷量值;(3)使用此净化空调方式,如果净化区域中局部房间的温湿度条件不同或者局部房间内的工艺设备发热量不同,则必须对该局部房间进行单独隔断,再设置一套独立的空调系统进行独立的温湿度控制,这样设置有助于温湿度精度的控制及运行时能源的节约;(4)按照设计理论来说,干盘管是在干工况下运行的,是不会有冷凝水的,但是一个净化房间在刚开空调机的时候,干盘管在进入正常干工况之前的那一段时间内是在湿工况下运行的,即使凝结水量很少,还是建议要设置凝结水盘及排水管,保证不滴水漏水,而且如果干盘管需要清洗或者排空,也有排水设施可用,设置凝结水盘及排水管的费用也不高,所以尽量考虑设置凝结水盘及排水管;(5)当一个大面积净化房间采用新风机组+干盘管+FFU净化空调方式时,FFU的使用量比较多,单独逐一来管理控制是很不方便的,为了管理方便,建议采用FFU群控这种新型的管理技术,其能够在电脑上观察到FFU的运行、停止、故障等各种状态,也可以在电脑上进行开停、调速等控制,可以极大的减少对FFU的管理工作量。
4结语
由于电子电路行业的飞速发展,洁净室的使用将会越来越广泛,而净化空调方式的选择则显得尤为重要,由于常规系统(新风机组+混风机组+高效过滤器)存在着运行能耗高、建筑空间要求大、管线交叉多等缺点,我们有理由推荐使用新型净化空调方式(新风机组+干盘管+FFU),其节能效果是明显优于常规系统的,建筑空间要求小,管线也不多,并且综合造价和成本与常规系统相差已经不大,相信在不久的将来会更低,所以新风机组+干盘管+FFU净化空调方式的实施是具有现实可行性的。
随着空调技术的发展,净化空调的设计方式必然会更多,只要我们认真了解系统,有针对性地进行研究,相信电子厂房净化空调方式的选择会不断更新,并且能够不断完善,能够再进一步的降低能源成本。
参考文献
[1] 许钟麟. 空气洁净技术原理,第三版. 北京:北京科学出版社,2003年
[2] 陈霖新. 洁净厂房的设计与施工. 北京:化学工业出版社,2002年
[3] 严德隆. 洁净室技术应用中当前的几个热点问题. 洁净与空调技术,2002年,(4)
[4] 倪美琴,杨卫波,谢治祥. 风机盘管干工况运行时冷量计算方法的研究. 暖通空调,2008年第38卷第8期
关键词:制药;节能;空调系统;
中图分类号:TE08 文献标识码:A
一、 项目需求背景:
上海海利生物技术股份有限公司是农业部动物防疫生物疫苗的定点生产厂家,根据国家《兽用药品生产规范》规定,生物疫苗的生产必须在符合国家GMP规定的特定净化级别的净化厂房内进行组织生产,净化厂房内的生产环境必须保证规定的温度和湿度。海利公司的一期和二期厂房全部建设成为符合国家GMP规定的净化厂房。
为了维持净化厂房的正常运行,保证净化厂房的温度(18℃ - 26℃)、净化级别和洁净度符合《兽用药品生产规范》的要求,保证正常、安全的生产,净化厂房必须全天24小时进行连续运转。作为净化厂房保障设备之一的中央空调系统也是必须全天24小时运行。因此,中央空调是公司各种运行设备中的耗电大户之一,中央空调的节能改造显得尤为重要。
中央空调主要有两大部分组成:
1、 冷水机组、冷冻水循环系统和冷却水循环系统
2、 通风系统
中央空调的闭环自动控制系统的技术原理,就是通过一个专门研制的自动控制系统,把中央空调的三个组成系统:冷水机组、冷冻水循环系统和冷却水循环系统进行优化、协调和联动运行。
一般来说,设计院在为公司进行厂房设计时,中央空调系统必须按天气最热、负荷最大的工况进行设计,并且一般还会留 10-20% 设计余量。然而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下,这样就存在较大的富余。
根据现场实际测试,中央空调设备90%的时间在70%负荷以下波动运行,所以实际平均负荷小于设备满负荷,特别是在环境温度比较低,冷气需求量较少的情况下,冷水机组的实际负荷量比较低,这样就使得冷却水循环系统和冷冻水循环系统长期处于“大流量小温差”的现象,造成实际需要负荷与最大功率输出之间的矛盾,使大量的电能白白浪费,给中央空调使用单位造成巨额电费支出,增加了运营成本。
所以经过节能公司的介绍和推荐,经过海利公司的调查、论证,决定在中央空调系统中采用闭环控制来进行节能改造。经过闭环自动控制改造后,中央空调系统可以节约大量的运行费用。
项目的主要的意义在于:
1) 利用闭环控制,可以节约大量的电力能源。
2) 利用闭环控制,可以减少净化厂房的温度波动性,保证生产的安全。
利用变频调速器控制冷却水系统水泵和冷冻水系统的水泵,可以有效延长水泵、阀门和管道的使用寿命。
二、 主要实施内容及考核指标:
(一)、实施内容:
本项目是通过安装专门设计的自动控制系统和传感系统,将运行中的中央空调系统的冷水机组、冷却水循环系统和冷冻水循环系统形成了一个闭环控制系统,具体描述为:
冷冻水温度变化 冷冻水流量变化
冷水机组负荷变化自动控制系统
冷却水温度变化 冷却水流量变化
1、 调整冷冻水的流量
当环境温度降低,净化厂房内的热负荷减少时,实际需要的通过循环冷冻水传送的冷量相应减少。
安装在冷冻水循环系统中的压力变送器传送的信号,反馈到
自动控制系统。自动控制系统根据冷冻水循环系统的循环压力,自动
调整冷冻水系统的循环水泵的转速,达到实时调整冷冻水流量的目的,
减少了冷冻水系统的循环水泵的能耗。
2、 调整冷水机组负荷
安装在冷冻水循环系统中的温度变送器传送的信号,反馈到自动控制系统。自动控制系统根据冷冻水循环系统的温度变化,自动控制系统反馈控制冷水机组,自动调整冷水机组的运行负荷,减少了冷水机组的能耗。
3、调整冷却水的流量
安装在冷水机组中的压力变送器传送的信号,反馈到自动控
制系统。根据冷水机组的排气压力,自动控制系统反馈控制冷却水系
统,自动调整冷却水系统的循环水的转速,达到实时调整冷却水流量
的目的,减少了冷却水系统的循环水泵的能耗。
通过对冷水机组、循环冷却水系统和冷冻水循环系统的运行
参数的监测、动态分析和跟踪预警,使冷水机组、循环冷却水泵和循
环冷冻水泵的负荷都保持在一个恰当的负荷,在保证输送足够冷量的
前提下,使耗电量最小,使节能效果达到最大化。
采用闭环控制系统控制中央空调系统,使中央空调系统的三
部分:冷冻水循环系统、冷却水循环系统和冷水机组能够根据热负荷
的变化同步随时调整运行负荷,有效克服了“大流量、小温差”的浪
费现象。根据节能公司的成功经验和测算,经过海利公司的调查,在
电子行业和同行业中,采用闭环控制系统运行的中央空调系统,尤其
是我公司中央空调的冷却水循环泵是75千瓦,冷冻水水泵是55千瓦,
都是大功率的循环泵,在每年的10月份到次年的3月份,由于周围
环境的温度比较低,所以净化厂房所需要的冷量也相对比较少,所以
中央空调进行闭环控制节能效果尤其明显,所以经过节能公司的综合
测算,如果采用闭环控制系统的运行,节约用电整体能够达到20% —
30%。(我们采用保守数据,按照25%计算)。
其中:自动控制系统和各种传感装置是关键设备,需要购置,申
请专项支持。
需要解决的具体关键技术包括:
1、 系统允许输送冷量自适应计算和动态评估技术。
2、 高精度、稳定的信号变送系统。
3、 高质量的控制模块和变频调速器
(二)、考核指标:
本项目采用专门设计的自动控制系统,实现了中央空调系统的
三个组成部分之间的协调、优化运行,使中央空调系统能够以最小的
耗电量,生产满足生产需要的、稳定的冷冻水。通过自动控制,使三
个系统的运行负荷始终都维持在一个合理的负荷状态,从而比较大地
降低了中央空调系统的运行耗电量,节约了大量的运行费用,节约用
电的效果非常明显。同时保证了减少净化厂房的温度的波动,保证了
净化厂房的稳定运行,保证了稳定生产和安全生产。
参考文献:
[1] 斯派莎克工程(中国)有限公司 《蒸汽和冷凝水系统手册》 --上海科学技术文献出版社 2007.1
摘要
本文首先介绍了医院手术室对空气调节的要求,分析了研制恒温恒湿净化空调机组的必要性,然后介绍了HFJ-13净化空调机组的主要设计参数和性能,并对测试数据进行了一定的分析。
1 医院手术室对空调的要求
实践证明,对评价进行手术时,浮游在手术室空气中的带菌粒子落入伤口是手术后伤口发生感染的主要原因之一,因此对手术室内空气的洁净程度必须提出较高要求。一些工业发达国家早已制定了本国医院手术室的空气净化标准,对手术室内空气中的细菌含量做了限制。例如美国是将手术室分为三级,见表1。
表1
级别
关键词:净化空调;运行;故障
1 洁净室回风口变为送风口
按照工艺要求,相邻洁净室之间都要保证有一定的静压差,一方面是在门窗紧闭的情况下防止洁净程度低的洁净室内的空气由缝隙渗入到洁净程度高的洁净室内;另一方面在门开启时,保证有足够的气流按正方向流动,以尽量减少由于开门动作和人进入的瞬时带来的逆向气流量,降低污染。然而,在实际中由于设计或其他方面的原因,为了保证“相对重要”房间的较大静压差,会出现“较不重要”洁净室回风口变为送风口的现象,这在进行净化调试过程中是比较常见的,现分析如下:
1.1 维持房间压差的设计回风量难以确定在净化空调设计中,设计人员比较偏重于洁净室送风量的设计,对于回风量的设计则通常采用估算,即回风量少于送风量就可保证一定的压差。但由于相邻房间的压差受现场条件的影响较大,其中主要是房间门缝隙的大小。因此,现场调试中就出现了即使在保证洁净室房间设计送风量和回风量的情况下,相邻房间的压差也会出现倒灌的现象。基于这种状况,实际调试时,都是先给洁净室按设计送风量进行风量分配,对于回风量则根据现场保证压差的要求进行适当的调整。作者曾经对已经调试好的洁净室进行送风量和回风量的测试发现,在保证送入房间的送风量在10%的范围内时,回风量与设计回风量的偏差有时可达到。当然,这并不是说设计中不必进行回风量的计算,只是说明设计时是按照理想状态进行的,而对于实际洁净室,影响因素有时是无法预测、控制的。
1.2 回风管路设计不尽合理
尽管洁净室的回风量与设计值偏差较大,但如果回风管路设计得好也还是能较好地进行洁净室压差调试以避免问题的发生的;相反,如果回风管路设计不合理,并联支管阻力偏差太大,再加上选用的空调机组的余压明显不足,那么为了保证某一回风管支路上所有房间对于室外的相对正压差,从而关小这一支路上总回风阀时,往往会造成同一支路上其他房间的回风口出现逆向流动,即回风口变为送风口。我们定性地以图1、图2分析和说明这一问题。
图1是房间的平面布置图,同时为了分析起见给出了这些房间的实际压力分布图,图2是对应房间的回风口系统示意图。从图中可以看出,压盖室相对室外的压差为66 Pa,而缓冲间相对于室外的压差为28 Pa,如果该回风支管在整个回风管路上形成的负压较小,不足以克服压盖室和缓冲间形成的正压,则压盖室的回风就会通过回风管压入缓冲间。对于其他的准洁净房间同样如此。特别是有的为了保证与外走廊的正压差,关小该支管的回风调节阀后,往往会出现回风口变为送
图1洁净房屋压力分布试图
风口的现象。当然进一步的理论分析还可以由管路的压差特性,绘制管路四大线(总压线、势压线、位压线和零压线)做详细的探讨,此处不再赘述。
2 洁净室消毒排风
洁净室的消毒排风大体上分为两类:一类是洁净室定期排风,洁净室生产线经过一定时间运行后需要进行全面消毒,消毒后的气体通过消毒排风机排除到室外;另一类是部分特殊洁净室运行期间的不定期排风,当洁净生产车间室内污染物浓度达到一定程度时自动(也可手动)排风,未达到上限值时则排风机停止运行。调试过程中消毒排风常常会出现如下问题:
2.1 排风口变为送风口
单独设置排风对部分房间进行排风。由于设计管路的原因,在房间不同静压差的作用下导致部分排风口倒灌而成为送风口,其原因与回风口变为送风口相同。建议除合理地选用排风机外,对压差相差比较大的洁净室建议分别设置其排风系统,现场不允许的情况下,也尽量保证压差相差比较大的洁净室的排风口不要布置在同一个支管上。值得一提的是,目前有的净化室排风系统排风机采用压力较高的离心式风机具有较好的效果,其他的系统也可借鉴。
2.2 系统定期消毒排风的设置
如图3所示。图中通过电动密闭阀可以合理地利用系统回风管进行系统排风。其中排风管、新风管和回风管上分别设置电动调节阀,系统正常运行而不排风时,新风电动阀1和回风电动阀2开启,排风电动阀3密闭;当系统进行定期排风时,新风电动阀1和排风电动阀3开启,回风电动阀2密闭;当整个系统停止运行时,所有的电动调节阀全部关闭。
图3 洁净室定期消毒排风设置原理示意图
值得一提的是:上述的排风系统尽管解决了定期排风的问题,但现场调试这样的一个系统仍有可能出现另一个问题,即当系统正常运行时,如果电动阀3密闭不严,而空调机组的余压较大时,往往会造成新风通过排风管被吸入空调机组。防止此问题的方法除在设计方面合理布置管路外,最主要的是保证选用质量上乘生产厂家的阀门。
2.3 洁净室不定期消毒排风设置注意事项
房间运行期间的不定期排风系统,大多数设计均未做进一步的考虑,除设置防止倒灌的单向阀外,建议设置电动调节阀,随排风机的开停而自动启闭。这样,一方面可以防止在风机不运行的情况下,仍有大量经过处理的空气在室内压差的作用下通过排风管涌出,造成能源的浪费;另一方面可以降低非运行时间由于大量室外空气通过排风口的涌出产生的噪声。由于排风管较短,且排风管上未设置电动密闭阀,导致排风机不运行时,室内空气在高压差的作用下(相对于室外压差为64 Pa) 通过排风管大量涌出到室外,而且排风口所产生的噪声约为68.5 dB(A),无论从哪个角度上看,这样设置洁净室的排风明显不满足要求。
3 缓冲间的问题
缓冲间的设置一方面是为了防止污染物进入洁净室,另一方面还具有补偿压差的作用。缓冲间最好对洁净室保持负压,对外保持正压。要求比较严格的净化室,常常设置两道或更多道缓冲间,但是目前尚存在如下问题:
3.1 缓冲间不设置送风口而只设置回风口
通过非洁净区进入洁净区的缓冲间只设置回风口,而不设置送风口。这样势必会导致两个方面的不足:首先,尽管保证了缓冲对于室内的负压,但对于室外的正压较难保证;其次,缓冲间属于准洁净区域,对其不进行送风,单单凭借更衣间的门缝渗漏的补偿风量,较难保证准洁净区的洁净度。所以,建议对缓冲间也进行适量的送风。
3.2 洁净走廓通向室外的紧急出口处不设置缓冲间
对于紧急出口处的缓冲间的设置问题,不同的设计人员说法不一,但作者从调试的角度考虑,建议增设缓冲间。图4是某工程的一个实际例子。从压差的角度分析,洁净走廓相对于室外走廊的压差高达50 Pa,在这样高的压差作用下,紧急出口处的门缝啸声非常大,而且当此门万一开启时,会造成整个洁净走廓泄压,洁净室部分房间将出现压力倒灌现象。如设置一缓冲间且对其进行送风则这种状况可完全避免。值得说明的是,设置的缓冲间的门,其开启方向不应朝向压力较大(即洁净走廓)的一方,而应与紧急出口处门的开启方向保持相同
图四
4.1 普通风量调节阀
由于生产厂家的不同,阀门的质量存在着很大的差异,现场中不少调试问题是由于阀门启闭不灵引起的。
4.2 防火调节阀
目前大多数净化空调系统机组出口处均安装防火调节阀,理论上讲一方面起到了防火的作用,另一方面也可调节机组的送或回风量。但实际调试中发现,目前的大多数防火调节阀的调节功能很弱,其原因是采用的档位调节(一般是5档或6档)很难保证所调节的风量满足设计要求。
为了保证两个不同净化系统之间的相对压差值,在新风量调节范围很小的情况下,需要对其中某一个系统的空调机组风量作进一步的调整,而此回风防火调节阀开一档与关一档造成的相对压差值太大,不能很好地满足设计、规范和实际现场要求。当然这种情况还与阀门的调节流量特性有很大的关系,但由于档位的限制,使得阀门本身的调节流量特性变得更差。
同时,调试中发现防火调节阀启闭不灵的现象也普遍存在,有的防火阀只能全开或全关,处于其他档位时则无法紧固,完全失去了其调节功能。因此笔者认为,在现场允许的情况下,最好将防火阀和调节阀分开设置,调节阀建议采用可连续调节的调节阀,不推荐采用档位较少的非连续调节阀。
5 空调机组
调试发现,有的空调机组一味地追求结构上的紧凑,盲目地缩短风机出风段与过滤段之间的距离而不采取其他补救措施(如在风机出口处加装均流板),从而造成被处理空气来不及扩散,使风机出口处的中效过滤器整个断面的空气滤速极不均匀,不仅影响过滤器的过滤效果,而且大大缩短了过滤器的使用寿命。
同时机组整体密封性能较差是目前极为普遍的现象。有的空调机组动力电缆(如电机电源线、风机电源线)穿越机箱时,与机箱板连接处密封不严,甚至不做任何处理。同时调试现场发现空调箱检修门四周漏风也较为严重,机组检修门啸叫声的现象时有发生。因此建议生产厂家严把质量关,检修门不仅要满足运行时的要求,而且也要保证国标GB/T 1494―93检验机组漏风率测定方法规定所要求的正压700 Pa时的严密性。
组合式空调机组由过滤器、表冷器、加热器、加湿器和风机组合而成,也可分为新风段、混合段、送风段,其结构简单,出现故障的可能性较大。安装中存在的问题有冷凝水排放问题和未清洗运行时异物进入表冷器的问题。如果在安装施工、调试、运行等各个阶段中对组合式空调机组的安全运行加以重视,其故障的发生和表冷器冻裂事故基本可以避免。
空调运行中常见故障:
(1)组合式空调机组冷凝水排放问题:某建筑设有空调机房,并有专用的冷凝水立管排放组合式空调机组产生的冷凝水,该类组合式空调机组采用单台风机,施工安装人员直接用镀锌钢管把组合式空调冷凝水排水口和集中排放的冷凝水管连接起来了。投入运行时,在春秋季低负荷运行时,空调房间有点异味,因为冷凝水少,组合式空调机组的风机在表冷器的后段,冷凝水管中的空气被抽送到空调房间,产生异味;在大负荷而且湿度大的情况下,冷凝水因为气压的原因排放不畅,导致溢水,并给组合式空调机组箱体带来腐蚀作用,给周围环境造成污染,存在安全隐患。
关键词: 压差控制 定风量 变风量 控制 稳定性 响应时间
1 概述 压差控制在净化空调系统中是一个非常重要的环节。只有通过对净化区域的压差进行控制,保证合理的气流组织,才能达到净化和工艺的要求。例如洁净厂房必须保持一定的正压使外界未经净化的空气不会进人净化区域,保证洁净级别;并且通过对各净化区域的不同的压差控制,达到净化分区的作用,在GMP中就要求不同净化级别区域的压差应得到控制不小于+5Pa。在生物安全洁净室中,压差控制更是保证安全防护屏障的关键指标,在《生物安全实验室建筑技术规范》中指出必须使实验室的负压梯度得到稳定可靠的控制。因此对于净化空调系统来说,压差控制是非常重要的。
压差控制在实现中是比较困难,特别是在生物安全实验室中,要得到并保持精确、稳定的压差对于控制工程师而言绝对是一件具有挑战性的任务。因此在设计压差控制系统时,必须要根据实际情况从以下几个方面进行分析和确定:
①风险分析评估;
②定风量系统和变风量系统选择;
③压差控制和余风量控制方法;
④控制信号与噪声的影响;
⑤制稳定性及响应速度;
⑥建筑结构对压差控制的影响;风管泄漏对压力控制的影响。
首先,必须对压差控制的风险进行分析,例如对于高等级的生物安全实验室而言,因为它有生物污染的高风险,各种相关的标准都对其有保持稳定负压梯度防止污染泄漏的严格要求,因此控制系统就必须能够稳定可靠的实现这样的控制目标。
2 压差控制方法 对于压差控制系统来说,其所达到的结果实质上是对渗人或渗出空气的控制,就其控制策略而言可分为被动式和主动式控制。
定风量(CAV)是一种被动式的控制方法,它使用手动风量调节阀,通过简单的送风和排风平衡,送风比排风少(或多)一定的量(余风量),来达到所期望的压差。在选择定风量这样的控制策略时必须认真的考虑,因为定风量系统有突出的局限性。主要有以下几点:
(1) 所有时间,设备必须保持恒定的送风量和排风量。
(2) 不能有任何排风设备(如生物安全柜等)增加或减少,灵活性差。未来的扩展会由于系统容量限制而受限。
(3) 必须按全负荷设计,要有较大的余量来弥补由于过滤器等造成的送风和排风系统性能的下降,连续的全负荷运行使能耗极大,因此运行成本非常高。
(4) 由于风机系统、过滤器系统等性能下降或风阀位置改变等情况下,系统经常要重新进行风平衡调试,需要大量的维护。
(5) 由于在所有时间都是大风量运行,噪音会过高。因此如果不能接受以上的局限性时,就不应选取这样的控制策略。目前,通过在送风管和排风管上采用压力无关型的定风量控制装置(如文丘里阀)的定风量系统,在一定程度上可以主动的、动态的调节流量,消除系统静压波动造成的对流量的影响,从而保证流量的恒定和控制的稳定。
变风量系统(VAV)是一种主动式的压力控制策略,它通过电动风量调节阀连续不断的对送风量或排风量进行调节,以保持希望的压力。主动式的VAV压力控制方法可以分为两种:纯压差控制(OP)和余风量(又称为流量追踪)控制(AV).
2.1 纯压差控制方法
纯压差控制方法相对而言简单明了,其基本原理如图1。其控制原理为:压差传感器测量室内与参照区域的压差(OP),与设定点(即期望的压差)比较后,控制器根据偏差按PID调节算法对送风量(或排风量)进行控制,从而达到要求的压差。可以看出,送风量(或排风量)是压差(Δp)、设定点以及PID常数(α,β)的函数。
另外一种相似的压差控制方法则是根据伯努利原理,利用一个装在小管内的风速探头,将小管置于洁净室与参照区之间的开孔中,由于洁净室内与参照区的压力差将使空气从此小管中流过,管中的风速探头就可传感洁净室内与参照区之间的空气流速,从而根据伯努利原理利用风速计算出洁净室与参照区的压差,根据此压差信号,按照上述的方法,控制器对洁净室的送风或排风量进行控制,达到所期望的压差值,这样的方法称为“伪压差”控制方法。
2.2 余风量(气流追踪)控制方法
洁净室的送风量与排风量之间保持一定的风量差(称为余风量),必然会导致洁净室产生一定的压差。余风量(气流追踪)控制即控制系统实时测量风量(送风和排风量)变化,通过调节送风量或排风量,动态的达到相应的风量平衡,使送风量和排风量之间保持恒定的风量差,从而维持恒定的压差。其基本原理见图2,控制系统利用气流测量装置实时测量送风量和排风量,排风量可以在排风主管上测量,或如图中在各个单独的排风上进行测量并求和,控制器据此调节送风量,使其追踪排风量的变化,保持一定的余风量,从而达到所希望的压差值。可以看出余风量控制是一个开环控制系统。
在这里,余风量就是达到所希望压差时渗人或渗出洁净室的空气流量(单位为CFM )。负的余风量即总排风量大于总送风量,它将导致负压的产生,而正的余风量则是总送风量大于总排风量,它将导致正压产生。
在图2中的风量等式中,余风量是定值。但在实际情况下,它是变化的,例如当流量传感器发生偏移时,实际的余风量也将发生变化。因此,应该考虑选择足够大的余风量来弥补由于围护结构气密程度、风管泄漏以及流量测量装置精度误差等造成的影响。
上述的两种压差控制方法,在实际运用中都必须按照预定的频率进行验证。例如对余风量控制,每半年就应该进行对设定的余风量进行校正。
转贴于 2.3 混合控制系统
由于生物安全等级3或4级的生物安全实验室的研究和实验对象非常危险,实验室的压差控制以及气流方向控制更加重要,必须确保压差和气流方向得到稳定可靠的控制。对于这样压差控制非常关键的地方,采用纯压差控制和余风量控制两种方法混合的控制系统是很好的选择,它可以确保对实验室压差稳定可靠的控制。
通常的做法是采用余风量控制作为基本控制方法,同时加人压差传感器和控制器对余风量控制系统的余风量进行设定。当房间特性发生变化时,如风管的泄漏以及围护结构的气密性等发生变化,余风量也会发生变化(通常是变大),此时压差控制系统可以动态的计算出一个合适的余风量,以保持稳定的压差控制。
同时,一旦余风量增加到一个预定值时,系统将发出报警,此时可能需要对流量测量装置进行校正,或者对风管和围护结构的泄漏进行处理,使系统状态回到正常范围内。因此这样的系统可以通过对余风量的监视实现对整个实验室的控制系统、风管系统、围护结构完整性的监视。
3 稳定性与响应速度 一般建筑技术构成的房间,它能够达到的控制压差约为2. 5Pa,对于测量来说这是一个非常小的压差(信号),同样对于测量传感器的校正来说也是非常困难的。由于门的开关、生物安全柜调节门的移动、人员的运动等很多因素造成的扰动(噪声)约可达到25Pa。因此对于纯压差控制而言,其测量信号与噪声之比为1:10。这样的情形就如同测量一个湖泊的液位,要求精度在1厘米,而湖泊的波浪却有10厘米高,如果希望得到精确的测量值,就需要很长的时间来平均波峰和波谷。在这样的情况下,如果希望快速的响应就不可能保证精度,精度与速度(或响应时间)是矛盾的。
对于纯压差控制系统,响应时间一般要求在数分钟以内。因此,很多这样的控制系统都是牺牲稳定性来达到响应时间的要求,它在达到稳定控制之前需要在设定点附近波动相当长的时间。不幸的是,系统达到稳定控制的时间往往比扰动发生的频率长,因此系统可能整天都在波动,直到人员下班、工作结束,不再有扰动发生,系统才能够达到稳定状态。
对于“伪压差”控制系统,其测量对象是空气流速,它相对于纯压差控制更稳定、更快速一些,因为流速信号和噪音信号是与动压的开平方成比例关系,它大约能够把信号与噪声比提高到1:3。可以看出,测量对象的简单改变就可以大大改善系统的J性能。然而,即便如此,噪音依然达到了信号的3倍,当扰动发生后,控制系统仍需要超过60秒以上的时间达到稳定输出。需要注意的是,由于测量气流速度需要在房间与参照区域开孔,因此这样的控制系统对于很多场合的应用是不允许的,例如对洁净度有较高要求的场合,或高等级的生物安全实验室也不应使用。
对于压差和“伪压差”系统来说,在某些条件下会造成严重的压力问题,如在进行负压控制时,当洁净室门打开时,所有的测量信号如压差和流速都会消失。虽然一些控制器有按照预定时间锁定输出的功能来弥补这样的问题。然而,当门长时间打开时,压力控制系统就会关闭送风,以便使房间回到负压的设定点。此时,空气将会从过道(或相邻区域)被吸人打开的房间,过道(或相邻区域)的压力必然下降。而如果其他洁净室也是使用过道(或相邻区域)作为压差参照点,那么其他洁净室的压差控制器也将关闭送风,由此发生连锁反应,更多的空气被从过道(或相邻区域)吸入洁净室排走,测量压差值一直不能达到设定,而实际压力却在不断下降。同样对于正压控制也会产生类似的问题。可以想像,这将会造成整个洁净室严重的压力问题。当然,对于那些不要求严格房间压差控制,或风险评估对稳定时间以及稳定性没有较高要求的设施,并在HVAC系统设计中采取了措施(如采用双门互锁的缓冲间进行隔离)能够避免如上述问题发生的情况下,采用纯压差控制也是可行的。
相对而言,余风量(或流量追踪)控制系统的信号测量是采用流量测量装置对送风量和排风量进行测量。而送风量和排风量通常都是比较大的测量值,在这样的情况下,例如信号测量为1000CFM,而噪声(各种扰动)约能达到1000FM,信号噪声比可以高达10 : 1。因此,在这样的情况下,系统可以达到很高的精度、很高的稳定性以及非常迅速的响应。因此在对压差控制有较高要求的运用中,通常都推荐或要求使用这样的控制方法。
对于余风量控制系统来说,流量测量装置是影响系统性能的关键装置。一般常用的流量测量装置为热线风速传感器阵列和毕托管阵列。这样的流量测量装置有很高的精度.然而一旦有颗粒附着或堵塞在传感器上,或传感器受到腐蚀的影响时,其测量就会发生很大的偏差。对于毕托管阵列,还必须注意其在低风速时有很大的测量误差,所以应考虑其应用范围。流量测量装置的安装位置同样也需要严格按照其技术规格的说明进行选择,否则同样会造成测量的误差。
另外,在目前有一类流量控制装置出现在很多运用中。它是一种线性的、压力无关的风量调节阀,能够根据阀门位置提供相应流量反馈信号(例如文丘里阀),其标定和校正在出厂时已经由专业供货商完成。相对于单纯的流量测量装置,这种装置功能更加的集成,它在进行流量控制的同时能够进行流量测量。在实际使用时,这种压力无关装置的流量反馈精度,一般采用备份的流量测量装置进行验证。当前这样的压力无关型风量调节阀,已经在很多要求较高压差控制中取得了成功的应用。
4 影响压差控制的其他因素 建筑技术对压差控制的性能和效果有很大的影响,不密闭的围护结构很难建立起稳定的压力梯度。它需要有很大的余风量才能弥补很多的泄漏,当使用很大的余风量时,将向相邻空间中抽取(或排出)大量的二次空气,因此可能会造成温度、湿度控制的问题。因此必须使洁净室有一个密闭的围护结构,才能保证相应的压差和合理的气流方向。
风管的泄漏也会对余风量控制的精度和性能造成影响。如果在流量测量装置和洁净室围护结构之间,有空气泄漏出风管或进人风管,将会造成流量测量的误差从而引起压力控制显著的偏差。如果是在定压系统中,这个误差相对恒定;但如果系统的静压是波动的,这个误差也将会波动,因此控制系统非常难以采取技术措施消除这样的误差,从而造成控制性能的恶化。因此,必须要求对送风和排风管道进行泄漏检测,允许的最大泄漏率最大不应超过0.5%(具体见空调专业设计要求)。
参考文献: [1] Dale T. Hitchings, Space pressurization control sysems, ASHRAE journal, 1994
关键词:洁净手术室净化空调节能
随着医疗技术水平的提高,洁净手术室的需求量迅速增加,对洁净手术室的净化空调系统的节能也提出了更高的要求,针对净化空调系统的节能技术研究也备受关注[1-4]。《医院洁净手术部建筑技术规范》(GB50333-2002)中明确规定了我国洁净手术部用房的洁净度、温湿度、送风量和新风量等主要技术指标,对医院手术部净化空调系统的设计提出了严格的规定[5]。同时,《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)又对我国公共建筑提出了节能的要求[6]。因此,设计既满足《医院洁净手术部建筑技术规范》要求,又节约能源的净化空调系统对发展医院现代化手术区域具有非常重要的意义。本文对洁净手术部净化空调系统的设计、施工及运行管理环节进行分析,探讨切实可行的节能措施。
1 优化设计方案
完善的设计方案是实现净化空调系统节能的关键环节。在系统设计阶段,就应该充分考虑节能的技术指标,以保证洁净手术室的净化空调系统最终能达到节能的要求[7]。
1.1优选设计参数
选用适宜的设计参数,对能耗的影响将会很大。由于在空调负荷中(围护结构冷热负荷、人员冷负荷及湿负荷、设备和照明冷负荷、空气渗透冷热负荷和新风冷热负荷),在最小新风量满足《医院洁净手术部建筑技术规范》中的规定以及不小于补偿排风和保持室内正压所需新风量的约束条件下,可以按照能耗最低的目标设计新风量。
1.2合理确定净化等级
由于Ⅰ级(百级)、Ⅱ(千级)、Ⅲ(万级)、Ⅳ(三十万级)各级手术室对换气量的要求有很大的不同。因此,合理地确定手术室的净化等级,避免换气次数过大,而不是一味地追求高级别净化手术室,对节能有很大的意义。
1.3合理划分净化空调系统
根据《医院洁净手术部建筑技术规范》的有关规定:洁净手术室应与其辅房分开设置净化空调系统;Ⅰ、Ⅱ级洁净手术室应每间采用独立净化空调系统,Ⅲ、Ⅳ级洁净手术室可2~3间合用一个系统;新风可采用集中系统;各手术室应设置独立排风系统。
根据医院手术部不同区域的冷热负荷的特点,可以划分成多个净化空调系统,避免同时供热和供冷的现象,从空气处理过程的角度出发避免冷热抵消的现象,从而达到节能的效果。
1.4合理利用二次回风
因为医院洁净空调系统对室内的温湿度均有很高的要求,在制冷工况下,为了使温湿度能够同时满足设计要求,需要设定除湿优先的控制模式。而二次回风系统利用二次回风与冷却除湿后的一次回风混合,使混合温度接近送风状态点温度,可大大减小二次再热量,甚至二次再热为0,从而大大节约二次再热的能耗;此外,由于一次回风量减少,也大大节约了主空气处理机组的制冷量。理论上,通过I级手术室一次回风和二次回风总冷量和再热量的对比,在夏季大约可节约40%左右的运行能耗。
1.5选用智能化控制及节能设备[8]
智能化控制是系统节能运行的重要保证条件,在系统设计阶段应针对节能的要求选择智能化的控制方案及相关的节能设备。值班状态风机转为低频运转,只提供满足正压的风量。采用变频风机来调整系统风量,可以大量节省空调机组的电耗量。
2施工质量的控制
将优化的设计方案实现的关键是在施工中认真贯彻设计意图,保证施工质量以避免因施工缺陷造成的附加能耗。以下两点在施工中尤其要引起重视。
2.1入口管道的安装
入口管道安装的不合理会导致进口阻力很大,降低主机的运行效率。为了保证气流均匀地进入叶轮,风机入口管以平直管段为佳。对于无法回避的变径入口管,应尽量采用角度较小的渐扩管,避免采用阻力损失较大的突扩管和突缩管。
2.2减少漏风率
漏风会使得通风能耗大大浪费,主要体现在以下两方面:管道漏风将导致一部分风量没有送入(排出)房间,导致能量浪费;管道漏风将导致风机与管网匹配的工作点发生偏差,导致风机低效运行。施工过程中要注意采取的主要节能措施包括两方面:一是做好系统密封性的质量控制,二是保温和装饰部分要达到密封要求。
3 运行节能措施
有了节能的设计方案和施工质量的保证,运行节能是实现空调系统节能的最终环节。以下是作者根据运行经验建议采用的节能措施。
3.1 根据手术室的热动态特性设定预冷(预热时间)
按照手术室的恒温要求,考虑到手术室和空调系统的热惯性,应在在手术前提前启动空调系统预冷(预热),待到手术开始时稳定在设定温度。热惯性小的房间温度响应很快,所需开机预冷(预热)的时间较短。因此,测定了手术室的热动态特性,就可以掌握预冷(预热)所需要的时间,从而将空调机组的无效运行时间减少到最低限度。
3.2 根据压差动态制订过滤器维护计划
过滤器的阻力对空调机组的能耗影响很大,及时进行过滤器清洗或更换,既能减少风阻、降低能耗又可以可延长其使用寿命。按照传统的运行管理模式,为保持洁净效果,要定期清洗或更换过滤器。例如,每两周至一个月取下过滤网清洁一次。当压差在设计允许范围之内时,可不必对过滤器进行维护,当压差达到临界点附近时,再对过滤器采取必要的维护措施。
3.3根据室外环境条件设定运行模式
在过渡季节或者室外温湿度适宜的时候,适当加大净化空调系统的新风量,利用新风替代冷源可以缩短制冷机的运行时间,从而达到节能的效果。虽然过渡季加大新风量将增加新风机组的风机电耗及初、中效过滤器的负荷,但总体来讲仍然节约能耗和运行费用,是目前净化空调系统常用的节能措施。根据室外环境条件设定运行模式,不仅需要室内温、湿度,还需要室外温、湿度和可调节风门才能实现。
3.4 采用智能化控制器控制空调系统运行[9]
为了实现上述手术室净化空调系统的节能运行措施,依靠人工操作是不现实的。因此,采用智能化的空调系统控制技术是必然的选择。采用智能化的控制器,不仅可以在过滤器实时压差数据达到临界点时报警,还可以根据压差的变化趋势预报维护过滤器的时间,甚至可以根据压差的数据调整变频风机的转速;采用智能化的控制器,可以根据室外环境条件,自动调整系统的运行模式,例如在过渡季节控制风门执行器加大新风比例,充分利用新风的能量。此外,利用智能化控制器的通信接口,可以实现多机组的远程集中控制,这对于提高大型医院净化空调系统的管理水平有非常重要的意义。
4结语
目前,很多空调节能技术都趋于成熟,并且新技术、新产品也在不断发展之中。在洁净手术部净化空调系统的设计过程中,完全有条件结合工程的实际情况,通过详细的计算和经济性比较,提出节能的设计方案,选用高效节能的通风空调设备;加之在运行中通过智能化的控制器来实现系统的节能运行策略,使大幅度降低净化空调系统的能耗成为可能。
参考文献
[1] 刘树清,闭业宾. 一种节能型医院净化手术室空调系统[J].制冷与空调,2010,24(1):.52-55
[2] 黎洪,蒋小强. 医院洁净空调系统的节能设计[J].建筑节能,2008,36(5):36-38
[3] 李涛,涂光备,孙琳,等.洁净手术室空调系统的节能[J].煤气与热力,2004,24(10):38-42
[4] 伍小亭,王砚,周建涛.手术室洁净空调系统设计探讨[J].暖通空调,2002,32(6):66-68
[5] GB50333-2002,《医院洁净手术部建筑技术规范》[S]
[6] GB50189-2005,《公共建筑节能设计标准》[S]
[7] 谢景欣.医院手术室净化空气调节系统设计分析. 环境与健康,2010,27(9):814-818
关键词:净化空调系统;空调调试;洁净度
中图分类号:TB 文献标识码:A
doi:10.19311/ki.1672-3198.2016.11.135
1洁净度存在不达标问题及其改进建议
在净化空调系统安装施工调试过程中,往往会遇到洁净度不达标的问题,如有些施工调试单位为了进度,而匆忙施工,不管条件是不是具备了,甚至有些没有对风管进行清洗就进行施工,使得风管污染严重。还有,在高效过滤器的施工安装过程中,必须做好室内清洁工作,而有些施工安装队在调试中却忽视了这一点,在室内很脏的情况下进行过滤器的安装,这一定程度上会降低过滤器的效率及使用年限。再者,在施工调试过程中,许多施工人员并没有对管内认真的进行过清理,使得管内出现尘杂物如砂土等,他们对未装完的空管头也没有进行堵管处理,在焊接过程中也没有对管内所遗存的焊渣进行清除处理,从而使得所有这些污物沉积于风机盘管中的过滤器滤网上,或者沉积在净化空调系统的支干管末端,最终使得清洁度不达标,使放出的空调水为带有麻丝、焊渣、铁锈等的污水。
针对洁净度达标的问题,各施工队的调试工作必须在施工基本完工、外门窗装好、吊架预留好之后进行清扫、清洁工作才能进行。在风管成型之前,施工人员必须对板材做好清洁清洗处理,将板面上所出现的油污清除掉,在风管成型被擦拭清净之后还需通过吸尘器进行去尘处理,之后再利用塑料薄膜将风管的开口包封好。在过滤器的安装过程中,必须根据施工规范中的要求,先对室内进行清洁工作,待系统进行十二小时的空吹之后,再进行安装。最后,对于管内的清洁工作,在安装调试之前,工作人员必须对空管头加设管帽,做好管堵工作,防止各类杂物进入管内,在管道安装调试之后必须进行清水冲洗处理。同时在净化空调系统的总管上安装一个排污阀和过滤器,定期对管道进行清洗和排污处理。
2风量不够问题及其改进建议
在净化空调系统安装调试过程中,可能会发现空调机总风量以及风口风量不足的问题,而出现这些的问题主要在于以下几个因素:第一,管理方面的问题使得夹层中的风管如三通、四通、柔性连接处出现损坏、破损等情况,从而导致漏风现象。第二,在材料设计过程中,工程师并没有根据实际情况进行核算,将空调机组参数进行据实核算,从而使得实际漏风量跟系统设计中的漏风量和系统阻力存在出入,从而导致空调机组安装调试中出现风向不足的情况。第三,风阀并没有进行有效的开关,在风口风量出现不正常情况时,风阀开关是调节风量的最有效手段。而在调试过程中,有些施工人员并没有对排风口的风阀进行正常的开和关。
针对风量不足的问题,必须对净化空调系统调试流程进行有效改进。首先,必须实时对漏风量进行测定。其测量公式如下:Q0=Q(P0/P)0.65。其中P0是规定试验的压力,一般为500Pa;Q0是规定试验压力下的漏风量,单位一般为m3/(h・m2);P是风管工作的压力,单位为Pa;Q是工作压力下的漏风量,单位为m3/(h・m2)。根据这个公式对漏风量进行定期不定期的测量,从而判断风口风量及总风量情况。其次,通过以上的核算以及对空调机组各参数的实时核算,根据这些参数对空调机中各部件进行定期检查和矫正。再次,设计风阀,对风量进行实时调节,采取电动双位阀,使其跟空调箱进行连锁,使得其在停机非工作状态能有效确保回风管路和洁净室免遭新风的污染,而且在冬季寒冷天气能有效保护空调箱的换热器,确保它遭受寒冷天气是冻坏。最后,对机房内的系统阻力进行有效的控制,尽量确保空调机的大小跟机房本身的大小相符合,尽量让空调机身设计成卧式,以降低空调机组的系统阻力。
3调试目的及流程不当问题及其改进建议
净化空调系统的调试主要目的是为了解释和检查、验证空调系统的合理性及安装结果,通过调试对此施工安装项目的通风和空调的综合性能进行评价。而在许多调试过程中,工作人员往往不按照规定的流程进行操作,使得操作不当的问题,这一定程度上影响到净化空调系统的调试结果。正确的调试流程应该为:第一,在通风设备以及各种管道进行施工安装之后,必须对洁净室进行空调机空吹处理,并做好卫生清理工作;第二,在检查验收合格之后对空调机组以及洁净室进行洁净管制,严格检查和管理空调机组以及洁净室的清洁情况;第三,高效滤芯的安装,并对其进行检漏处理。第四,对管道风口进行风量测试和平衡测试。一方面对风口风量进行定时不定时的测试,一旦出现风量不足的情况,即时采取调整措施;另一方面对空调机总风量进行定期不定期的测试,出现风量不足情况即时采取措施进行调整。第四,房间压差调整及洁净度再次测试,确保压差平衡和空调运转环境清洁。第五,房间温度、湿度测试及调整。对房间的温度、湿度进行调试中的测试,出现不适情况,及时进行调整。
参考文献
关键词: 手术室 净化 空调 洁净度 运行管理
近来来,各地县级以上新建医院手术部基本都采用了空气净化技术,空气净化配合功能流程使得洁净手术室整体空间环境更科学、更安全、更洁净,能够有效地减少空气中微生物含量,防止医院感染,为手术的成功提供了重要的保障。然而,由于很多临床医务人员还不能够很好地掌握其使用方法,忽略了系统的运行与维护,致使设备的性能没有达到预期的理想效果。为此,建立科学、严谨的管理与维护机制,使设备的性能得以充分的发挥,就显的尤为重要。笔者就多年来对洁净手术室净化空调设备的管理和维护的经验,现对其性能、运行监测、维护及注意事项等方面进行论述,供同行参考。
1 净化空调简介
净化空调系统,它是由空调系统和净化系统两部分组成。
1.1 空调系统
就是完成对空气进行自动调节的功能,对室内的温度、湿度、风速、风压、风量加以控制,其目的就是为了达到洁净室内温度和湿度的要求从而达到人体的舒适感。
1.2净化系统
它是对空气中的非生物粒子和生物粒子加以控制,消除尘埃粒子,控制手术室内的菌浓度,使手术间达到一定的生物洁净标准。使用的方法就是将空气在进入手术室之前对其进行消毒,并使用初效、中效、高效过滤器对空气进行三级过滤处理,过滤掉空气中的灰尘、浮游微粒、细菌及有害气体,使新鲜而洁净的空气流入手术室,稀释室内的菌浓度。除此之外,净化系统还对进入手术室内的气流加以控制。我们知道,对于处于手术室手术区的患者伤口来说,手术感染源是来自多方面的,为了最大限度地消除或避免由各种途经带入的病源微生物而引起感染,净化系统利用流体力学原理,将手术室内各区域的气流分布物的扩散,将在空气中浮动的微粒和尘埃、污物等通过专设排风口排出手术室。空气中没有了浮动的尘埃等污物,就基本上杜绝了手术室内细菌传播的媒介。所以说净化的最终目的就是要控制室内的菌浓度,让手术室更加洁净,这不但能够降低患者手术伤口被感染的几率,而且也同时能够确保医务人员的自身健康。
2 系统主要参数
净化空调系统的运行测试,就是用科学的方法对系统参数进行检测,从而对其运行状况进行诊断,判断出设备是否完全发挥其应有的效能,为使用者提供科学的依据,并对系统做出综合性能全面评定。对现已运行的系统,需要测试和监控的内容很多,主要分以下几个参数。
2.1风速
工作区截面的平均风速气流组织均匀,不产生涡流,利用合理的气流方向来控制污染。
2.2新鲜空气量
补偿室内排风和保持室内正压值所需的空气量。
2.3静压差
维持洁净室(区)的空气处于一定的正压值,不同等级洁净室(区)之间的压力差。
2.4换气次数
在自净时间内保证洁净度。我国标准是万级25次/h 、10万级l5次/h。
2.5温、湿度
室内温度为22℃~25℃,相对湿度为40%~60%。
2.6噪声
手术室噪声动态监测时不大于52db。
2.7洁净度
使用光散射式粒子计数器,检测空气中所含尘埃粒子数。
3 系统的维护与保养
3.1空气处理系统
对净化空调空气处理系统进行良好的维护和保养,是系统安全稳定运行的有力保证。很多医院在这方面都存在不少问题,主要体现在运行管理和维护保养制度不完善,缺乏对系统各项指标的检测手段,使系统在不达标状态下运行,存在很在安全隐患。
【关键字】净化;空调系统;洁净工程 ;质量控制
手术室和ICU是进行手术及重症护理的主要场所,这就要求这两个地方要时刻保持洁净。随着净化空调系统的发展,手术部和ICU的洁净工程在医院的应用也越来越广泛,因此净化空调系统的施工也受到越来越多的重视。净化空调系统就是对手术部和ICU内空气的湿度、温度、风速、气压以及空气中含有的灰尘颗粒、细菌的浓度等进行控制,以此来净化空气的系统[1]。对于手术室和ICU的洁净工程最主要的作用是控制室内的细菌,以防在进行手术或术后恢复的过程中,出现伤口感染或术后感染的情况,如果出现感染,就会降低手术的成功率。因此,在手术部和ICU内要重视净化空调系统的施工,通过净化空调系统来减少污染物对手术部和ICU的污染,从而减少伤口感染的几率,以此来提高手术的成功率。
一、对于净化空调系统施工的研究
伴随着科技的发展,我国的洁净技术也在发展,现在洁净技术主要应用在医疗卫生、食品、化妆品、制药生物工程等行业。近年以来,我国的净化技术应用的领域也越来越广泛,而在医疗卫生的使用中更为主要。洁净手术部和ICU的净化空调系统一方面就是把洁净的空气供到洁净区域内,让室内污染的空气浓度变小,减少伤口感染的情况[2];另一方面,把洁净区域内的原有空气置换排出,从而减少净化手术室和ICU内的空气污染。通过对手术室和ICU内进行净化空调系统施工,能很大程度上提高医院手术部和ICU内的洁净程度,减少伤口感染,提高手术成功率。
二、影响净化空调系统施工质量的因素
对净化空气技术来讲,净化空调系统施工是一个非常具有实用性的技术。但在实施净化空调系统施工时,还会存在一些因素,影响净化空调系统施工的质量,这些因素主要表现在以下几方面:
(一)净化空调系统施工医院的特殊性
净化空调系统施工技术对于空气的洁净度、湿度以及温度都有很高的要求,对于空气的洁净度要求更高,然而空气洁净度容易受到各方面的影响。在我国,净化空调系统已经广泛使用在医院中,但是由于医院环境的特殊性,对于医院手术部和ICU要求高质量的净化空调系统施工。要求越高,净化空调系统技术就越难充分按设计意图实现,从而影响净化空调系统施工的质量。
(二)安装净化空调系统技术的欠缺
对于医院这种有着较高要求的净化空调系统施工,尤其是在部分改造项目,在安装的过程中,可能会由于一些现场条件限制或安装技术问题,使之在进行施工时,难以按照规范来进行施工,这样就会导致施工时出现问题,如:室内的送风量不够、不同净化级别区域之间的压力梯度无法建立等情况,这样净化空调系统就会失去应有的洁净能力。
三、提高洁净手术室和ICU净化空调系统施工质量的措施
(一)严格控制净化空调系统施工的材料和设备的质量
在洁净手术室和ICU净化空调系统施工前,必须要先验收材料,合格之后才可以使用,并且要准备所有材料明细表[4]。施工单位在施工中所使用的设备,在开始使用之前须先报备给监理公司,然后查看相关设备的所有资料是否齐全,资料齐全之后,方可使用这些材料和设备,这些均由监理公司查看验收。
超卫型组合空调箱等相关设备是净化空调系统的关键组成,因此必须保证相关设备的质量满足设计要求,在相关设备进场时,施工方、监理方、业主单位人员三方到场,共同参加开箱检查,尤其是监理人员,须仔细查看设备的所有零部件是否齐全,并复核相关的技术参数是否与设计图纸相符,在场的所有参加人员须签字确认。这样在系统使用过程中出现问题时,可以方便的查阅设备的相关资料。
(二)在安装和管理净化空调系统施工方面须严格把握质量关
在净化空调系统施工现场,现场的场地必须干净整洁,所有人员必须在使用前接受相关培训,所有人员的工作服需干净整洁,所有的设备工具每天都要打扫,并且加强现场巡查,保证净化空调系统施工安全[5]。所有现场净化空调系统施工人员须培训相关的洁净规章制度,所有人员须穿戴专用的衣服和鞋,保证穿戴整洁干净,并且在施工的过程中,我们必须严格控制好净化空调系统施工时所产生的大量灰尘,并在净化空调系统施工现场禁止吸烟和吃东西,避免重复打扫卫生。所有的净化空调系统施工人员须佩戴专门的标记,由专人管理。
施工人员在进入设备内部时,需要穿干净的衣服和手套,这样才不会损坏或污染设备,在施工完成时还须清理、清洁设备里面的污垢和尘土等,增加设备的使用寿命。
净化风管在制作完成、暂不安装时,必须将内表面清理、擦干净后两端用塑料薄膜封口,存放在成品区;在安装时,必须重新检查内表面是否干净,安装完毕再在开口端用塑料薄膜封口;所有的风系统部件(如高强度铝合金手动风量调节阀、镀锌防火阀、消声器等)在安装前,亦需检查内表面是否干净,在内表面干净的情况下方可安装。
同时,净化风管还必须按照相关施工验收规范的要求,进行漏光检测,对不达标的风管采取整改措施或重新制作安装。
净化空调系统班组长必须对上述所有过程进行全程的监督、检查,对不符合要求的内容进行记录,并整改。
结束语
综上所述,本文对如何实现净化空调系统施工的质量控制情况,进行了阐述,让我们认识到洁净医院手术部和ICU净化空调系统是施工质量控制的关键,施工的重点在于洁净医院手术部和ICU净化空调施工过程的控制,只有将过程控制好了,才能提高净化空调系统的施工质量,也就是说医院手术室和ICU净化空调系统施工要达到标准。从净化空调系统的安装到应用,都需要相关单位的严格把关,在安装之后,需有资质的检测部门进行检测,按照相关标准进行检测验收。对于洁净医院手术部和ICU净化空调系统安装及施工中出现的问题,应该及时的解决,只有这样,才能把合格的净化空调系统工程交付医院使用。笔者希望更多的专业人士能投入到该课题研究中,针对文中存在的不足,提出指正建议。
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[7]《洁净厂房设计规范》 GB 50073-2013
关键词:净化空调系统;运用;电气自动化;技术
中图分类号:TB657文献标识码: A
引言
工业电气自动化在一般的应用程序中他的技术都是很成熟的,伴随着我国一个全新的电器的步入使得空调系统中的应用技术稳步提升,但在制药业中所使用到的净化空气系统自控方案的选择上可谓是多彩多样化的。如烟草企业在净化空调系统中运用工业电气自动化,解决其车间净化不力的技术难题,节约生产成本,提高了产品的质量。净化空调系统中对工业电气自动化的高效利用,改善了空气处理方式,有助于我国电气化发展水平的提升。
一、工业电气自动化的发展现状
工业电气自动化技术的提高离不开平台开放式发展OPC 技术和 Windows 平台技术的开发利用。多数工业控制标准平台、语言和规范都是基于 Windows 系列和 InternetExplorer 等微软系统而开发设计的。基于 PC 系统人机界面的控制系统具有良好的灵活性、易操作性和易集成性,PC 的控制系统占领了工业自动化领域的主导地位。电气自动化的发展趋于采用统一的系统开发平台,开发平立于最终的运行平台,有利于工业电气自动化项目在整个建设周期中进行设计、实施、测试、开机等的统筹与协调,有利于节约建设成本。工业电气自动化系统趋于采用通用的网络结构,此趋势可协助企业保障现场控制设备及计算机监督系统之间的数据沟通流畅,帮助企业管理层对现场设备的进行实时监控,促进企业办公自动化环境的提升。
二、电气自动化的发展趋势
在经济发展迅猛的如今,科技也是在日异的变化着,我们要认识到他的技术特点。在电气自动化的发展趋势中,所选的专业既是新兴的科学,同时也是被广泛应用的,在此同时他的就业和创业前景也都是相当可观的。首先,电气自动化技术可以与我国新锐的科学技术成果相结合,并且投入到电气自动化技术的创新中去。研发更多的电气自动化产品应用于我国的国计民生中,促进我国工业化的发展。随着我国经济的不断发展,现代工业的不断发展使得电气自动化技术方面的人才市场有着相当大的潜力。其次,优化电气自动化系统的结构,实行电气自动化系统平台的统一化、系统结构通用化、系统程序接口标准化,这样就可以大大地提高对电气自动化技术的利用率,减少不必要的损失及节约冗杂时间及费用。最后,在将电气自动化技术应用于工业生产中,应注意电气自动化市场的产业化、生产的安全化以及工作人员的专业化。如此可以加大电气自动化在工业生产中的利用力度,推广电气自动化的使用,让更多的企业及行业受益于该项技术。
三、净化空调的特性
净化空调系统的控制参数一般包括温度、湿度、微粒数、细菌浓度、空气洁净度、风量、压差及噪声系数等,应满足特殊环境工作的控制标准,如《洁净厂房设计规范》(GB50457-2008),确保空气净化工艺的完整性。净化空调系统的组成包括整体式空气调节机组(包括过滤装置、加热器、表冷器、加湿器、风机等)、冷冻室、控制器、变频器、传感器、执行器及中文操作面板等设备,需进行温度、湿度的调节,其风处理过程可归纳为:新风―――初效过滤―――预加热―――表冷―――加热―――加湿―――中效过滤―――高效过滤―――洁净室。为了保障空气洁净度的要求,采用初效过滤、中效过滤、高效过滤的三级过滤。净化空调系统的特性可归纳为:需控制微粒的污染,为企业提供一定容量的工作空间;建筑内部设置洁净室,可提供超出一般空调系统的送风量,需要大负荷和合理正负压差,其多功能性和复杂性导致其设计参数设计建筑、空调、净化等多级学科,需考虑合理布置,以避免污染邻室空气,洁净室必须维持一定的正压,一般洁净区与非洁净区之间的静压差大于 5 帕;净化空调系统的质量要求高,必须符合相关行业标准。
净化空调系统设计方案按送风方式不同可分为三种,一是全部采用新风,二是用新风和循环风相结合,三是全部自循环风,其中第二种形式应用得最为广泛,典型为集中式净化空调系统。净化空调系统控制方案可分为单系统测量控制系统和数字计算机控制管理系统。
五、净化空调中运用工业自动化的必要性
(1)净化空调中运用工业自动化是 GMP 参数需要。净化空调系统所控制的除一般空调系统的室内温、湿度之外,还要控制房间的洁净度和压力等参数,并且温、湿度的控制精度要求较高,特别是生产中的环境有很高要求。
(2)净化空调中运用工业自动化是提高空气运行质量的需要。在洁净室的气流分布、气流组织方面,要尽量限制和减少尘粒的扩散,使洁净室的气流不受污染。
(3)净化空调中运用工业自动化是提高正压风量的需要。洁净室与室外或邻室必须保持一定压差(正压或负压),最小压差在 5 Pa 以上,这就要求有一定的正压风量。
六、净化空调中运用工业自动化运用
(1)净化空调机组自控系统工作原理。净化空调机组自控系统工作应该对温度的控制净化空调系统采用 DDC控制。控制加热电动调节阀或冷水电动调节阀的动作,控制回风温度保持在 18℃~26℃之间,使洁净室温度符合 GMP 要求。此外,对湿度的控制装置在回风管(回风湿度近似于洁净室湿度)内的湿度传感器所检测的湿度,送往控制器与设定湿度相比较,用比例加积分运算控制,输出电压信号,控制蒸汽电动调节阀的动作,控制回风湿度保持在 40%~60%,使洁净室湿度以满足 GMP 要求。
(2)设计好组合空调机组。组合空调机组是净化空调系统中的主要设备,它集过滤装置、加热器、表冷器、加湿器、风机等于一体组成各功能段,用风管将洁净空气送给洁净室。可设计成单个系统的测量、控制系统,也可设计成数字计算机控制管理系统。其中数字直接控制系统(DDC 系统)在现代楼宇自控中应用广泛,且日趋成熟,怎样把这一成熟控制技术应用在净化空调系统中也是人们所关注的。
笔者以为,采用 DDC能获得良好效果。一般传统控制方式所需要的多个控制器及繁杂接线,才能实现联动控制、延迟控制、切换控制等多种控制。现在由一个 DDC 控制器就可以满足要求,与传统控制方式相比,在控制内容及规模相同的前提下,直接数字控制器的总成本大大减少,其功能及灵活性较传统控制方式更为实用。现以直接数字控制器为主的自控系统方案作一探讨。
以 DX- 9100 控制器是一个模块化、可扩展,在现场具有显示及操作能力的控制器为例。DX- 9100 的软件功能十分齐全,可实现各种现场控制要求。其操作系统包括实时功能、l2个可编程模块及 PLC逻辑运算模块。由于它是由一个功能模块所构成,其图形化编程工具使得程序设计异常简单,用户只要简单地调用图块,填加参数,控制程序便可生成。在这些程序中,多级控制及统计功能、PLC 控制功能、定时控制功能也是其中的内容。
(3)自控系统达到的功能效果。自控系统达到的功能主要有:压力变送器主要起到监测风机状态;温度、湿度传感器和变送器主要起到 监测回风温、湿度作用;加热、加湿、冷水电动二通阀和电动三通阀主要起到调节回风温、湿度的功效。通过实践检测的效果来看,系统中所有检测数据,均可在DX一 9100 显示屏上显示出来。通过 DX一 9100 内预先编写的逻辑程序,系统可执行下列连锁功能。①装设在新风入口处的风门与风机连锁。当风机停止后,新风风门全关。②电动调节阀与风机启动连锁。当风机停止后,电动调节阀亦同时关闭。③风机启/停状态是用压差开关检测的。当风机启动后,风机二侧压差超过其设定值时,开关常开触点闭合,信号送往DX- 9100 系统,控制程序立即投入运行,从而达到工作要求标准。
七、结语
净化空调系统是以送风、回风、控制温度和湿度、除菌消毒等为设计目标的系统工程,工业电气自动化有助于保障净化空调系统对化学品厂、生产车间等特殊环境进行空气净化的效果,其系统运行的稳定性、可靠性和先进性得到进一步提高。相关工作人员应积极进行净化空调系统自动化的研发运用工作,结合不同地区部门的实际情况和不同行业的标准规章,为净化空调系统的电气自动化出谋划策。选择合适的空调净化控制方案,不仅能为本企业节约成本,还能为员工创造更好的车间生产环境,提高生产效率,增加企业收益。
参考文献
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