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洁净空调自控系统

随着经济的发展和生活水平的提高,目前在电子、制药、食品、生物工程、医疗等领域对洁净间的要求越来越高,洁净技术也随之发展起来。它综合了工艺、建筑、装饰、给排水、空气净化、暖通空调等各方面的技术。按照中华人民共和国标准GB50073-2001《洁净厂房设计规范》,其与空调系统相关的主要技术指标为:

A、空气洁净度

空气洁净度分级标准:ISO14644-1(国际标准)

B、温、湿度

1)满足生产要求;

2)满足项目温、湿度要求;

C、洁净室正压

洁净室必须维持一定的正压。不同等级的洁净室以及洁净区与非洁净区之间的压差,应不小于5Pa,洁净区与室外的压差,应不于10Pa.

此外,还有对于风量,风速等的技术要求。总之,洁净间的各项指标都非常严格,因此,对其进行精确的控制就成为必要。

2、洁净室空调自控的意义

在现代工业厂房中,空调系统设备较多,自动化管理是使其安全工作并良好运行的重要保证。同时,空调的能源消耗一般占总能源消耗的40%以上,因此空调节能是节能的重要手段。对洁净室而言,更是如此。采用空调自控产品,会产生下列一系列优点:

A、先进性和实用性

B、可靠性

C、经济性

D、易维护性

E、开放性和可扩展性

三、洁净室空调自控系统的实现

1、空气净化

一般的洁净室空间系统中,空气化处理采用空气过滤器。通常情况下,安装初效过滤器和中效过滤器后,空气洁净度可以达到100000级。而对于的超净要求的洁净间还应安装高效过滤器。这样,空气洁净度可以达到更高(如100级甚至更高)。过滤器长期使用时,滤料上沉附的灰尘将慢慢增加,这样会增大气流阻力,影响整个空调系统的运行。因此,工程上应对过滤器的气流阻力变力进行自动检测和报警。通常采用差压法测量过滤器前后的压差Pd,并将此差压信号进行显示和根据设定的差压限值报警,以便及时清理或更换。

2、温度控制

一次加热的控制

空气一次加热又称预加热,是用来加热新风或加热新风与一次回风的混合风。一次加热一般只用于冬季很冷的地区,防止新风与一次回风混合后达到饱和,产生水雾或结冰。一次加热还应用于一次混合不允许变动的超净空调系统中。当采用蒸气或热水进行加热时,一般采用控制蒸气或热水的调节阀开度实现温度控制;当采用电加热时,通过晶闸管电力控制器,控制其加热电功率实现温度控制。

3、湿度控制

A、加湿处理及控制

洁净间空调工程中,加湿操作一般是在冬季或过渡季节空气干燥时进行。空气加湿的方法比较多。通常采用蒸汽加湿器和电加湿器的开关控制或功率调节。蒸汽加湿时,根据湿度控制要求,可通过对电磁阀进行位式控制或采用二通调节阀的连续调节来实现。

B、除湿(干燥)处理及控制

空气冷却干燥处理常用表冷器来完成。表冷对空气的处理的等湿冷却二种处理过程。采用表冷器进行湿度控制时,是通过调节表冷器的冷媒(如冷冻水)流量来实现。当湿度高于要求的值时,可通过加大冷水阀的开度来加大其流量,实现除湿(即干燥)处理;反之减少流量,实现加湿处理。应该说明的是,由于空气的物理性质,其湿度的控制相对比较复杂,方法也较多。而且,空气的温度和湿度二个参数在调节过程中又相互影响。如某些原因使室内温度升高,引起空气中水蒸汽的饱和分压变化,在绝对含湿量不变的情况下,将使相对湿度减少。因此,对其中某一参数进行调节时,也会引起另一参数的变化。例如在夏季采用表冷器进行除湿调节,开大冷水阀时,在使湿度恢复正常的同时,也使温度降低。因此,在工艺设计和自控方案设计时都应充分考虑到这一特点。

4、正压控制

我国国家标准规定,不同级别洁净室之间应大于5Pa,洁净区与之间应大于10Pa。洁净室内的结构等基本确定,在运行过程中,保持正压可以通过控制新风量或回风量来实现。即通过控制新风门或回风门的开度来实现。

5、其它控制与空调节能

对洁净室而言,除上述必需保证的技术指标示,还有一些对于安全与节能等方面的要求。结合多年的工程实践,主要有如下一些方面。

A、风机故障报警。

通过检测风机的风流状态判断风机是否正常工作。若因电机烧毁或皮带松动等原因导致风机停转,应立即报警。

B、风机变频控制

为保持洁净室内稳定的正压或一定的新风/回风比,可以对机(电机)转数实施变频控制。实践证明,变频控制比单纯的风门开度调节控制效果更佳,而且可大幅度节约电力消耗。因为在空调系统中,新/回风的输送占电能消耗的最大比例。而风门控制实际上是通过节流装置(即风门)来实现气流的改变。

C、水泵变频控制

在一泵对一调节系统时,采用变频调速(水泵转数)实现流量控制比采用节流装置(即调节阀)为佳。这种方式不仅体现在控制效果更佳,同时体现在大幅度节约电力消耗上。

D、节能程序

由于计算机控制系统的应用,使节能控制成为现实。即除了上述对空调系统工艺特点实施的节能控制手段外,计算机控制还可实现如焓差控制、夜晚循环、夜风净化、最佳启停、零能量区等。当然,对于某个特定的洁净厂房,其节能程序应根据其具体情况进行编制,以达到最佳的节能效果。

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