時間:2023-05-30 09:36:41
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇空調凈化,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
在空氣凈化器行業快速發展的帶動下,空調企業也不甘示弱。多家主流企業紛紛推出具備空氣凈化功能的空調,力圖搶占部分市場。奧維云網(AVC)監測數據顯示,目前帶有空氣凈化功能的空調在所有空調中的滲透率是25%。《電器》記者身邊也有不少朋友詢問,是否購買一臺具備空氣凈化功能的空調就可以一舉兩得,無需再額外購買空氣凈化器?
對于具備空氣凈化功能的空調是否有效,業內主流空調企業對此觀點非常鮮明。
美的空調事業部有關負責人表示,具備空氣凈化功能的空調應該屬于空氣凈化行業的一個分支,與空氣凈化器互不影響。
廣州松下空調器有限公司營業本部商品企畫課課長吳志勇告訴《電器》記者,松下空調采用的nanoe技術,可以實現全方位凈化功能,包括對室內空間、空調濾網以及空調內部除菌,同時可以高效去除PM2.5可吸入顆粒物,經第三方權威機構監測,對于流感病毒除菌率為96%,去除PM2.5可吸入顆粒物可達99%。特別是針對空調濾網以及空調內部,例如熱交換器、風道等均可除菌。
剛剛于1月推出新款蘋果云系列新品的海信空調,其產品上便采用了松下的nanoe空氣凈化技術。但海信空調首席科學家王志剛也承認,受限于濾網面積、風道等原因,空調目前還無法真正取代空氣凈化器。
專業空氣凈化器廠家認為,具備空氣凈化功能只是空調的賣點之一,專業凈化空氣還得依靠空氣凈化器。三菱重工空調市場企劃部部長戴梅表示,空氣凈化器的功能不僅僅是去除PM2.5可吸入顆粒物,空調是可以具備空氣處理功能的,但它的功能還相對基礎,不能夠達到空氣凈化器專業凈化空氣的能力。此外,空調與空氣凈化器在濾網、風道設計、容積、阻力等方面的設計均有不同,雖然說空調可以在濾網上增加溶菌酶達到除菌殺菌的作用,但一方面受各種原因限制,置于濾網的溶菌酶的量不夠多,另一方面僅依靠溶菌酶也不能夠全面去除空氣中物理污染、生物污染和化學污染。
對此,北京亞都環保科技有限公司副總監張遠林表示認同,并將具備空氣凈化功能的空調視為廠家的炒作。他認為,當下空氣中的主要污染物包括三大類,一是化學污染,例如甲醛等;二是物理顆粒物污染,即為大家熟知的PM2.5可吸入顆粒物等;三是生物污染,例如病毒、細菌等,具備凈化功能的空調不可能同時去除上述三種污染物。
據《電器》記者了解,目前市場上具備空氣凈化功能的空調大多采用IFD技術。
該技術正是靜電集塵技術的延伸,與靜電集塵技術相比,該技術的單次過濾效率可以達到78%,但是制約IFD技術的最大敵人是濕度。北京安泰尚品電器有限公司產品總監曾濤表示,特別是在南方梅雨季以及夏季“桑拿天”時,由于空氣中濕度較大,采用IFD技術的空調單次過濾效率接近0,也就是說,具備凈化功能的空調在使用上是受到環境因素影響的。
“空調應該先滿足調節室溫的功能,凈化功能是輔助功能”,中國家用電器研究院生物化學研究室主任張曉對《電器》記者表示,“加之目前中國空氣污染濃度過高、污染種類多,因此現階段具備為凈化功能的空調并不能取代空氣凈化器。”
(趙秋玥)
凈化空調系統屬于空調的一種類型,在工業社會的發展下,一些行業對于空調的凈化性能提出了更高的要求,如制藥工廠、化工廠、科研實驗室等。要保證生產的效果,必須要應用新型的凈化空調系統,本文主要從設計、設備選擇和運行三個階段來探討凈化空調系統的節能降耗措施。
【關鍵詞】
凈化空調系統;節能降耗措施;分析
凈化空調系統是空調系統中的一種,其不僅能夠調節室內空氣的溫度、濕度、風速,同時還能控制空氣中的含塵粒數、細菌濃度。與普通空調系統相比,在主要控制參數、空氣過濾措施、室內壓力要求、材料和設備選擇、系統氣密性的要求等方面都有較嚴格的要求。凈化空調系統,由于其全面的功能,廣泛應用于對潔凈室要求較高的場所,如制藥工廠、化工廠、科研實驗室等。為了滿足當今社會對節能降耗的要求,降低運營費用,凈化空調系統也必須采取相應的節能降耗措施。本文通過凈化空調系統的設計、設備選擇和運行三個階段,探討其節能降耗措施。
1設計方面的節能降耗措施
1.1減少凈化系統的送風能耗
凈化空調系統在運行時,新風量的送風能耗在很大程度上決定了系統的能耗高低,因此在設計時減少凈化系統的新風量和送風量,可以很大程度上降低系統的能耗。凈化系統的送風量取決于潔凈區域的體積和換氣次數,因此首先要盡可能的減少潔凈區域的體積,采取局部分級凈化的措施;其次根據室內的工作情況,控制送風量,減少系統風量的消耗,減少換氣次數;最后設計時要考慮潔凈區和非潔凈區的靜壓差,靜壓差越低,泄漏風量減少,從而減少系統的新風量和送風量。
1.2管路設計需盡可能減少阻力
風在管道中流通時需要克服阻力,這就會造成能量的損耗,因此在管道設計時應該盡量減少系統阻力,從而降低送風時的能耗。可采取的措施如:避免持續長時送風,縮短風管的長度,減少彎頭和三通等產生較大阻力的構件。在滿足風速要求的前提下,盡量采用低風速送風,選擇合適的風速,能夠降低過濾器的阻力,從而使得在送風管道中的能耗下降到最低。
1.3采用二次回風和熱回收
在避免污染的情況下,應該采取二次回風設計,二次回風不僅能夠滿足溫度、濕度和潔凈度的要求,同時可以大大降低空調機組的能耗,既可以節約設備投資,還可以降低運行費用。對于排風量較大的系統,還應該考慮熱回收設計,根據熱交換器可以將排風中的能量回收到新風中,用以預處理新風,可以大幅降低新風的預處理能耗,具有非常可觀的經濟意義。
1.4應用自動控制與變頻調節法
一般情況下,潔凈室中的凈化系統環境,是由兩個時間段組成的,即有人操作時間段與維護潔凈時間段,其中,維護潔凈時間段對于空調凈化系統的要求并不高,在設計風機變頻系統時,需要滿足不同時間段的要求,雖然這在初期會增加一些資金投入,但是在空調系統投入使用之后,會節約大量的運行費用,獲取到了顯著的經濟效益,但是這一環節對于后續的施工以及管理的要求非常嚴格。
2選擇設備考慮節能降耗途徑
首先在選擇凈化空調設備前,必須準確確定生產設備的熱負荷,其與空調制冷設備的選擇有直接的關系;其次,在選擇設備時,不但要考慮設備的質量、性能、可靠性以及效果等方面以外,必須核實設備的能耗比參數,盡可能的選擇高效節能設備;最后,空調末端設備的循環空氣處理裝置要盡可能的與空調空氣處理裝置分開,同時空調主機盡量選擇可變頻設備,風機能夠變速運行,選擇可調節的風機壓頭,這在降低能耗的同時還能降低后期的維護費用。
3凈化空調系統運行階段的節能降耗措施
3.1提升運營人員的素質
凈化空調系統的節能降耗除了在設計和設備采購時需要考慮以外,與運營水平的高低與操作也具有很大的關系。因此應該加強對運營的人員的專業培訓,提升其素質,并且制定科學的節能目標責任制度,將節能降耗的任務落實到運營人員身上,給與一定的獎懲措施,提升運營人員的責任感和積極性。
3.2提升系統的密閉性
凈化空調系統的余壓是非常大的,對于系統的嚴密性有著嚴格的要求,如果系統任何區域出現泄漏點,都會喪失大量的能量,為此,必須要把好控制風管系統的漏風問題,從構件與風管的制作、拼裝和安裝上把好關,提升系統的密閉性。為了控制好空調機組的漏風問題,在安裝時,需要從新風口、回風口以及送風口來監測風量的變化情況,看每一個區域的設置是否與標準要求相符,并采用科學的控制機制,減小機組漏風量,做好結構氣密性處理工作。
3.3做好保溫與隔熱措施
對于室內門窗、吊頂、墻體、風管、水管與其他的設備,在安裝時,都必須要做好隔熱保溫措施,保證地面材料的隔熱效果,在具體的施工過程中,要嚴格的把控好保溫材料的質量,確保其施工質量與施工工藝都可以負責相關的標準規范。
3.4加強系統的維護
凈化空調系統在運行過程中,應該按照廠家的指導手冊及時進行系統的維護和相關易損件的更換。比如送風系統中的過濾器使用一段時間后,會堆積灰塵增大系統的阻力使得能耗增加,甚至引起設備損毀,應該定期進行清理和更換。管道保溫材料受損會降低保溫性能,因此造成能量損失,必須定期進行檢查和更換。熱交換器中用水作為傳導介質,長時間后會產生結垢,從而影響熱交換器的傳熱效果,因此需要及時清理。
3.5嚴格按照規范操作
如今的凈化空調系統通常采用自控系統進行節能降耗控制,所以嚴格按照系統規范操作十分必要,經常進行非法操作,一方面容易損毀設備,另一方面不能達到系統自動節能的功能。因此凈化系統的使用單位和運營單位,應當制定相應的濕度和措施來保證自控系統的正常運轉,這樣才能保證節能降耗的效果。目前,凈化空調系統的高能耗已經成為不可回避的現實問題,如何制定有效的節能降耗措施,是擺在凈化空調系統的設計方、施工方和運營方面前的重要課題,隨著技術的進步和管理水平的不斷提高,筆者相信凈化空調的節能降耗措施會達到更理想的效果。
作者:諶君卓 單位:湖南省長沙市雅禮中學
參考文獻:
[1]王巍,楊迎春.醫用制冷凈化空調系統暨冷水機組的運行管理[J].中國醫學裝備,2011(11).
[2]李格萍,劉金平,張益昭.二次回風與一次回風在藥廠凈化空調中的能耗分析[J].醫藥工程設計,2005(05).
關鍵詞 凈化空調方式;初投資;運行能耗;現實可行
引言
當前的電子廠房潔凈室潔凈等級大部份在1000級(ISO 6級)―10000級(ISO 7級)之間,其相當的換氣次數平均在25―60次/H,要求的潔凈室環境參數比較嚴格,大部份要求為室內溫度22±2℃,相對濕度55±5%,潔凈室內工藝設備發熱量大,部份工藝設備排除熱量所需的排風量也很大。由于要求高,發熱量大,導致電子廠房潔凈室空調系統的能耗是很驚人的,所以在設計之初對于潔凈室空調系統的方式選擇就需要認真考慮。
根據筆者的實際工程經驗,目前大多數已建成的電子廠房中,潔凈室的空調系統一般都會使用常規凈化空調方式---新風機組+混風機組+高效過濾器(HEPA),而另一種凈化空調方式---新風機組+干盤管+FFU( FFU為英文縮寫, 全稱為 Fan Filter Unit, 中文意思為風機過濾器單元)比較少見,原因有:(1)常規凈化方式一直沿用,不愿更新改變;(2)部分企業認為新風機組+干盤管+FFU方式的潔凈空調系統是用于高潔凈度(≥100級)要求的項目中,擔心用于1000級―10000級項目時造價會偏高。為此,本文著重從兩種空調方式的特點及能耗方面進行分析探討,說明新風機組+干盤管+FFU方式的潔凈空調系統在電子廠房是確實可行的,并總結此凈化空調方式在設計過程中需要注意的一些問題。
1 兩種凈化空調方式的分析比較
1.1新風機組+混風機組+高效過濾器(HEPA)空調方式介紹
該空調方式指的是室外新風經過新風機組處理后送入混風機組,混風機組把回風與新風混合并處理至所要求的空氣參數后直接用風管送風到各終端高效過濾器(HEPA),通常新風機組將新風處理到室內焓值,不承擔室內負荷,只承擔新風負荷,由混風機組承擔室內的濕負荷和顯熱負荷,空調方式示意圖見圖1。
1.2新風機組+干盤管+FFU空調方式介紹
所謂干盤管,是因為在這種系統中冷凍盤管僅承擔顯熱負荷,其冷凍水進水溫度一般在13℃以上,也就是說在室內空氣的露點溫度以上,盤管一般不可能產生冷凝水,屬于干工況運行,所以其叫干盤管,而13℃的冷凍水常用的制取方法為利用水--水板式換熱器把冷水機組的7℃/12℃冷凍水轉換過來。所謂FFU,中文意思為風機過濾器單元,確切地說是一種自帶動力、具有高效過濾功能的模塊化的末端送風裝置,許多凈化設備生產廠家都有FFU的詳細介紹,這里不再贅述。新風機組+干盤管+FFU空調方式指的是室外新風經過新風機組處理后送入潔凈室的天花技術夾層內,干盤管負責處理空氣至所要求的參數, 然后用 FFU來循環空氣從而達到潔凈度要求的換氣量,通常新風機組將新風處理到室內露點溫度,承擔新風負荷及室內濕負荷,干盤管承擔室內的顯熱負荷, FFU負荷循環及過濾空氣。即濕度由新風機組負責,溫度由干盤管負責,潔凈度由FFU負責,空調方式示意圖見圖2。
1.3兩種凈化空調方式的初投資比較
部分企業認為新風機組+干盤管+FFU凈化方式比常規凈化空調方式的初投資要高,現比較如下:(1)由于干盤管與FFU制造技術的發展與普及,生產廠家的飛速增長,促使它們的價格相比前些年已經大幅度下降,品牌選擇也開闊得多,不僅有外國進口的產品,而且國內眾多廠家的新產品也均可以選擇;(2)新風機組+干盤管+FFU凈化方式相比于常規凈化方式,其空調風柜僅為規格很小的新風機組,不含混風機組,所以空調風柜房的面積可以相應縮小,節省了建筑空間,而且新風管占用潔凈室吊頂空間較少,節省了吊頂空間;(3)相比于常規凈化方式,新風機組+干盤管+FFU凈化方式由于使用天花技術夾層,所以其在圍護結構方面的價格會稍高;(4)相比于常規凈化方式,新風機組+干盤管+FFU凈化方式由于整體用電功率較少,所以其在空調配電方面用到的電線電纜型號較小,開關及變頻器等也可縮小型號,造價下降;(5)新風機組+干盤管+FFU的凈化方式所需要的風管量是很少的,僅為新風機組的新風管,而常規的凈化方式中需要的風管量就很多,它包括新風機組的送風管、混風機組的送風管及回風管(都是大規格的風管)。總體來說,新風機組+干盤管+FFU的凈化方式的初投資與常規凈化方式的初投資基本持平。
1.4兩種凈化空調方式的運行能耗比較
運行能耗的比較主要體現在用電量方面,其中新風機組+干盤管+FFU凈化方式的用電量主要包括:新風機組,FFU,干盤管水泵三個方面。而常規凈化方式中用電量主要包括:新風機組,混風機組。可以看出,兩個系統的比較就在于FFU+干盤管水泵與混風機組之間,可以很明顯地看出混風機組的用電量會高出很多,因為單個FFU的功率在0.2kw左右,而干盤管水泵是一個小水泵,功率也不會大,兩種設備加起來的用電量不多。而常規凈化方式的混風機組由于需處理整個系統的循環風量,還要負擔末端高效過濾器的阻力,送回風管的阻力,其功率動輒就會有幾十千瓦,所以常規凈化方式的運行費用是大大高于新風機組+干盤管+FFU凈化方式的。一般認為新風機組+干盤管+FFU凈化方式的運行費用大約是常規凈化方式的60%---80%。
2 新風機組+干盤管+FFU凈化空調方式的現實可行性
從上述的比較中我們可以看出:新風機組+干盤管+FFU凈化空調方式的初投資并不一定比新風機組+混風機組+高效過濾器這種常規的凈化空調方式的初投資高,如果設計合理,初投資往往與常規凈化方式基本持平,但是再考慮電子廠房中凈化空調系統所占的用電量是很大的,一個凈化空調方式選擇的著重點應該放在運行能耗處,而且潔凈室的使用班數基本上地連續班數的,凈化空調設備均是長時間運行,于是選擇能耗低的凈化方式是現實可行的,往往一個低能耗的凈化方式在兩到三年內就可以把初投資所高出的那一部份完全節省回來。所以, 新風機組+干盤管+FFU這種凈化空調方式是值得推廣與實行的。
3 新風機組+干盤管+FFU凈化空調方式在設計過程中需要注意的一些問題
新風機組+干盤管+FFU凈化空調方式跟常規方式的設計基本相同,無論是室內負荷的計算,凈化循環風量的選擇,正壓風量的選擇,加濕量的選擇都是大同小異,也有很多學術論文在這方面的設計有詳細介紹,筆者在這里著重提一下需特別注意的一些問題:(1)新風機組處理的新風焓差較大,處理后空氣的溫度也較低,在通常的冷水溫度下運行,需要增加盤管的排數來增大換熱面積,因此,新風機組盤管的排管數比常規方式的盤管排管數要多,而且處理后空氣溫度較低,所以新風機組的箱體保溫厚度以及新風管的保溫層厚度比常規方式的厚度要厚;(2)干盤管干工況運行時進水溫度是需根據室內空氣的露點溫度而確定的,并不是一個定值,需要按照潔凈室的實際溫濕度要求情況確定的,而且在不同工況下,干盤管的冷量是變化的,但目前大多數盤管生產廠家的產品說明書中僅僅提及標準工況下的冷量,而干盤管是處在非標準工況下運行的,所以要特別注意干盤管的冷量取值,可以通過相關論文的介紹方法來計算所得,或者由盤管生產廠家來提供非標準工況下的冷量值;(3)使用此凈化空調方式,如果凈化區域中局部房間的溫濕度條件不同或者局部房間內的工藝設備發熱量不同,則必須對該局部房間進行單獨隔斷,再設置一套獨立的空調系統進行獨立的溫濕度控制,這樣設置有助于溫濕度精度的控制及運行時能源的節約;(4)按照設計理論來說,干盤管是在干工況下運行的,是不會有冷凝水的,但是一個凈化房間在剛開空調機的時候,干盤管在進入正常干工況之前的那一段時間內是在濕工況下運行的,即使凝結水量很少,還是建議要設置凝結水盤及排水管,保證不滴水漏水,而且如果干盤管需要清洗或者排空,也有排水設施可用,設置凝結水盤及排水管的費用也不高,所以盡量考慮設置凝結水盤及排水管;(5)當一個大面積凈化房間采用新風機組+干盤管+FFU凈化空調方式時,FFU的使用量比較多,單獨逐一來管理控制是很不方便的,為了管理方便,建議采用FFU群控這種新型的管理技術,其能夠在電腦上觀察到FFU的運行、停止、故障等各種狀態,也可以在電腦上進行開停、調速等控制,可以極大的減少對FFU的管理工作量。
4結語
由于電子電路行業的飛速發展,潔凈室的使用將會越來越廣泛,而凈化空調方式的選擇則顯得尤為重要,由于常規系統(新風機組+混風機組+高效過濾器)存在著運行能耗高、建筑空間要求大、管線交叉多等缺點,我們有理由推薦使用新型凈化空調方式(新風機組+干盤管+FFU),其節能效果是明顯優于常規系統的,建筑空間要求小,管線也不多,并且綜合造價和成本與常規系統相差已經不大,相信在不久的將來會更低,所以新風機組+干盤管+FFU凈化空調方式的實施是具有現實可行性的。
隨著空調技術的發展,凈化空調的設計方式必然會更多,只要我們認真了解系統,有針對性地進行研究,相信電子廠房凈化空調方式的選擇會不斷更新,并且能夠不斷完善,能夠再進一步的降低能源成本。
參考文獻
[1] 許鐘麟. 空氣潔凈技術原理,第三版. 北京:北京科學出版社,2003年
[2] 陳霖新. 潔凈廠房的設計與施工. 北京:化學工業出版社,2002年
[3] 嚴德隆. 潔凈室技術應用中當前的幾個熱點問題. 潔凈與空調技術,2002年,(4)
[4] 倪美琴,楊衛波,謝治祥. 風機盤管干工況運行時冷量計算方法的研究. 暖通空調,2008年第38卷第8期
關鍵詞:制藥;節能;空調系統;
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A
一、 項目需求背景:
上海海利生物技術股份有限公司是農業部動物防疫生物疫苗的定點生產廠家,根據國家《獸用藥品生產規范》規定,生物疫苗的生產必須在符合國家GMP規定的特定凈化級別的凈化廠房內進行組織生產,凈化廠房內的生產環境必須保證規定的溫度和濕度。海利公司的一期和二期廠房全部建設成為符合國家GMP規定的凈化廠房。
為了維持凈化廠房的正常運行,保證凈化廠房的溫度(18℃ - 26℃)、凈化級別和潔凈度符合《獸用藥品生產規范》的要求,保證正常、安全的生產,凈化廠房必須全天24小時進行連續運轉。作為凈化廠房保障設備之一的中央空調系統也是必須全天24小時運行。因此,中央空調是公司各種運行設備中的耗電大戶之一,中央空調的節能改造顯得尤為重要。
中央空調主要有兩大部分組成:
1、 冷水機組、冷凍水循環系統和冷卻水循環系統
2、 通風系統
中央空調的閉環自動控制系統的技術原理,就是通過一個專門研制的自動控制系統,把中央空調的三個組成系統:冷水機組、冷凍水循環系統和冷卻水循環系統進行優化、協調和聯動運行。
一般來說,設計院在為公司進行廠房設計時,中央空調系統必須按天氣最熱、負荷最大的工況進行設計,并且一般還會留 10-20% 設計余量。然而實際上絕大部分時間空調是不會運行在滿負荷狀態下,這樣就存在較大的富余。
根據現場實際測試,中央空調設備90%的時間在70%負荷以下波動運行,所以實際平均負荷小于設備滿負荷,特別是在環境溫度比較低,冷氣需求量較少的情況下,冷水機組的實際負荷量比較低,這樣就使得冷卻水循環系統和冷凍水循環系統長期處于“大流量小溫差”的現象,造成實際需要負荷與最大功率輸出之間的矛盾,使大量的電能白白浪費,給中央空調使用單位造成巨額電費支出,增加了運營成本。
所以經過節能公司的介紹和推薦,經過海利公司的調查、論證,決定在中央空調系統中采用閉環控制來進行節能改造。經過閉環自動控制改造后,中央空調系統可以節約大量的運行費用。
項目的主要的意義在于:
1) 利用閉環控制,可以節約大量的電力能源。
2) 利用閉環控制,可以減少凈化廠房的溫度波動性,保證生產的安全。
利用變頻調速器控制冷卻水系統水泵和冷凍水系統的水泵,可以有效延長水泵、閥門和管道的使用壽命。
二、 主要實施內容及考核指標:
(一)、實施內容:
本項目是通過安裝專門設計的自動控制系統和傳感系統,將運行中的中央空調系統的冷水機組、冷卻水循環系統和冷凍水循環系統形成了一個閉環控制系統,具體描述為:
冷凍水溫度變化 冷凍水流量變化
冷水機組負荷變化自動控制系統
冷卻水溫度變化 冷卻水流量變化
1、 調整冷凍水的流量
當環境溫度降低,凈化廠房內的熱負荷減少時,實際需要的通過循環冷凍水傳送的冷量相應減少。
安裝在冷凍水循環系統中的壓力變送器傳送的信號,反饋到
自動控制系統。自動控制系統根據冷凍水循環系統的循環壓力,自動
調整冷凍水系統的循環水泵的轉速,達到實時調整冷凍水流量的目的,
減少了冷凍水系統的循環水泵的能耗。
2、 調整冷水機組負荷
安裝在冷凍水循環系統中的溫度變送器傳送的信號,反饋到自動控制系統。自動控制系統根據冷凍水循環系統的溫度變化,自動控制系統反饋控制冷水機組,自動調整冷水機組的運行負荷,減少了冷水機組的能耗。
3、調整冷卻水的流量
安裝在冷水機組中的壓力變送器傳送的信號,反饋到自動控
制系統。根據冷水機組的排氣壓力,自動控制系統反饋控制冷卻水系
統,自動調整冷卻水系統的循環水的轉速,達到實時調整冷卻水流量
的目的,減少了冷卻水系統的循環水泵的能耗。
通過對冷水機組、循環冷卻水系統和冷凍水循環系統的運行
參數的監測、動態分析和跟蹤預警,使冷水機組、循環冷卻水泵和循
環冷凍水泵的負荷都保持在一個恰當的負荷,在保證輸送足夠冷量的
前提下,使耗電量最小,使節能效果達到最大化。
采用閉環控制系統控制中央空調系統,使中央空調系統的三
部分:冷凍水循環系統、冷卻水循環系統和冷水機組能夠根據熱負荷
的變化同步隨時調整運行負荷,有效克服了“大流量、小溫差”的浪
費現象。根據節能公司的成功經驗和測算,經過海利公司的調查,在
電子行業和同行業中,采用閉環控制系統運行的中央空調系統,尤其
是我公司中央空調的冷卻水循環泵是75千瓦,冷凍水水泵是55千瓦,
都是大功率的循環泵,在每年的10月份到次年的3月份,由于周圍
環境的溫度比較低,所以凈化廠房所需要的冷量也相對比較少,所以
中央空調進行閉環控制節能效果尤其明顯,所以經過節能公司的綜合
測算,如果采用閉環控制系統的運行,節約用電整體能夠達到20% —
30%。(我們采用保守數據,按照25%計算)。
其中:自動控制系統和各種傳感裝置是關鍵設備,需要購置,申
請專項支持。
需要解決的具體關鍵技術包括:
1、 系統允許輸送冷量自適應計算和動態評估技術。
2、 高精度、穩定的信號變送系統。
3、 高質量的控制模塊和變頻調速器
(二)、考核指標:
本項目采用專門設計的自動控制系統,實現了中央空調系統的
三個組成部分之間的協調、優化運行,使中央空調系統能夠以最小的
耗電量,生產滿足生產需要的、穩定的冷凍水。通過自動控制,使三
個系統的運行負荷始終都維持在一個合理的負荷狀態,從而比較大地
降低了中央空調系統的運行耗電量,節約了大量的運行費用,節約用
電的效果非常明顯。同時保證了減少凈化廠房的溫度的波動,保證了
凈化廠房的穩定運行,保證了穩定生產和安全生產。
參考文獻:
[1] 斯派莎克工程(中國)有限公司 《蒸汽和冷凝水系統手冊》 --上海科學技術文獻出版社 2007.1
摘要
本文首先介紹了醫院手術室對空氣調節的要求,分析了研制恒溫恒濕凈化空調機組的必要性,然后介紹了HFJ-13凈化空調機組的主要設計參數和性能,并對測試數據進行了一定的分析。
1 醫院手術室對空調的要求
實踐證明,對評價進行手術時,浮游在手術室空氣中的帶菌粒子落入傷口是手術后傷口發生感染的主要原因之一,因此對手術室內空氣的潔凈程度必須提出較高要求。一些工業發達國家早已制定了本國醫院手術室的空氣凈化標準,對手術室內空氣中的細菌含量做了限制。例如美國是將手術室分為三級,見表1。
表1
級別
關鍵詞:凈化空調;運行;故障
1 潔凈室回風口變為送風口
按照工藝要求,相鄰潔凈室之間都要保證有一定的靜壓差,一方面是在門窗緊閉的情況下防止潔凈程度低的潔凈室內的空氣由縫隙滲入到潔凈程度高的潔凈室內;另一方面在門開啟時,保證有足夠的氣流按正方向流動,以盡量減少由于開門動作和人進入的瞬時帶來的逆向氣流量,降低污染。然而,在實際中由于設計或其他方面的原因,為了保證“相對重要”房間的較大靜壓差,會出現“較不重要”潔凈室回風口變為送風口的現象,這在進行凈化調試過程中是比較常見的,現分析如下:
1.1 維持房間壓差的設計回風量難以確定在凈化空調設計中,設計人員比較偏重于潔凈室送風量的設計,對于回風量的設計則通常采用估算,即回風量少于送風量就可保證一定的壓差。但由于相鄰房間的壓差受現場條件的影響較大,其中主要是房間門縫隙的大小。因此,現場調試中就出現了即使在保證潔凈室房間設計送風量和回風量的情況下,相鄰房間的壓差也會出現倒灌的現象。基于這種狀況,實際調試時,都是先給潔凈室按設計送風量進行風量分配,對于回風量則根據現場保證壓差的要求進行適當的調整。作者曾經對已經調試好的潔凈室進行送風量和回風量的測試發現,在保證送入房間的送風量在10%的范圍內時,回風量與設計回風量的偏差有時可達到。當然,這并不是說設計中不必進行回風量的計算,只是說明設計時是按照理想狀態進行的,而對于實際潔凈室,影響因素有時是無法預測、控制的。
1.2 回風管路設計不盡合理
盡管潔凈室的回風量與設計值偏差較大,但如果回風管路設計得好也還是能較好地進行潔凈室壓差調試以避免問題的發生的;相反,如果回風管路設計不合理,并聯支管阻力偏差太大,再加上選用的空調機組的余壓明顯不足,那么為了保證某一回風管支路上所有房間對于室外的相對正壓差,從而關小這一支路上總回風閥時,往往會造成同一支路上其他房間的回風口出現逆向流動,即回風口變為送風口。我們定性地以圖1、圖2分析和說明這一問題。
圖1是房間的平面布置圖,同時為了分析起見給出了這些房間的實際壓力分布圖,圖2是對應房間的回風口系統示意圖。從圖中可以看出,壓蓋室相對室外的壓差為66 Pa,而緩沖間相對于室外的壓差為28 Pa,如果該回風支管在整個回風管路上形成的負壓較小,不足以克服壓蓋室和緩沖間形成的正壓,則壓蓋室的回風就會通過回風管壓入緩沖間。對于其他的準潔凈房間同樣如此。特別是有的為了保證與外走廊的正壓差,關小該支管的回風調節閥后,往往會出現回風口變為送
圖1潔凈房屋壓力分布試圖
風口的現象。當然進一步的理論分析還可以由管路的壓差特性,繪制管路四大線(總壓線、勢壓線、位壓線和零壓線)做詳細的探討,此處不再贅述。
2 潔凈室消毒排風
潔凈室的消毒排風大體上分為兩類:一類是潔凈室定期排風,潔凈室生產線經過一定時間運行后需要進行全面消毒,消毒后的氣體通過消毒排風機排除到室外;另一類是部分特殊潔凈室運行期間的不定期排風,當潔凈生產車間室內污染物濃度達到一定程度時自動(也可手動)排風,未達到上限值時則排風機停止運行。調試過程中消毒排風常常會出現如下問題:
2.1 排風口變為送風口
單獨設置排風對部分房間進行排風。由于設計管路的原因,在房間不同靜壓差的作用下導致部分排風口倒灌而成為送風口,其原因與回風口變為送風口相同。建議除合理地選用排風機外,對壓差相差比較大的潔凈室建議分別設置其排風系統,現場不允許的情況下,也盡量保證壓差相差比較大的潔凈室的排風口不要布置在同一個支管上。值得一提的是,目前有的凈化室排風系統排風機采用壓力較高的離心式風機具有較好的效果,其他的系統也可借鑒。
2.2 系統定期消毒排風的設置
如圖3所示。圖中通過電動密閉閥可以合理地利用系統回風管進行系統排風。其中排風管、新風管和回風管上分別設置電動調節閥,系統正常運行而不排風時,新風電動閥1和回風電動閥2開啟,排風電動閥3密閉;當系統進行定期排風時,新風電動閥1和排風電動閥3開啟,回風電動閥2密閉;當整個系統停止運行時,所有的電動調節閥全部關閉。
圖3 潔凈室定期消毒排風設置原理示意圖
值得一提的是:上述的排風系統盡管解決了定期排風的問題,但現場調試這樣的一個系統仍有可能出現另一個問題,即當系統正常運行時,如果電動閥3密閉不嚴,而空調機組的余壓較大時,往往會造成新風通過排風管被吸入空調機組。防止此問題的方法除在設計方面合理布置管路外,最主要的是保證選用質量上乘生產廠家的閥門。
2.3 潔凈室不定期消毒排風設置注意事項
房間運行期間的不定期排風系統,大多數設計均未做進一步的考慮,除設置防止倒灌的單向閥外,建議設置電動調節閥,隨排風機的開停而自動啟閉。這樣,一方面可以防止在風機不運行的情況下,仍有大量經過處理的空氣在室內壓差的作用下通過排風管涌出,造成能源的浪費;另一方面可以降低非運行時間由于大量室外空氣通過排風口的涌出產生的噪聲。由于排風管較短,且排風管上未設置電動密閉閥,導致排風機不運行時,室內空氣在高壓差的作用下(相對于室外壓差為64 Pa) 通過排風管大量涌出到室外,而且排風口所產生的噪聲約為68.5 dB(A),無論從哪個角度上看,這樣設置潔凈室的排風明顯不滿足要求。
3 緩沖間的問題
緩沖間的設置一方面是為了防止污染物進入潔凈室,另一方面還具有補償壓差的作用。緩沖間最好對潔凈室保持負壓,對外保持正壓。要求比較嚴格的凈化室,常常設置兩道或更多道緩沖間,但是目前尚存在如下問題:
3.1 緩沖間不設置送風口而只設置回風口
通過非潔凈區進入潔凈區的緩沖間只設置回風口,而不設置送風口。這樣勢必會導致兩個方面的不足:首先,盡管保證了緩沖對于室內的負壓,但對于室外的正壓較難保證;其次,緩沖間屬于準潔凈區域,對其不進行送風,單單憑借更衣間的門縫滲漏的補償風量,較難保證準潔凈區的潔凈度。所以,建議對緩沖間也進行適量的送風。
3.2 潔凈走廓通向室外的緊急出口處不設置緩沖間
對于緊急出口處的緩沖間的設置問題,不同的設計人員說法不一,但作者從調試的角度考慮,建議增設緩沖間。圖4是某工程的一個實際例子。從壓差的角度分析,潔凈走廓相對于室外走廊的壓差高達50 Pa,在這樣高的壓差作用下,緊急出口處的門縫嘯聲非常大,而且當此門萬一開啟時,會造成整個潔凈走廓泄壓,潔凈室部分房間將出現壓力倒灌現象。如設置一緩沖間且對其進行送風則這種狀況可完全避免。值得說明的是,設置的緩沖間的門,其開啟方向不應朝向壓力較大(即潔凈走廓)的一方,而應與緊急出口處門的開啟方向保持相同
圖四
4.1 普通風量調節閥
由于生產廠家的不同,閥門的質量存在著很大的差異,現場中不少調試問題是由于閥門啟閉不靈引起的。
4.2 防火調節閥
目前大多數凈化空調系統機組出口處均安裝防火調節閥,理論上講一方面起到了防火的作用,另一方面也可調節機組的送或回風量。但實際調試中發現,目前的大多數防火調節閥的調節功能很弱,其原因是采用的檔位調節(一般是5檔或6檔)很難保證所調節的風量滿足設計要求。
為了保證兩個不同凈化系統之間的相對壓差值,在新風量調節范圍很小的情況下,需要對其中某一個系統的空調機組風量作進一步的調整,而此回風防火調節閥開一檔與關一檔造成的相對壓差值太大,不能很好地滿足設計、規范和實際現場要求。當然這種情況還與閥門的調節流量特性有很大的關系,但由于檔位的限制,使得閥門本身的調節流量特性變得更差。
同時,調試中發現防火調節閥啟閉不靈的現象也普遍存在,有的防火閥只能全開或全關,處于其他檔位時則無法緊固,完全失去了其調節功能。因此筆者認為,在現場允許的情況下,最好將防火閥和調節閥分開設置,調節閥建議采用可連續調節的調節閥,不推薦采用檔位較少的非連續調節閥。
5 空調機組
調試發現,有的空調機組一味地追求結構上的緊湊,盲目地縮短風機出風段與過濾段之間的距離而不采取其他補救措施(如在風機出口處加裝均流板),從而造成被處理空氣來不及擴散,使風機出口處的中效過濾器整個斷面的空氣濾速極不均勻,不僅影響過濾器的過濾效果,而且大大縮短了過濾器的使用壽命。
同時機組整體密封性能較差是目前極為普遍的現象。有的空調機組動力電纜(如電機電源線、風機電源線)穿越機箱時,與機箱板連接處密封不嚴,甚至不做任何處理。同時調試現場發現空調箱檢修門四周漏風也較為嚴重,機組檢修門嘯叫聲的現象時有發生。因此建議生產廠家嚴把質量關,檢修門不僅要滿足運行時的要求,而且也要保證國標GB/T 1494―93檢驗機組漏風率測定方法規定所要求的正壓700 Pa時的嚴密性。
組合式空調機組由過濾器、表冷器、加熱器、加濕器和風機組合而成,也可分為新風段、混合段、送風段,其結構簡單,出現故障的可能性較大。安裝中存在的問題有冷凝水排放問題和未清洗運行時異物進入表冷器的問題。如果在安裝施工、調試、運行等各個階段中對組合式空調機組的安全運行加以重視,其故障的發生和表冷器凍裂事故基本可以避免。
空調運行中常見故障:
(1)組合式空調機組冷凝水排放問題:某建筑設有空調機房,并有專用的冷凝水立管排放組合式空調機組產生的冷凝水,該類組合式空調機組采用單臺風機,施工安裝人員直接用鍍鋅鋼管把組合式空調冷凝水排水口和集中排放的冷凝水管連接起來了。投入運行時,在春秋季低負荷運行時,空調房間有點異味,因為冷凝水少,組合式空調機組的風機在表冷器的后段,冷凝水管中的空氣被抽送到空調房間,產生異味;在大負荷而且濕度大的情況下,冷凝水因為氣壓的原因排放不暢,導致溢水,并給組合式空調機組箱體帶來腐蝕作用,給周圍環境造成污染,存在安全隱患。
關鍵詞: 壓差控制 定風量 變風量 控制 穩定性 響應時間
1 概述 壓差控制在凈化空調系統中是一個非常重要的環節。只有通過對凈化區域的壓差進行控制,保證合理的氣流組織,才能達到凈化和工藝的要求。例如潔凈廠房必須保持一定的正壓使外界未經凈化的空氣不會進人凈化區域,保證潔凈級別;并且通過對各凈化區域的不同的壓差控制,達到凈化分區的作用,在GMP中就要求不同凈化級別區域的壓差應得到控制不小于+5Pa。在生物安全潔凈室中,壓差控制更是保證安全防護屏障的關鍵指標,在《生物安全實驗室建筑技術規范》中指出必須使實驗室的負壓梯度得到穩定可靠的控制。因此對于凈化空調系統來說,壓差控制是非常重要的。
壓差控制在實現中是比較困難,特別是在生物安全實驗室中,要得到并保持精確、穩定的壓差對于控制工程師而言絕對是一件具有挑戰性的任務。因此在設計壓差控制系統時,必須要根據實際情況從以下幾個方面進行分析和確定:
①風險分析評估;
②定風量系統和變風量系統選擇;
③壓差控制和余風量控制方法;
④控制信號與噪聲的影響;
⑤制穩定性及響應速度;
⑥建筑結構對壓差控制的影響;風管泄漏對壓力控制的影響。
首先,必須對壓差控制的風險進行分析,例如對于高等級的生物安全實驗室而言,因為它有生物污染的高風險,各種相關的標準都對其有保持穩定負壓梯度防止污染泄漏的嚴格要求,因此控制系統就必須能夠穩定可靠的實現這樣的控制目標。
2 壓差控制方法 對于壓差控制系統來說,其所達到的結果實質上是對滲人或滲出空氣的控制,就其控制策略而言可分為被動式和主動式控制。
定風量(CAV)是一種被動式的控制方法,它使用手動風量調節閥,通過簡單的送風和排風平衡,送風比排風少(或多)一定的量(余風量),來達到所期望的壓差。在選擇定風量這樣的控制策略時必須認真的考慮,因為定風量系統有突出的局限性。主要有以下幾點:
(1) 所有時間,設備必須保持恒定的送風量和排風量。
(2) 不能有任何排風設備(如生物安全柜等)增加或減少,靈活性差。未來的擴展會由于系統容量限制而受限。
(3) 必須按全負荷設計,要有較大的余量來彌補由于過濾器等造成的送風和排風系統性能的下降,連續的全負荷運行使能耗極大,因此運行成本非常高。
(4) 由于風機系統、過濾器系統等性能下降或風閥位置改變等情況下,系統經常要重新進行風平衡調試,需要大量的維護。
(5) 由于在所有時間都是大風量運行,噪音會過高。因此如果不能接受以上的局限性時,就不應選取這樣的控制策略。目前,通過在送風管和排風管上采用壓力無關型的定風量控制裝置(如文丘里閥)的定風量系統,在一定程度上可以主動的、動態的調節流量,消除系統靜壓波動造成的對流量的影響,從而保證流量的恒定和控制的穩定。
變風量系統(VAV)是一種主動式的壓力控制策略,它通過電動風量調節閥連續不斷的對送風量或排風量進行調節,以保持希望的壓力。主動式的VAV壓力控制方法可以分為兩種:純壓差控制(OP)和余風量(又稱為流量追蹤)控制(AV).
2.1 純壓差控制方法
純壓差控制方法相對而言簡單明了,其基本原理如圖1。其控制原理為:壓差傳感器測量室內與參照區域的壓差(OP),與設定點(即期望的壓差)比較后,控制器根據偏差按PID調節算法對送風量(或排風量)進行控制,從而達到要求的壓差。可以看出,送風量(或排風量)是壓差(Δp)、設定點以及PID常數(α,β)的函數。
另外一種相似的壓差控制方法則是根據伯努利原理,利用一個裝在小管內的風速探頭,將小管置于潔凈室與參照區之間的開孔中,由于潔凈室內與參照區的壓力差將使空氣從此小管中流過,管中的風速探頭就可傳感潔凈室內與參照區之間的空氣流速,從而根據伯努利原理利用風速計算出潔凈室與參照區的壓差,根據此壓差信號,按照上述的方法,控制器對潔凈室的送風或排風量進行控制,達到所期望的壓差值,這樣的方法稱為“偽壓差”控制方法。
2.2 余風量(氣流追蹤)控制方法
潔凈室的送風量與排風量之間保持一定的風量差(稱為余風量),必然會導致潔凈室產生一定的壓差。余風量(氣流追蹤)控制即控制系統實時測量風量(送風和排風量)變化,通過調節送風量或排風量,動態的達到相應的風量平衡,使送風量和排風量之間保持恒定的風量差,從而維持恒定的壓差。其基本原理見圖2,控制系統利用氣流測量裝置實時測量送風量和排風量,排風量可以在排風主管上測量,或如圖中在各個單獨的排風上進行測量并求和,控制器據此調節送風量,使其追蹤排風量的變化,保持一定的余風量,從而達到所希望的壓差值。可以看出余風量控制是一個開環控制系統。
在這里,余風量就是達到所希望壓差時滲人或滲出潔凈室的空氣流量(單位為CFM )。負的余風量即總排風量大于總送風量,它將導致負壓的產生,而正的余風量則是總送風量大于總排風量,它將導致正壓產生。
在圖2中的風量等式中,余風量是定值。但在實際情況下,它是變化的,例如當流量傳感器發生偏移時,實際的余風量也將發生變化。因此,應該考慮選擇足夠大的余風量來彌補由于圍護結構氣密程度、風管泄漏以及流量測量裝置精度誤差等造成的影響。
上述的兩種壓差控制方法,在實際運用中都必須按照預定的頻率進行驗證。例如對余風量控制,每半年就應該進行對設定的余風量進行校正。
轉貼于 2.3 混合控制系統
由于生物安全等級3或4級的生物安全實驗室的研究和實驗對象非常危險,實驗室的壓差控制以及氣流方向控制更加重要,必須確保壓差和氣流方向得到穩定可靠的控制。對于這樣壓差控制非常關鍵的地方,采用純壓差控制和余風量控制兩種方法混合的控制系統是很好的選擇,它可以確保對實驗室壓差穩定可靠的控制。
通常的做法是采用余風量控制作為基本控制方法,同時加人壓差傳感器和控制器對余風量控制系統的余風量進行設定。當房間特性發生變化時,如風管的泄漏以及圍護結構的氣密性等發生變化,余風量也會發生變化(通常是變大),此時壓差控制系統可以動態的計算出一個合適的余風量,以保持穩定的壓差控制。
同時,一旦余風量增加到一個預定值時,系統將發出報警,此時可能需要對流量測量裝置進行校正,或者對風管和圍護結構的泄漏進行處理,使系統狀態回到正常范圍內。因此這樣的系統可以通過對余風量的監視實現對整個實驗室的控制系統、風管系統、圍護結構完整性的監視。
3 穩定性與響應速度 一般建筑技術構成的房間,它能夠達到的控制壓差約為2. 5Pa,對于測量來說這是一個非常小的壓差(信號),同樣對于測量傳感器的校正來說也是非常困難的。由于門的開關、生物安全柜調節門的移動、人員的運動等很多因素造成的擾動(噪聲)約可達到25Pa。因此對于純壓差控制而言,其測量信號與噪聲之比為1:10。這樣的情形就如同測量一個湖泊的液位,要求精度在1厘米,而湖泊的波浪卻有10厘米高,如果希望得到精確的測量值,就需要很長的時間來平均波峰和波谷。在這樣的情況下,如果希望快速的響應就不可能保證精度,精度與速度(或響應時間)是矛盾的。
對于純壓差控制系統,響應時間一般要求在數分鐘以內。因此,很多這樣的控制系統都是犧牲穩定性來達到響應時間的要求,它在達到穩定控制之前需要在設定點附近波動相當長的時間。不幸的是,系統達到穩定控制的時間往往比擾動發生的頻率長,因此系統可能整天都在波動,直到人員下班、工作結束,不再有擾動發生,系統才能夠達到穩定狀態。
對于“偽壓差”控制系統,其測量對象是空氣流速,它相對于純壓差控制更穩定、更快速一些,因為流速信號和噪音信號是與動壓的開平方成比例關系,它大約能夠把信號與噪聲比提高到1:3。可以看出,測量對象的簡單改變就可以大大改善系統的J性能。然而,即便如此,噪音依然達到了信號的3倍,當擾動發生后,控制系統仍需要超過60秒以上的時間達到穩定輸出。需要注意的是,由于測量氣流速度需要在房間與參照區域開孔,因此這樣的控制系統對于很多場合的應用是不允許的,例如對潔凈度有較高要求的場合,或高等級的生物安全實驗室也不應使用。
對于壓差和“偽壓差”系統來說,在某些條件下會造成嚴重的壓力問題,如在進行負壓控制時,當潔凈室門打開時,所有的測量信號如壓差和流速都會消失。雖然一些控制器有按照預定時間鎖定輸出的功能來彌補這樣的問題。然而,當門長時間打開時,壓力控制系統就會關閉送風,以便使房間回到負壓的設定點。此時,空氣將會從過道(或相鄰區域)被吸人打開的房間,過道(或相鄰區域)的壓力必然下降。而如果其他潔凈室也是使用過道(或相鄰區域)作為壓差參照點,那么其他潔凈室的壓差控制器也將關閉送風,由此發生連鎖反應,更多的空氣被從過道(或相鄰區域)吸入潔凈室排走,測量壓差值一直不能達到設定,而實際壓力卻在不斷下降。同樣對于正壓控制也會產生類似的問題。可以想像,這將會造成整個潔凈室嚴重的壓力問題。當然,對于那些不要求嚴格房間壓差控制,或風險評估對穩定時間以及穩定性沒有較高要求的設施,并在HVAC系統設計中采取了措施(如采用雙門互鎖的緩沖間進行隔離)能夠避免如上述問題發生的情況下,采用純壓差控制也是可行的。
相對而言,余風量(或流量追蹤)控制系統的信號測量是采用流量測量裝置對送風量和排風量進行測量。而送風量和排風量通常都是比較大的測量值,在這樣的情況下,例如信號測量為1000CFM,而噪聲(各種擾動)約能達到1000FM,信號噪聲比可以高達10 : 1。因此,在這樣的情況下,系統可以達到很高的精度、很高的穩定性以及非常迅速的響應。因此在對壓差控制有較高要求的運用中,通常都推薦或要求使用這樣的控制方法。
對于余風量控制系統來說,流量測量裝置是影響系統性能的關鍵裝置。一般常用的流量測量裝置為熱線風速傳感器陣列和畢托管陣列。這樣的流量測量裝置有很高的精度.然而一旦有顆粒附著或堵塞在傳感器上,或傳感器受到腐蝕的影響時,其測量就會發生很大的偏差。對于畢托管陣列,還必須注意其在低風速時有很大的測量誤差,所以應考慮其應用范圍。流量測量裝置的安裝位置同樣也需要嚴格按照其技術規格的說明進行選擇,否則同樣會造成測量的誤差。
另外,在目前有一類流量控制裝置出現在很多運用中。它是一種線性的、壓力無關的風量調節閥,能夠根據閥門位置提供相應流量反饋信號(例如文丘里閥),其標定和校正在出廠時已經由專業供貨商完成。相對于單純的流量測量裝置,這種裝置功能更加的集成,它在進行流量控制的同時能夠進行流量測量。在實際使用時,這種壓力無關裝置的流量反饋精度,一般采用備份的流量測量裝置進行驗證。當前這樣的壓力無關型風量調節閥,已經在很多要求較高壓差控制中取得了成功的應用。
4 影響壓差控制的其他因素 建筑技術對壓差控制的性能和效果有很大的影響,不密閉的圍護結構很難建立起穩定的壓力梯度。它需要有很大的余風量才能彌補很多的泄漏,當使用很大的余風量時,將向相鄰空間中抽取(或排出)大量的二次空氣,因此可能會造成溫度、濕度控制的問題。因此必須使潔凈室有一個密閉的圍護結構,才能保證相應的壓差和合理的氣流方向。
風管的泄漏也會對余風量控制的精度和性能造成影響。如果在流量測量裝置和潔凈室圍護結構之間,有空氣泄漏出風管或進人風管,將會造成流量測量的誤差從而引起壓力控制顯著的偏差。如果是在定壓系統中,這個誤差相對恒定;但如果系統的靜壓是波動的,這個誤差也將會波動,因此控制系統非常難以采取技術措施消除這樣的誤差,從而造成控制性能的惡化。因此,必須要求對送風和排風管道進行泄漏檢測,允許的最大泄漏率最大不應超過0.5%(具體見空調專業設計要求)。
參考文獻: [1] Dale T. Hitchings, Space pressurization control sysems, ASHRAE journal, 1994
關鍵詞:潔凈手術室凈化空調節能
隨著醫療技術水平的提高,潔凈手術室的需求量迅速增加,對潔凈手術室的凈化空調系統的節能也提出了更高的要求,針對凈化空調系統的節能技術研究也備受關注[1-4]。《醫院潔凈手術部建筑技術規范》(GB50333-2002)中明確規定了我國潔凈手術部用房的潔凈度、溫濕度、送風量和新風量等主要技術指標,對醫院手術部凈化空調系統的設計提出了嚴格的規定[5]。同時,《公共建筑節能設計標準》(GB50189-2005)又對我國公共建筑提出了節能的要求[6]。因此,設計既滿足《醫院潔凈手術部建筑技術規范》要求,又節約能源的凈化空調系統對發展醫院現代化手術區域具有非常重要的意義。本文對潔凈手術部凈化空調系統的設計、施工及運行管理環節進行分析,探討切實可行的節能措施。
1 優化設計方案
完善的設計方案是實現凈化空調系統節能的關鍵環節。在系統設計階段,就應該充分考慮節能的技術指標,以保證潔凈手術室的凈化空調系統最終能達到節能的要求[7]。
1.1優選設計參數
選用適宜的設計參數,對能耗的影響將會很大。由于在空調負荷中(圍護結構冷熱負荷、人員冷負荷及濕負荷、設備和照明冷負荷、空氣滲透冷熱負荷和新風冷熱負荷),在最小新風量滿足《醫院潔凈手術部建筑技術規范》中的規定以及不小于補償排風和保持室內正壓所需新風量的約束條件下,可以按照能耗最低的目標設計新風量。
1.2合理確定凈化等級
由于Ⅰ級(百級)、Ⅱ(千級)、Ⅲ(萬級)、Ⅳ(三十萬級)各級手術室對換氣量的要求有很大的不同。因此,合理地確定手術室的凈化等級,避免換氣次數過大,而不是一味地追求高級別凈化手術室,對節能有很大的意義。
1.3合理劃分凈化空調系統
根據《醫院潔凈手術部建筑技術規范》的有關規定:潔凈手術室應與其輔房分開設置凈化空調系統;Ⅰ、Ⅱ級潔凈手術室應每間采用獨立凈化空調系統,Ⅲ、Ⅳ級潔凈手術室可2~3間合用一個系統;新風可采用集中系統;各手術室應設置獨立排風系統。
根據醫院手術部不同區域的冷熱負荷的特點,可以劃分成多個凈化空調系統,避免同時供熱和供冷的現象,從空氣處理過程的角度出發避免冷熱抵消的現象,從而達到節能的效果。
1.4合理利用二次回風
因為醫院潔凈空調系統對室內的溫濕度均有很高的要求,在制冷工況下,為了使溫濕度能夠同時滿足設計要求,需要設定除濕優先的控制模式。而二次回風系統利用二次回風與冷卻除濕后的一次回風混合,使混合溫度接近送風狀態點溫度,可大大減小二次再熱量,甚至二次再熱為0,從而大大節約二次再熱的能耗;此外,由于一次回風量減少,也大大節約了主空氣處理機組的制冷量。理論上,通過I級手術室一次回風和二次回風總冷量和再熱量的對比,在夏季大約可節約40%左右的運行能耗。
1.5選用智能化控制及節能設備[8]
智能化控制是系統節能運行的重要保證條件,在系統設計階段應針對節能的要求選擇智能化的控制方案及相關的節能設備。值班狀態風機轉為低頻運轉,只提供滿足正壓的風量。采用變頻風機來調整系統風量,可以大量節省空調機組的電耗量。
2施工質量的控制
將優化的設計方案實現的關鍵是在施工中認真貫徹設計意圖,保證施工質量以避免因施工缺陷造成的附加能耗。以下兩點在施工中尤其要引起重視。
2.1入口管道的安裝
入口管道安裝的不合理會導致進口阻力很大,降低主機的運行效率。為了保證氣流均勻地進入葉輪,風機入口管以平直管段為佳。對于無法回避的變徑入口管,應盡量采用角度較小的漸擴管,避免采用阻力損失較大的突擴管和突縮管。
2.2減少漏風率
漏風會使得通風能耗大大浪費,主要體現在以下兩方面:管道漏風將導致一部分風量沒有送入(排出)房間,導致能量浪費;管道漏風將導致風機與管網匹配的工作點發生偏差,導致風機低效運行。施工過程中要注意采取的主要節能措施包括兩方面:一是做好系統密封性的質量控制,二是保溫和裝飾部分要達到密封要求。
3 運行節能措施
有了節能的設計方案和施工質量的保證,運行節能是實現空調系統節能的最終環節。以下是作者根據運行經驗建議采用的節能措施。
3.1 根據手術室的熱動態特性設定預冷(預熱時間)
按照手術室的恒溫要求,考慮到手術室和空調系統的熱慣性,應在在手術前提前啟動空調系統預冷(預熱),待到手術開始時穩定在設定溫度。熱慣性小的房間溫度響應很快,所需開機預冷(預熱)的時間較短。因此,測定了手術室的熱動態特性,就可以掌握預冷(預熱)所需要的時間,從而將空調機組的無效運行時間減少到最低限度。
3.2 根據壓差動態制訂過濾器維護計劃
過濾器的阻力對空調機組的能耗影響很大,及時進行過濾器清洗或更換,既能減少風阻、降低能耗又可以可延長其使用壽命。按照傳統的運行管理模式,為保持潔凈效果,要定期清洗或更換過濾器。例如,每兩周至一個月取下過濾網清潔一次。當壓差在設計允許范圍之內時,可不必對過濾器進行維護,當壓差達到臨界點附近時,再對過濾器采取必要的維護措施。
3.3根據室外環境條件設定運行模式
在過渡季節或者室外溫濕度適宜的時候,適當加大凈化空調系統的新風量,利用新風替代冷源可以縮短制冷機的運行時間,從而達到節能的效果。雖然過渡季加大新風量將增加新風機組的風機電耗及初、中效過濾器的負荷,但總體來講仍然節約能耗和運行費用,是目前凈化空調系統常用的節能措施。根據室外環境條件設定運行模式,不僅需要室內溫、濕度,還需要室外溫、濕度和可調節風門才能實現。
3.4 采用智能化控制器控制空調系統運行[9]
為了實現上述手術室凈化空調系統的節能運行措施,依靠人工操作是不現實的。因此,采用智能化的空調系統控制技術是必然的選擇。采用智能化的控制器,不僅可以在過濾器實時壓差數據達到臨界點時報警,還可以根據壓差的變化趨勢預報維護過濾器的時間,甚至可以根據壓差的數據調整變頻風機的轉速;采用智能化的控制器,可以根據室外環境條件,自動調整系統的運行模式,例如在過渡季節控制風門執行器加大新風比例,充分利用新風的能量。此外,利用智能化控制器的通信接口,可以實現多機組的遠程集中控制,這對于提高大型醫院凈化空調系統的管理水平有非常重要的意義。
4結語
目前,很多空調節能技術都趨于成熟,并且新技術、新產品也在不斷發展之中。在潔凈手術部凈化空調系統的設計過程中,完全有條件結合工程的實際情況,通過詳細的計算和經濟性比較,提出節能的設計方案,選用高效節能的通風空調設備;加之在運行中通過智能化的控制器來實現系統的節能運行策略,使大幅度降低凈化空調系統的能耗成為可能。
參考文獻
[1] 劉樹清,閉業賓. 一種節能型醫院凈化手術室空調系統[J].制冷與空調,2010,24(1):.52-55
[2] 黎洪,蔣小強. 醫院潔凈空調系統的節能設計[J].建筑節能,2008,36(5):36-38
[3] 李濤,涂光備,孫琳,等.潔凈手術室空調系統的節能[J].煤氣與熱力,2004,24(10):38-42
[4] 伍小亭,王硯,周建濤.手術室潔凈空調系統設計探討[J].暖通空調,2002,32(6):66-68
[5] GB50333-2002,《醫院潔凈手術部建筑技術規范》[S]
[6] GB50189-2005,《公共建筑節能設計標準》[S]
[7] 謝景欣.醫院手術室凈化空氣調節系統設計分析. 環境與健康,2010,27(9):814-818
關鍵詞:凈化空調系統;空調調試;潔凈度
中圖分類號:TB 文獻標識碼:A
doi:10.19311/ki.1672-3198.2016.11.135
1潔凈度存在不達標問題及其改進建議
在凈化空調系統安裝施工調試過程中,往往會遇到潔凈度不達標的問題,如有些施工調試單位為了進度,而匆忙施工,不管條件是不是具備了,甚至有些沒有對風管進行清洗就進行施工,使得風管污染嚴重。還有,在高效過濾器的施工安裝過程中,必須做好室內清潔工作,而有些施工安裝隊在調試中卻忽視了這一點,在室內很臟的情況下進行過濾器的安裝,這一定程度上會降低過濾器的效率及使用年限。再者,在施工調試過程中,許多施工人員并沒有對管內認真的進行過清理,使得管內出現塵雜物如砂土等,他們對未裝完的空管頭也沒有進行堵管處理,在焊接過程中也沒有對管內所遺存的焊渣進行清除處理,從而使得所有這些污物沉積于風機盤管中的過濾器濾網上,或者沉積在凈化空調系統的支干管末端,最終使得清潔度不達標,使放出的空調水為帶有麻絲、焊渣、鐵銹等的污水。
針對潔凈度達標的問題,各施工隊的調試工作必須在施工基本完工、外門窗裝好、吊架預留好之后進行清掃、清潔工作才能進行。在風管成型之前,施工人員必須對板材做好清潔清洗處理,將板面上所出現的油污清除掉,在風管成型被擦拭清凈之后還需通過吸塵器進行去塵處理,之后再利用塑料薄膜將風管的開口包封好。在過濾器的安裝過程中,必須根據施工規范中的要求,先對室內進行清潔工作,待系統進行十二小時的空吹之后,再進行安裝。最后,對于管內的清潔工作,在安裝調試之前,工作人員必須對空管頭加設管帽,做好管堵工作,防止各類雜物進入管內,在管道安裝調試之后必須進行清水沖洗處理。同時在凈化空調系統的總管上安裝一個排污閥和過濾器,定期對管道進行清洗和排污處理。
2風量不夠問題及其改進建議
在凈化空調系統安裝調試過程中,可能會發現空調機總風量以及風口風量不足的問題,而出現這些的問題主要在于以下幾個因素:第一,管理方面的問題使得夾層中的風管如三通、四通、柔性連接處出現損壞、破損等情況,從而導致漏風現象。第二,在材料設計過程中,工程師并沒有根據實際情況進行核算,將空調機組參數進行據實核算,從而使得實際漏風量跟系統設計中的漏風量和系統阻力存在出入,從而導致空調機組安裝調試中出現風向不足的情況。第三,風閥并沒有進行有效的開關,在風口風量出現不正常情況時,風閥開關是調節風量的最有效手段。而在調試過程中,有些施工人員并沒有對排風口的風閥進行正常的開和關。
針對風量不足的問題,必須對凈化空調系統調試流程進行有效改進。首先,必須實時對漏風量進行測定。其測量公式如下:Q0=Q(P0/P)0.65。其中P0是規定試驗的壓力,一般為500Pa;Q0是規定試驗壓力下的漏風量,單位一般為m3/(h?m2);P是風管工作的壓力,單位為Pa;Q是工作壓力下的漏風量,單位為m3/(h?m2)。根據這個公式對漏風量進行定期不定期的測量,從而判斷風口風量及總風量情況。其次,通過以上的核算以及對空調機組各參數的實時核算,根據這些參數對空調機中各部件進行定期檢查和矯正。再次,設計風閥,對風量進行實時調節,采取電動雙位閥,使其跟空調箱進行連鎖,使得其在停機非工作狀態能有效確保回風管路和潔凈室免遭新風的污染,而且在冬季寒冷天氣能有效保護空調箱的換熱器,確保它遭受寒冷天氣是凍壞。最后,對機房內的系統阻力進行有效的控制,盡量確保空調機的大小跟機房本身的大小相符合,盡量讓空調機身設計成臥式,以降低空調機組的系統阻力。
3調試目的及流程不當問題及其改進建議
凈化空調系統的調試主要目的是為了解釋和檢查、驗證空調系統的合理性及安裝結果,通過調試對此施工安裝項目的通風和空調的綜合性能進行評價。而在許多調試過程中,工作人員往往不按照規定的流程進行操作,使得操作不當的問題,這一定程度上影響到凈化空調系統的調試結果。正確的調試流程應該為:第一,在通風設備以及各種管道進行施工安裝之后,必須對潔凈室進行空調機空吹處理,并做好衛生清理工作;第二,在檢查驗收合格之后對空調機組以及潔凈室進行潔凈管制,嚴格檢查和管理空調機組以及潔凈室的清潔情況;第三,高效濾芯的安裝,并對其進行檢漏處理。第四,對管道風口進行風量測試和平衡測試。一方面對風口風量進行定時不定時的測試,一旦出現風量不足的情況,即時采取調整措施;另一方面對空調機總風量進行定期不定期的測試,出現風量不足情況即時采取措施進行調整。第四,房間壓差調整及潔凈度再次測試,確保壓差平衡和空調運轉環境清潔。第五,房間溫度、濕度測試及調整。對房間的溫度、濕度進行調試中的測試,出現不適情況,及時進行調整。
參考文獻
關鍵詞: 手術室 凈化 空調 潔凈度 運行管理
近來來,各地縣級以上新建醫院手術部基本都采用了空氣凈化技術,空氣凈化配合功能流程使得潔凈手術室整體空間環境更科學、更安全、更潔凈,能夠有效地減少空氣中微生物含量,防止醫院感染,為手術的成功提供了重要的保障。然而,由于很多臨床醫務人員還不能夠很好地掌握其使用方法,忽略了系統的運行與維護,致使設備的性能沒有達到預期的理想效果。為此,建立科學、嚴謹的管理與維護機制,使設備的性能得以充分的發揮,就顯的尤為重要。筆者就多年來對潔凈手術室凈化空調設備的管理和維護的經驗,現對其性能、運行監測、維護及注意事項等方面進行論述,供同行參考。
1 凈化空調簡介
凈化空調系統,它是由空調系統和凈化系統兩部分組成。
1.1 空調系統
就是完成對空氣進行自動調節的功能,對室內的溫度、濕度、風速、風壓、風量加以控制,其目的就是為了達到潔凈室內溫度和濕度的要求從而達到人體的舒適感。
1.2凈化系統
它是對空氣中的非生物粒子和生物粒子加以控制,消除塵埃粒子,控制手術室內的菌濃度,使手術間達到一定的生物潔凈標準。使用的方法就是將空氣在進入手術室之前對其進行消毒,并使用初效、中效、高效過濾器對空氣進行三級過濾處理,過濾掉空氣中的灰塵、浮游微粒、細菌及有害氣體,使新鮮而潔凈的空氣流入手術室,稀釋室內的菌濃度。除此之外,凈化系統還對進入手術室內的氣流加以控制。我們知道,對于處于手術室手術區的患者傷口來說,手術感染源是來自多方面的,為了最大限度地消除或避免由各種途經帶入的病源微生物而引起感染,凈化系統利用流體力學原理,將手術室內各區域的氣流分布物的擴散,將在空氣中浮動的微粒和塵埃、污物等通過專設排風口排出手術室。空氣中沒有了浮動的塵埃等污物,就基本上杜絕了手術室內細菌傳播的媒介。所以說凈化的最終目的就是要控制室內的菌濃度,讓手術室更加潔凈,這不但能夠降低患者手術傷口被感染的幾率,而且也同時能夠確保醫務人員的自身健康。
2 系統主要參數
凈化空調系統的運行測試,就是用科學的方法對系統參數進行檢測,從而對其運行狀況進行診斷,判斷出設備是否完全發揮其應有的效能,為使用者提供科學的依據,并對系統做出綜合性能全面評定。對現已運行的系統,需要測試和監控的內容很多,主要分以下幾個參數。
2.1風速
工作區截面的平均風速氣流組織均勻,不產生渦流,利用合理的氣流方向來控制污染。
2.2新鮮空氣量
補償室內排風和保持室內正壓值所需的空氣量。
2.3靜壓差
維持潔凈室(區)的空氣處于一定的正壓值,不同等級潔凈室(區)之間的壓力差。
2.4換氣次數
在自凈時間內保證潔凈度。我國標準是萬級25次/h 、10萬級l5次/h。
2.5溫、濕度
室內溫度為22℃~25℃,相對濕度為40%~60%。
2.6噪聲
手術室噪聲動態監測時不大于52db。
2.7潔凈度
使用光散射式粒子計數器,檢測空氣中所含塵埃粒子數。
3 系統的維護與保養
3.1空氣處理系統
對凈化空調空氣處理系統進行良好的維護和保養,是系統安全穩定運行的有力保證。很多醫院在這方面都存在不少問題,主要體現在運行管理和維護保養制度不完善,缺乏對系統各項指標的檢測手段,使系統在不達標狀態下運行,存在很在安全隱患。
【關鍵字】凈化;空調系統;潔凈工程 ;質量控制
手術室和ICU是進行手術及重癥護理的主要場所,這就要求這兩個地方要時刻保持潔凈。隨著凈化空調系統的發展,手術部和ICU的潔凈工程在醫院的應用也越來越廣泛,因此凈化空調系統的施工也受到越來越多的重視。凈化空調系統就是對手術部和ICU內空氣的濕度、溫度、風速、氣壓以及空氣中含有的灰塵顆粒、細菌的濃度等進行控制,以此來凈化空氣的系統[1]。對于手術室和ICU的潔凈工程最主要的作用是控制室內的細菌,以防在進行手術或術后恢復的過程中,出現傷口感染或術后感染的情況,如果出現感染,就會降低手術的成功率。因此,在手術部和ICU內要重視凈化空調系統的施工,通過凈化空調系統來減少污染物對手術部和ICU的污染,從而減少傷口感染的幾率,以此來提高手術的成功率。
一、對于凈化空調系統施工的研究
伴隨著科技的發展,我國的潔凈技術也在發展,現在潔凈技術主要應用在醫療衛生、食品、化妝品、制藥生物工程等行業。近年以來,我國的凈化技術應用的領域也越來越廣泛,而在醫療衛生的使用中更為主要。潔凈手術部和ICU的凈化空調系統一方面就是把潔凈的空氣供到潔凈區域內,讓室內污染的空氣濃度變小,減少傷口感染的情況[2];另一方面,把潔凈區域內的原有空氣置換排出,從而減少凈化手術室和ICU內的空氣污染。通過對手術室和ICU內進行凈化空調系統施工,能很大程度上提高醫院手術部和ICU內的潔凈程度,減少傷口感染,提高手術成功率。
二、影響凈化空調系統施工質量的因素
對凈化空氣技術來講,凈化空調系統施工是一個非常具有實用性的技術。但在實施凈化空調系統施工時,還會存在一些因素,影響凈化空調系統施工的質量,這些因素主要表現在以下幾方面:
(一)凈化空調系統施工醫院的特殊性
凈化空調系統施工技術對于空氣的潔凈度、濕度以及溫度都有很高的要求,對于空氣的潔凈度要求更高,然而空氣潔凈度容易受到各方面的影響。在我國,凈化空調系統已經廣泛使用在醫院中,但是由于醫院環境的特殊性,對于醫院手術部和ICU要求高質量的凈化空調系統施工。要求越高,凈化空調系統技術就越難充分按設計意圖實現,從而影響凈化空調系統施工的質量。
(二)安裝凈化空調系統技術的欠缺
對于醫院這種有著較高要求的凈化空調系統施工,尤其是在部分改造項目,在安裝的過程中,可能會由于一些現場條件限制或安裝技術問題,使之在進行施工時,難以按照規范來進行施工,這樣就會導致施工時出現問題,如:室內的送風量不夠、不同凈化級別區域之間的壓力梯度無法建立等情況,這樣凈化空調系統就會失去應有的潔凈能力。
三、提高潔凈手術室和ICU凈化空調系統施工質量的措施
(一)嚴格控制凈化空調系統施工的材料和設備的質量
在潔凈手術室和ICU凈化空調系統施工前,必須要先驗收材料,合格之后才可以使用,并且要準備所有材料明細表[4]。施工單位在施工中所使用的設備,在開始使用之前須先報備給監理公司,然后查看相關設備的所有資料是否齊全,資料齊全之后,方可使用這些材料和設備,這些均由監理公司查看驗收。
超衛型組合空調箱等相關設備是凈化空調系統的關鍵組成,因此必須保證相關設備的質量滿足設計要求,在相關設備進場時,施工方、監理方、業主單位人員三方到場,共同參加開箱檢查,尤其是監理人員,須仔細查看設備的所有零部件是否齊全,并復核相關的技術參數是否與設計圖紙相符,在場的所有參加人員須簽字確認。這樣在系統使用過程中出現問題時,可以方便的查閱設備的相關資料。
(二)在安裝和管理凈化空調系統施工方面須嚴格把握質量關
在凈化空調系統施工現場,現場的場地必須干凈整潔,所有人員必須在使用前接受相關培訓,所有人員的工作服需干凈整潔,所有的設備工具每天都要打掃,并且加強現場巡查,保證凈化空調系統施工安全[5]。所有現場凈化空調系統施工人員須培訓相關的潔凈規章制度,所有人員須穿戴專用的衣服和鞋,保證穿戴整潔干凈,并且在施工的過程中,我們必須嚴格控制好凈化空調系統施工時所產生的大量灰塵,并在凈化空調系統施工現場禁止吸煙和吃東西,避免重復打掃衛生。所有的凈化空調系統施工人員須佩戴專門的標記,由專人管理。
施工人員在進入設備內部時,需要穿干凈的衣服和手套,這樣才不會損壞或污染設備,在施工完成時還須清理、清潔設備里面的污垢和塵土等,增加設備的使用壽命。
凈化風管在制作完成、暫不安裝時,必須將內表面清理、擦干凈后兩端用塑料薄膜封口,存放在成品區;在安裝時,必須重新檢查內表面是否干凈,安裝完畢再在開口端用塑料薄膜封口;所有的風系統部件(如高強度鋁合金手動風量調節閥、鍍鋅防火閥、消聲器等)在安裝前,亦需檢查內表面是否干凈,在內表面干凈的情況下方可安裝。
同時,凈化風管還必須按照相關施工驗收規范的要求,進行漏光檢測,對不達標的風管采取整改措施或重新制作安裝。
凈化空調系統班組長必須對上述所有過程進行全程的監督、檢查,對不符合要求的內容進行記錄,并整改。
結束語
綜上所述,本文對如何實現凈化空調系統施工的質量控制情況,進行了闡述,讓我們認識到潔凈醫院手術部和ICU凈化空調系統是施工質量控制的關鍵,施工的重點在于潔凈醫院手術部和ICU凈化空調施工過程的控制,只有將過程控制好了,才能提高凈化空調系統的施工質量,也就是說醫院手術室和ICU凈化空調系統施工要達到標準。從凈化空調系統的安裝到應用,都需要相關單位的嚴格把關,在安裝之后,需有資質的檢測部門進行檢測,按照相關標準進行檢測驗收。對于潔凈醫院手術部和ICU凈化空調系統安裝及施工中出現的問題,應該及時的解決,只有這樣,才能把合格的凈化空調系統工程交付醫院使用。筆者希望更多的專業人士能投入到該課題研究中,針對文中存在的不足,提出指正建議。
參考文獻:
[1] 余志明.潔凈手術部凈化空調系統施工的質量控制[J].科技資訊,2010,(5):47.
[2] 朱捷.醫院潔凈手術部凈化空調系統的施工質量控制[J].建筑施工,2012,34(6):586-589.
[3] 黃建軍.凈化空調系統施工的質量控制提高[J].城市建設理論研究(電子版),2013,(13).
[4] 葉發廉.潔凈手術部凈化空調系統施工的質量控制[J].廣州建筑,2002,(3):29-33.
[5] 金曉明.潔凈手術部凈化空調系統施工的質量控制[J].廣州建筑,2010,(6):29-33.
[6] 馮樹根.醫院潔凈手術部工程設計和施工中的注意事項[J].山西建筑,2010,32(8):37-38.
[7]《潔凈廠房設計規范》 GB 50073-2013
關鍵詞:凈化空調系統;運用;電氣自動化;技術
中圖分類號:TB657文獻標識碼: A
引言
工業電氣自動化在一般的應用程序中他的技術都是很成熟的,伴隨著我國一個全新的電器的步入使得空調系統中的應用技術穩步提升,但在制藥業中所使用到的凈化空氣系統自控方案的選擇上可謂是多彩多樣化的。如煙草企業在凈化空調系統中運用工業電氣自動化,解決其車間凈化不力的技術難題,節約生產成本,提高了產品的質量。凈化空調系統中對工業電氣自動化的高效利用,改善了空氣處理方式,有助于我國電氣化發展水平的提升。
一、工業電氣自動化的發展現狀
工業電氣自動化技術的提高離不開平臺開放式發展OPC 技術和 Windows 平臺技術的開發利用。多數工業控制標準平臺、語言和規范都是基于 Windows 系列和 InternetExplorer 等微軟系統而開發設計的。基于 PC 系統人機界面的控制系統具有良好的靈活性、易操作性和易集成性,PC 的控制系統占領了工業自動化領域的主導地位。電氣自動化的發展趨于采用統一的系統開發平臺,開發平立于最終的運行平臺,有利于工業電氣自動化項目在整個建設周期中進行設計、實施、測試、開機等的統籌與協調,有利于節約建設成本。工業電氣自動化系統趨于采用通用的網絡結構,此趨勢可協助企業保障現場控制設備及計算機監督系統之間的數據溝通流暢,幫助企業管理層對現場設備的進行實時監控,促進企業辦公自動化環境的提升。
二、電氣自動化的發展趨勢
在經濟發展迅猛的如今,科技也是在日異的變化著,我們要認識到他的技術特點。在電氣自動化的發展趨勢中,所選的專業既是新興的科學,同時也是被廣泛應用的,在此同時他的就業和創業前景也都是相當可觀的。首先,電氣自動化技術可以與我國新銳的科學技術成果相結合,并且投入到電氣自動化技術的創新中去。研發更多的電氣自動化產品應用于我國的國計民生中,促進我國工業化的發展。隨著我國經濟的不斷發展,現代工業的不斷發展使得電氣自動化技術方面的人才市場有著相當大的潛力。其次,優化電氣自動化系統的結構,實行電氣自動化系統平臺的統一化、系統結構通用化、系統程序接口標準化,這樣就可以大大地提高對電氣自動化技術的利用率,減少不必要的損失及節約冗雜時間及費用。最后,在將電氣自動化技術應用于工業生產中,應注意電氣自動化市場的產業化、生產的安全化以及工作人員的專業化。如此可以加大電氣自動化在工業生產中的利用力度,推廣電氣自動化的使用,讓更多的企業及行業受益于該項技術。
三、凈化空調的特性
凈化空調系統的控制參數一般包括溫度、濕度、微粒數、細菌濃度、空氣潔凈度、風量、壓差及噪聲系數等,應滿足特殊環境工作的控制標準,如《潔凈廠房設計規范》(GB50457-2008),確保空氣凈化工藝的完整性。凈化空調系統的組成包括整體式空氣調節機組(包括過濾裝置、加熱器、表冷器、加濕器、風機等)、冷凍室、控制器、變頻器、傳感器、執行器及中文操作面板等設備,需進行溫度、濕度的調節,其風處理過程可歸納為:新風―――初效過濾―――預加熱―――表冷―――加熱―――加濕―――中效過濾―――高效過濾―――潔凈室。為了保障空氣潔凈度的要求,采用初效過濾、中效過濾、高效過濾的三級過濾。凈化空調系統的特性可歸納為:需控制微粒的污染,為企業提供一定容量的工作空間;建筑內部設置潔凈室,可提供超出一般空調系統的送風量,需要大負荷和合理正負壓差,其多功能性和復雜性導致其設計參數設計建筑、空調、凈化等多級學科,需考慮合理布置,以避免污染鄰室空氣,潔凈室必須維持一定的正壓,一般潔凈區與非潔凈區之間的靜壓差大于 5 帕;凈化空調系統的質量要求高,必須符合相關行業標準。
凈化空調系統設計方案按送風方式不同可分為三種,一是全部采用新風,二是用新風和循環風相結合,三是全部自循環風,其中第二種形式應用得最為廣泛,典型為集中式凈化空調系統。凈化空調系統控制方案可分為單系統測量控制系統和數字計算機控制管理系統。
五、凈化空調中運用工業自動化的必要性
(1)凈化空調中運用工業自動化是 GMP 參數需要。凈化空調系統所控制的除一般空調系統的室內溫、濕度之外,還要控制房間的潔凈度和壓力等參數,并且溫、濕度的控制精度要求較高,特別是生產中的環境有很高要求。
(2)凈化空調中運用工業自動化是提高空氣運行質量的需要。在潔凈室的氣流分布、氣流組織方面,要盡量限制和減少塵粒的擴散,使潔凈室的氣流不受污染。
(3)凈化空調中運用工業自動化是提高正壓風量的需要。潔凈室與室外或鄰室必須保持一定壓差(正壓或負壓),最小壓差在 5 Pa 以上,這就要求有一定的正壓風量。
六、凈化空調中運用工業自動化運用
(1)凈化空調機組自控系統工作原理。凈化空調機組自控系統工作應該對溫度的控制凈化空調系統采用 DDC控制。控制加熱電動調節閥或冷水電動調節閥的動作,控制回風溫度保持在 18℃~26℃之間,使潔凈室溫度符合 GMP 要求。此外,對濕度的控制裝置在回風管(回風濕度近似于潔凈室濕度)內的濕度傳感器所檢測的濕度,送往控制器與設定濕度相比較,用比例加積分運算控制,輸出電壓信號,控制蒸汽電動調節閥的動作,控制回風濕度保持在 40%~60%,使潔凈室濕度以滿足 GMP 要求。
(2)設計好組合空調機組。組合空調機組是凈化空調系統中的主要設備,它集過濾裝置、加熱器、表冷器、加濕器、風機等于一體組成各功能段,用風管將潔凈空氣送給潔凈室。可設計成單個系統的測量、控制系統,也可設計成數字計算機控制管理系統。其中數字直接控制系統(DDC 系統)在現代樓宇自控中應用廣泛,且日趨成熟,怎樣把這一成熟控制技術應用在凈化空調系統中也是人們所關注的。
筆者以為,采用 DDC能獲得良好效果。一般傳統控制方式所需要的多個控制器及繁雜接線,才能實現聯動控制、延遲控制、切換控制等多種控制。現在由一個 DDC 控制器就可以滿足要求,與傳統控制方式相比,在控制內容及規模相同的前提下,直接數字控制器的總成本大大減少,其功能及靈活性較傳統控制方式更為實用。現以直接數字控制器為主的自控系統方案作一探討。
以 DX- 9100 控制器是一個模塊化、可擴展,在現場具有顯示及操作能力的控制器為例。DX- 9100 的軟件功能十分齊全,可實現各種現場控制要求。其操作系統包括實時功能、l2個可編程模塊及 PLC邏輯運算模塊。由于它是由一個功能模塊所構成,其圖形化編程工具使得程序設計異常簡單,用戶只要簡單地調用圖塊,填加參數,控制程序便可生成。在這些程序中,多級控制及統計功能、PLC 控制功能、定時控制功能也是其中的內容。
(3)自控系統達到的功能效果。自控系統達到的功能主要有:壓力變送器主要起到監測風機狀態;溫度、濕度傳感器和變送器主要起到 監測回風溫、濕度作用;加熱、加濕、冷水電動二通閥和電動三通閥主要起到調節回風溫、濕度的功效。通過實踐檢測的效果來看,系統中所有檢測數據,均可在DX一 9100 顯示屏上顯示出來。通過 DX一 9100 內預先編寫的邏輯程序,系統可執行下列連鎖功能。①裝設在新風入口處的風門與風機連鎖。當風機停止后,新風風門全關。②電動調節閥與風機啟動連鎖。當風機停止后,電動調節閥亦同時關閉。③風機啟/停狀態是用壓差開關檢測的。當風機啟動后,風機二側壓差超過其設定值時,開關常開觸點閉合,信號送往DX- 9100 系統,控制程序立即投入運行,從而達到工作要求標準。
七、結語
凈化空調系統是以送風、回風、控制溫度和濕度、除菌消毒等為設計目標的系統工程,工業電氣自動化有助于保障凈化空調系統對化學品廠、生產車間等特殊環境進行空氣凈化的效果,其系統運行的穩定性、可靠性和先進性得到進一步提高。相關工作人員應積極進行凈化空調系統自動化的研發運用工作,結合不同地區部門的實際情況和不同行業的標準規章,為凈化空調系統的電氣自動化出謀劃策。選擇合適的空調凈化控制方案,不僅能為本企業節約成本,還能為員工創造更好的車間生產環境,提高生產效率,增加企業收益。
參考文獻
[1]陳廣文,李修偉.工業電氣自動化系統的發展策略[J].黑龍江科技信息,2011(09):1.
[2]李吉山.凈化空調系統中工業電氣自動化運用[J].現代營銷(學苑版),2011(08):296.
[3]初春玲,劉琳.醫藥工業潔凈廠房凈化空調系統設計問題探討[J].潔凈與空調技術,2010,(4).
[4]李軍,馬衍辰.凈化空調系統設計中存在問題的思考及建議[J].天津城市建設學院學報,2010,(3).
[5]王志軍.凈化空調系統設計安裝中應注意的幾個問題[J].制冷與空調,2011,(3).
[6] 王廣明. 工業電氣自動化在凈化空調系統的應用方案 [J]. 機電信息,2007,(11):39-41.