凈化空調(diào)是指具有凈化能的空調(diào),主要用于制藥、化學(xué)化工、醫(yī)院手術(shù)室、負(fù)壓病房,動物房、醫(yī)療器械、食品飲料、無菌實驗室、P級實驗、負(fù)壓病房,層流病房,GMP凈化車間,電子無塵車間,飲料灌裝車間,QS食品凈化車間,純凈水灌裝車間,恒溫恒濕實驗室,除塵車間,無菌灌裝車
凈化空調(diào)機組主要能是為了保證房間的潔凈度,防止污染氣流進入室內(nèi),使室內(nèi)空氣保持一個良好的環(huán)境。
凈化空調(diào)與常規(guī)空調(diào)的區(qū)別
主要參數(shù)控制
常規(guī)空調(diào)側(cè)重溫度、濕度、新鮮空氣量和噪聲的控制,而凈化空調(diào)則側(cè)重控制室內(nèi)空氣的含塵量、 風(fēng)速、換氣次數(shù)。
對溫、濕度有要求的房間,溫、濕度也是主要控制參數(shù)。
對生物潔凈室而言,菌含量是主要的控制參數(shù) 之一。
空氣過濾手段
常規(guī)空調(diào)有的只有粗效一級過濾,要求較高的是粗效、中效兩級過濾處理。而凈化空調(diào)則要求三級過濾,即粗、中、高效三級過濾,或粗、中、亞高效三級過濾。生物潔凈室除送風(fēng)系統(tǒng)有三級過濾外,在排風(fēng)系統(tǒng)依據(jù)不同情況設(shè)置二級髙效過濾或濾毒吸附過濾, 以此消除動物的特殊異味及避免對環(huán)境的污染
室內(nèi)壓力要求
常規(guī)空調(diào)對室內(nèi)的壓力要求不嚴(yán)。而凈化空調(diào)為了避免室外污染空氣的滲入或不同生產(chǎn)車間不同物質(zhì)的相互影響,對不同潔凈區(qū)的正壓值均有不同的要求。在負(fù)壓潔凈室內(nèi)還有負(fù)壓度的控制要求。
為了避免被外界污染,凈化空調(diào)系統(tǒng)材料和設(shè)備的選擇、加工工藝、加工安裝環(huán)境、設(shè)備部件儲存環(huán)境等,均有特殊的要求。
對氣密性的要求
常規(guī)空調(diào)系統(tǒng),對系統(tǒng)的氣密性、滲氣量雖有要求,但潔凈空調(diào)系統(tǒng)的要求要比一般空調(diào)系統(tǒng)高得多,其檢測手段、各工序的標(biāo)準(zhǔn)均有嚴(yán)格措施及要求。
對土建及其他工種的要求
常規(guī)空調(diào)房間,對建筑布局、熱工等有要求,但對選材及氣密性要求不是很嚴(yán)格。而凈化空調(diào)對建筑質(zhì)量的評價除一般建筑的外觀等要求外,則側(cè)重于防塵、防滲漏。在施工工序安排及搭接上要求很嚴(yán)格,以避免產(chǎn)生裂縫造成滲漏。它對其他工種的配合、要求也很嚴(yán)格, 主要均集中在防止?jié)B漏、避免室外污染空氣滲人潔凈室及防止積塵對潔凈室的污染。
“凈化”、“密閉”是凈化空調(diào)的兩個基本要求,需要施工前進行精細(xì)化的設(shè)計。
潔凈空調(diào)系統(tǒng)分類
人們一般按系統(tǒng)內(nèi)各潔凈室的潔凈度來命名系統(tǒng),如稱之為100級凈化空調(diào)系統(tǒng),1000級凈化空調(diào)系統(tǒng)等。有時也按系統(tǒng)的末級過濾器的性質(zhì)來區(qū)分,分高效空氣凈化系統(tǒng),亞高效空氣凈化系統(tǒng)和中效空氣凈化系統(tǒng)。
主要分類
1、集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng) :在系統(tǒng)內(nèi)單個或多個潔凈室所需的凈化空調(diào)設(shè)備都集中在機房內(nèi),用送風(fēng)管道將潔凈空氣配給各個潔凈室。
2、分散式潔凈空調(diào)系統(tǒng):在系統(tǒng)內(nèi)各個潔凈室單獨設(shè)置凈化設(shè)備或凈化空調(diào)設(shè)備。
3、半集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng):在這種系統(tǒng)中,既有集中的凈化空調(diào)機房,又有分散在各潔凈室內(nèi)的空氣處理設(shè)備,是一種集中處理和局部處理相結(jié)合的形式。
集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)特點
1、在機房內(nèi)對空氣集中處理,進而送進各個潔凈室。
2、由于設(shè)備集中于機房,對噪聲和振動較容易處理。
3、一個系統(tǒng)控制多個潔凈室,各潔凈室同時使用系數(shù)高。
4、集中處理后的潔凈空氣送入各潔凈室,以不同的換氣次數(shù)和氣流形式來實現(xiàn)各潔凈室內(nèi)不同的潔凈度。
集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)適用于工藝生產(chǎn)連續(xù)、潔凈室面積較大、位置集中,噪聲和振動控制要求嚴(yán)格的潔凈廠房,常見三種形式:
1、直流式:系統(tǒng)所處理的空氣全部來自室外,處理后送入室內(nèi),然后又全部排出室外。該系統(tǒng)方式冷、熱量消耗最大,工程投資和運行費用較高,當(dāng)潔凈室內(nèi)散發(fā)大量的有害氣體,而局部排風(fēng)不能解決時,采用該方式。
2、封閉式:該系統(tǒng)所處理的空氣全部來自空調(diào)房間本身,循環(huán)往復(fù)。當(dāng)潔凈室內(nèi)無人長期逗留,僅僅為存放或為保證精密儀器正常運行,或一些無需從外界獲得新鮮空氣的特殊場合,可以采用封閉式系統(tǒng)。封閉式系統(tǒng)沒有室外新風(fēng),系統(tǒng)消耗冷、熱量最少,但衛(wèi)生條件最差。
3、混合式:該系統(tǒng)不僅吸取一部分室外新風(fēng),而且還利用一部分回風(fēng),根據(jù)回風(fēng)形式,有一次回風(fēng)系統(tǒng)和二次回風(fēng)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)既能滿足衛(wèi)生要求,又經(jīng)濟合理,應(yīng)用最為廣泛。
分散式潔凈空調(diào)系統(tǒng)
對于一些生產(chǎn)工藝單一,潔凈室分散,不能或不宜合為一個系統(tǒng),或各個潔凈室無法布置輸送系統(tǒng)和機房等場合,應(yīng)采用分散式潔凈空調(diào)系統(tǒng) ,把機房、輸送系統(tǒng)和潔凈室結(jié)合在一起自成系統(tǒng)。在分散式潔凈空調(diào)系統(tǒng)中,在各個潔凈室或鄰室內(nèi)就地安裝凈化和空調(diào)設(shè)備或凈化空調(diào)設(shè)備。凈化空調(diào)設(shè)備可以是一個定型機組產(chǎn)品,它具有凈化能,但處理的風(fēng)量較少,往往不能滿足較高潔凈度的潔凈室所需風(fēng)量,系統(tǒng)處理過程往往是一次回風(fēng)系統(tǒng)。
由于凈化空調(diào)設(shè)備內(nèi)風(fēng)機要求克服熱交換盤管、通道及幾級過濾器的阻力,所需壓力很高。為了安裝于設(shè)備內(nèi),體積不可能很大;如采用較高轉(zhuǎn)數(shù)來達到所需壓力,噪聲震動又較大。
潔凈室內(nèi)除了一些必要設(shè)備外,盡可能把設(shè)備設(shè)置在室外,加上人員人數(shù)嚴(yán)格控制等,潔凈室的熱濕負(fù)荷通常比普通空調(diào)室小,但需風(fēng)量卻比一般空調(diào)室大,這就從另一個角度限制了凈化空調(diào)設(shè)備的使用范圍。為了解決這一題,正分散式凈化空調(diào)系統(tǒng)中,可以將風(fēng)機一過濾器單元等局部凈化設(shè)備放在潔凈室內(nèi),或設(shè)置于鄰室、套間,頂棚內(nèi)等處而與潔凈室相聯(lián)?;蚶绵徥?、套間,頂棚等作靜壓箱,并在內(nèi)設(shè)置普通空調(diào)機組,以作混風(fēng)和空調(diào)處理用。它的處理過程可看作二次回風(fēng)。
空調(diào)機組實際上是一個小型空調(diào)系統(tǒng),它的冷源通常采用壓縮式制冷機組,熱源在容量不大和要求靈活性大時可采用電熱??諝馓幚碓O(shè)備主要是制冷機的蒸發(fā)器,電加濕器及電加熱器。當(dāng)潔凈室溫度,濕度全年的控制精度要求較高,可采用恒溫恒濕機組,它能自動調(diào)節(jié)空氣溫濕度,以維持室內(nèi)一定溫度,濕度。
當(dāng)潔凈室僅要求夏季舒適性空調(diào),即僅在夏季降溫去濕,可采用冷風(fēng)機組。它與恒溫恒溫機組主要區(qū)別在于沒有自動控制(采用手動控制),電加濕器和電加熱器。如果是容量小的空調(diào)機組(冷量小于7kW,風(fēng)量小于1200m 3/h)可做成窗臺式。容量大的(冷量小于70kW,風(fēng)量小于20000m3/h)為立柜式。
上述這種將空調(diào)和凈化兩種能分開處理的做法,不僅解決潔凈室熱濕負(fù)荷小、處理風(fēng)量大的難題,而且使系統(tǒng)更為靈活。由于利用套間或頂棚作靜壓箱,使空氣環(huán)路斷面大-輸送路線短,對空調(diào)機組和凈化設(shè)備的風(fēng)機壓頭要求不高,因此相應(yīng)噪聲與能耗也不高.凈化設(shè)備也可適應(yīng)潔凈室需要,采用多種形式,與空調(diào)機組幾乎沒有關(guān)聯(lián).這種形式在我國應(yīng)用很廣泛。但是這種系統(tǒng)的新風(fēng)往往只是靠套間或頂棚等產(chǎn)生負(fù)壓而滲透進來,不能有效控制,無法滿足室內(nèi)衛(wèi)生要求。潔凈空間內(nèi)可通過送風(fēng)量差值控制來建立正壓,但在套間中的負(fù)壓并不一定使室外新風(fēng)通過新風(fēng)過濾器進入套間,往往透過其他途徑(從走廊及窗等)滲入,套間內(nèi)濃度很不穩(wěn)定.這樣不僅會影響過濾器使用期,而且也可能涉及到潔凈空間內(nèi)的潔凈度,這是一個易被人忽視的
全分散式凈化空調(diào)系統(tǒng)的最大特點就是靈活、簡易。它可滿足不同房間的不同送風(fēng)要求。當(dāng)室內(nèi)熱濕負(fù)荷變化時,調(diào)節(jié)系統(tǒng)反應(yīng)快,也不影響其他各室進風(fēng)參數(shù),潔凈空間小而單一,管理比較方便,潔凈度也易保證。加上沒有輸送管系及專用機房,節(jié)約了輸送能耗及沿途冷熱損失和污染,減少了輔助占地面積。另外空調(diào)機組體積小,現(xiàn)場安裝工作量少,操作使用也方便,不需要專門熟練操作工人。
半集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)
半集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)是一種把空氣集中處理和局部處理結(jié)合的系統(tǒng)形式,它既有象分散式系統(tǒng)那樣,各潔凈室能就地回風(fēng)而避免往返輸送,又有象集中式系統(tǒng)那樣按需要供給各潔凈室經(jīng)空調(diào)處理到一定狀態(tài)的新風(fēng),有利于潔凈空氣參數(shù)的控制。隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展,人們希望在一個潔凈室內(nèi)實現(xiàn)不同潔凈度分區(qū)控制。因此,出現(xiàn)了半集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng),半潔凈式空調(diào)系統(tǒng)主要有兩種使用形式。
具有熱、濕處理能力的末端裝置:當(dāng)潔凈室為下列情況時,可考慮采用具有熱、濕處理能力的末端裝置的半集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)
1.當(dāng)系統(tǒng)的潔凈室內(nèi)熱、濕負(fù)荷較大;
2.各潔凈室間負(fù)荷差異較大;
3.或各潔凈室使用時間不一;
4.或各潔凈室間避免互相污染。
由于室內(nèi)機組具有熱、濕處理能力,室內(nèi)溫度濕度可根據(jù)要求調(diào)節(jié)機組(即末端裝置)。例如,在醫(yī)院中使用該系統(tǒng),可以避免各手術(shù)室之間的交叉感染,滿足各自不同的無菌要求。手術(shù)室內(nèi)的溫濕度,視手術(shù)性質(zhì)、醫(yī)生要求和病人感覺自行調(diào)節(jié)末端裝置,但是這樣的空調(diào)系統(tǒng)控制精度不高,而且溫度場濕度場以及濃度場均勻性也較差。對于較大型的末端裝置,也可將一次風(fēng)直接送入風(fēng)機盤管內(nèi),它與回風(fēng)混合后經(jīng)盤管進入室內(nèi)。由于室內(nèi)只有一個送風(fēng)口,避免了一次風(fēng)對末端裝置局部平行流區(qū)域的干擾。
單純凈化作用的末端裝置
具有單純凈化作用的末端裝置系統(tǒng),在半集中潔凈空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用最多。大多數(shù)改建工程都采用這種形式。當(dāng)對原有普通空調(diào)系統(tǒng)進行凈化改造時,在原空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)增設(shè)過濾設(shè)備,如可在送風(fēng)管的適當(dāng)位置增設(shè)過濾箱、在各室送風(fēng)口增設(shè)過濾器,或更換原系統(tǒng)過濾器等,這樣就形成了單純凈化作用的末端裝置系統(tǒng)。末端裝置在室內(nèi)起自循環(huán)、自凈化作用,對室內(nèi)潔凈度是一種輔助手段。當(dāng)調(diào)節(jié)末端裝置的風(fēng)量或改變開啟末端裝置臺數(shù)時,可使室內(nèi)實現(xiàn)不同的潔凈度。
中央空調(diào)自動控制中經(jīng)常使用的控制系統(tǒng)
(1)設(shè)備集中啟??刂葡到y(tǒng)
該系統(tǒng)的特點是:通過開關(guān)、接觸器、繼電器等,使得空調(diào)設(shè)備能遠(yuǎn)距離啟停,同時通過設(shè)置指示標(biāo)志,用以顯示設(shè)備目前的運行狀態(tài)。從嚴(yán)格意義上來講,這種系統(tǒng)不能稱之為控制系統(tǒng),因為沒有嚴(yán)格的形成閉環(huán),沒有反饋,只能根據(jù)現(xiàn)場儀表的情況反映設(shè)備的運行狀態(tài),出現(xiàn)故障或者溫濕度、壓差不合格的情況,需要進行人工調(diào)節(jié),不能進行自動控制。
(2)模擬儀表自控系統(tǒng)
其原理是通過現(xiàn)場的傳感器采集數(shù)據(jù)傳到控制器,控制器對采集到的數(shù)據(jù)與設(shè)定的數(shù)據(jù)進行比對,如果有偏離,將信號傳遞給執(zhí)行器,由執(zhí)行器控制相應(yīng)開關(guān)或者閥門的開閉從而將被控參數(shù)維持在在規(guī)定的范圍之內(nèi)。
(3)直接數(shù)字控制系統(tǒng)
利用DDC控制器、硬件設(shè)施如現(xiàn)場傳感器、執(zhí)行器等及其操作系統(tǒng)控制軟件包,從而完成多臺機組的自動控制。它有完善的控制軟件,可以進行空調(diào)機組啟停的控制、運行狀態(tài)的顯示、手自動狀態(tài)、故障報警以及變頻器的控制;風(fēng)道過濾器堵塞報警;風(fēng)道內(nèi)冷、熱盤管水閥的開度控制及狀態(tài)顯示、加濕控制、電加熱控制、回風(fēng)閥控制等。
(4)集散控制系統(tǒng)
集散控制系統(tǒng)是一種以微處理器為基礎(chǔ)的分散型綜合控制系統(tǒng),該系統(tǒng)把計算機、儀表和電控技術(shù)融合在一起,結(jié)合相應(yīng)的軟件,可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動采集、處理、工藝畫面顯示、參數(shù)超限報警、設(shè)備故障報警和報表打印等能,可不斷地監(jiān)視風(fēng)機、過濾器等的運行狀態(tài),收集有關(guān)溫度、濕度、壓力等有關(guān)參數(shù),并對主要工藝參數(shù)形成了歷史趨勢記錄,隨時查看,并設(shè)置了安全操作級別,既方便了管理,又使系統(tǒng)運行更加安全可靠。
空調(diào)自動控制管理的趨勢
(1)環(huán)保和節(jié)能方向
人們對潔凈環(huán)境要求的提升,促使凈化空調(diào)系統(tǒng)的管理水平的的提升進而促進潔凈空調(diào)自控系統(tǒng)的進一步發(fā)展。凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)置,是以滿足凈化區(qū)的凈化以及溫濕度的要求為主要目的。但是在能源緊張、環(huán)境保護要求高的環(huán)境下,由于空調(diào)系統(tǒng)的能耗占總能耗的比例很高,空調(diào)系統(tǒng)還應(yīng)在環(huán)保和節(jié)能方面做出更大的提升?,F(xiàn)在能源的多樣化,比如太陽能,地?zé)崮艿膽?yīng)用,給空調(diào)系統(tǒng)在能源節(jié)約方面提供了基礎(chǔ)支撐。但是,如何將這些能源的在空調(diào)系統(tǒng)的運用當(dāng)中得到最大程度的利用和優(yōu)化,離不開自動控制系統(tǒng)的作用。怎樣解決新能源以及復(fù)合能源的利用優(yōu)化,以及一些能量的回收、風(fēng)機效率的提高等問題,如果能夠很好地解決目前出現(xiàn)的一些問題,暖通空調(diào)自動控制系統(tǒng)將隨著醫(yī)院節(jié)能減排的深入而出現(xiàn)更寬的發(fā)展局面。
(2)集中控制
空調(diào)自控系統(tǒng)的發(fā)展方向是大系統(tǒng)比如(樓宇控制系統(tǒng))還是小系統(tǒng)(機電一體化),這兩者都有一定的優(yōu)勢,就大系統(tǒng)而言,大系統(tǒng)具有通用性好、管理能力強、系統(tǒng)整體優(yōu)化能強等特點;小系統(tǒng)具有針對性強、使用靈活等特點。因此這也成為多年來行業(yè)一直存在爭議的地方。行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為集散控制系統(tǒng)是一個發(fā)展趨勢,不光將空調(diào)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及相應(yīng)的系統(tǒng)整合到一個系統(tǒng)中進行管理,對于系統(tǒng)的優(yōu)化以及管理水平的提升具有非常重要的作用。