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洁净室中央空调工程设计的要求
日期:2023-12-01  阅读:256

中央空调工程作为洁净室控制系统的重要组成部分,主要对生产环境中的空气温度、湿度、悬浮颗粒、微生物等进行控制和监测,确保环境参数满足质量要求,避免空气污染的发生和交叉污染,同时为操作人员提供舒适的环境。此外,空调系统还可以减少和防止产品在生产过程中对工人的不利影响,保护周围环境。对于洁净室来说,洁净、安全的空间环境是空调系统设计中需考虑的关键因素。

一、空调系统的划分

1、根据不同产品划分,主要是避免各产品交叉污染或净化空调要求不同。

2、根据不同的洁净度等级或温湿度要求,不同等级的洁净室或温湿度对室内环境的要求不同。一般情况下,A、B级机房应与C、D级机房分开设置。

3、非净化系统、中效净化系统、高效净化系统要分别设置,由于两者的电阻相差太大,组合成一个系统时很难平衡电阻。

4、单向流洁净室与非单向流洁净室应分开,因为换气次数相差较大,送风温差较大。再加热会消耗大量热量,因此应单独设置。

5、按楼层、平面分区或工艺工段划分,允许部分生产工段单独运行,有利于节能。

6、对有特殊要求或污染的环境,应设置独立的空调系统,将生产高致敏药品、避孕药、疫苗、激素、抗肿瘤化学品、剧毒微生物药品及产生较多致敏药品的工段分开安装。

7、不同的生产周期划分为不同的系统,如长时间生产工段和兼职生产工段;或者生产时间错开;例如,暂存区系统与生产区分开。

二、空调热源

1、热源一般为燃气锅炉,以城市热力蒸汽为主。

2、从节能角度考虑,优先采用热水锅炉。如果锅炉具有加热、加湿、消毒、灭菌功能,则选择蒸汽锅炉。

3、锅炉房为D类建筑,层高较高(至少7~10米)。锅炉上方不能有房间,需是一栋独立的建筑。若置于厂房内,则为非承压热水锅炉或小于等于2t/h的蒸汽锅炉。

4、锅炉房要配备值班室、软水处理装置、分汽缸、燃气调压站、定期和不定期污水扩容储罐、冷却池、排气、沟渠、设备运输及维修门等。

5、锅炉补水箱要放置在高位,排风道需保温,安装防爆门、冷凝水管、烟气省煤器,以利于节能。

6、锅炉给水泵为多级泵,具有很高的压头,可采用手动备用或自动变频运行。

7、锅炉前后不能放置设备,将其放置在左侧和右侧。水处理设备应远离锅炉,建议将其设置在单独的房间内。

8、每台锅炉独立设置锅炉烟道。

中央空调工程

三、空调冷源

1、水冷机组优于风冷机组,水冷机组出水温度容易确保,适用于恒温恒湿系统。

2、如果有蒸汽,优先采用蒸汽溴化锂制冷机组,但需要电制冷机组作为备用,能源的多样性能有保障。

3、制冷站可位于整个厂房的中央——动力中心,位于整个厂房的负荷中心。

4、冷冻站层高应高(至少6米至9米),使水管弯头曲率半径大,阻力小,运行成本低,空气透明,维护方便。

5、制冷机组靠外窗安装,考虑到水泵管道检查和维修的距离,水泵靠内墙布置。大型泵考虑卧式泵,小型泵考虑管道泵。

6、冷冻站管道管径大、负荷重,将大型管道布置在混凝土梁上需要专业的结构设计。否则,需要用垂直钢柱固定。大型管道不能随意悬挂在楼梁下,除非结构的悬挂荷载足够。

7、溴化锂制冷机组的水泵布置在单独的房间内,防止水泵过热。

8、主冷量比末端冷量小15%-30%。

9、管道采用母管进行分水合水,阀门采用电动蝶阀,可减少系统阻力,占地少,操作方便。

10、冷却塔设计更加大方,主机冷却能力加大,可以延迟两台主机同时开机的时间,达到明显的投资和节能效果。

四、空调末端设备的选择

1、设置独立的空调机房,无机房设计无需考虑噪音、维护等问题。

2、空调机房的长度在9米以上,考虑运输和检修门。首层考虑土建基础,二层及以上考虑轻钢基础,基础高度不宜小于150~200mm,基础按施工方提供的说明清楚。

3、空调房的表冷段和加湿段考虑地漏和排水管,而不只是排水管。

4、为了节约能源并达到较高的温湿度精度,需要对新风进行集中处理。新风冷冻水供水温度5℃-7℃,循环机组12℃-19℃。对于有蒸汽或对湿度要求严格的用户,可以使用转轮对新风进行除湿。

5、水管阀门不要布置在空调机组上方,以免漏水影响空调机组。不要将阀门布置在垂直管道上,应布置在水平管道上,并尽量避免放置在风管下方。

6、消声器设计:

排风系统的送回风管道和吸风主管道段应采取消声措施,以满足洁净室的噪声要求;中央空调工程的排风管道或局部排风系统的排风管道段也应采取降噪措施,满足室外环境区域噪声标准的要求。

消声器一般布置在靠近机房、气流稳定的管段上,布置在机房内时,消声器、检修门、消声器至机房隔墙的风道段要有良好的隔音措施;当布置在机房外、与房间相邻时,应尽可能靠近机房隔墙,消声器通向隔墙的一段管道(包括转弯静压箱或弯头)也应有良好的隔音措施,防止机房内的噪声通过消声器本身、检查门及风道松动部位重新引入系统。

7、风量、压力测量孔设计:

对于通风净化空调系统中的测压孔,新风风道、送风、回风主风道段应根据需要设置风量测压孔,系统中空气过滤器前后应安装测压孔或压差表。净化空调系统内的测压孔用于在净化空调系统正式投入运行前测量和调节通风机及系统内的风压和风量,以满足设计要求。运行过程中有时需要进行检测,在排风系统中安装测压孔的目的是检测风道内有害气体或灰尘的浓度。如果没有测压孔,检测不但费时费力,而且会损伤漆膜,容易腐蚀、污染风道,密封困难。

8、关于净化空调系统阀门设置:

新风段应设置电动密封阀和调节阀,新风口应加装防虫网。

送风、回风管道段应设有调节阀。

洁净室的排风系统应设有调节阀、止回阀或电动封闭调节阀。

对于生物制药要求较高的用户,可设计定风量阀和变风压阀,以维持室内正压或负压。

9、风机盘管选型时应考虑负荷、功能、朝向等差异,例如办公区与会议区的差异、有玻璃幕墙与无玻璃幕墙房间的负荷差异、以及南北和屋顶荷载的差异。

10、新风量按卫生风量计算,但换气次数不少于1.5~3次/h。

11、机房设计精密空调,制冷量指标700W/m2以上,CO2灭火系统排烟需考虑气密性。

12、常年散发热量的机房和有余热的车间,需单独设置冷水,并设置四根管道。

13、防冻、防风沙、防煤尘是北方地区净化设计的难点。

14、为了平衡净化系统内的压差,进风口和支管要装有阀门,扩散器优选地配备有空气出口阀。对于不同的洁净度、不同的压差、不同的温湿度,回风管不宜设计为支管。相反,与主管分开连接。

15、对于吊顶悬挂的无机房大型空调,可采用变速控制或采用消声室,将空调罩在消声室内,留出维修空间。

16、对于中央空调工程中的电加热器,将无风时停电改为风机前后压差。停电时,主开关直接关闭。更需要注意的是,电加热器要求绝缘接地、超温报警并断电、压差报警并断电三大保护措施,属于强制性规定。电加热器用于夏季再加热,其电功率按部分冷负荷计算。

17、新风与风机盘管相连的支管蝶阀可采用与压力无关的定风量阀,以确保新风量的平衡。

18、设计二次回风,但一次回风,表冷器按一次回风设计,使系统满足一次、二次回风条件。

五、空调通风系统

1、重要通风系统的风机要处于待命状态。

2、直流空调系统需考虑热回收。

3、经过空调房间的热废气要保温。

4、电梯机房需考虑通风、空调,通风换气频率50次/小时,空调采用分体风冷机组。

5、卫生间排风尽量采用土建竖井通风。

6、通风系统的材质根据排气性质确定。

7、小风管尽量采用圆形风管,大风管尽量采用矩形风管。

8、对于噪声要求较高的实验楼、办公楼等,风机宜采用消声风机箱。

六、空调新风量、送风量、回风量

1、新风量的确定

洁净室新风补充量主要受三个因素影响:

①补充系统内排风所需的新风量Lp;(立方米/小时)

②维持系统静压差所需的新风量Lz(m3/h)

③确保室内空气新鲜,要求室内人员的新风量每人不应小于40m3/h。

2、洁净送风量的计算

①工程中洁净室的送风量可根据换气次数计算:

送风量=K×建筑空间容积;

K值是一个系数,可以在《清洁工厂设计规范》中查到。

②送风量计算,消除洁净室余热、余湿

余热:送风量=3600×总热负荷/1.2×空气处理前后的焓差

残余湿度:送风量=1000×总残余湿度/1.2×空气处理前后含水率之差

洁净室的送风量可按计算出的值满足上述要求。

3、回风量

洁净室空调系统的回风量是系统送风量与新风量之差。

即:回风量=送风量-新风量

七、设计原则

1、设计符合现行各种[敏感词]规范、地方标准、设计深度、审图要求、业主需求、设计经验;执行强制性规定:消防、环境保护、职业健康安全、节能减排;

2、单独预处理新鲜空气

新风单独处理,有利于压差的控制、手术室的灵活使用、以及洁净室的温度和湿度控制,以防止净化系统内的空气冲击以及将湿负荷移交给集中新风处理所引起的其他问题。

3、湿度优先及自动控制

湿度优先主要是为了防止系统内长期高湿度导致霉变,因此系统设计很重要。但房间内的温度和湿度控制需要同时实现,恒温恒湿控制器可以做到这一点。并不是说湿度不能控制,而是温度不能控制。仅当控制系统的温度和湿度控制器具有两个独立的控制器或一个控制器内有两个独立的过程控制程序时,上述说法才有意义。

4、冬季还需要冷冻水来净化空调系统

冬季,仍然需要为净化空调系统提供冷冻水,但冷水机并不一直提供制冷,只有当室外环境温度较高或室内热负荷较大时才会自动工作。

5、夏天,四管净化空调也需要热水

在高温天气下,机组优先除湿,使空气过冷,需要热补偿来实现恒温恒湿,降低空气相对湿度。机组虽有电加热补偿,但一般设计值较小,即使分段启动,也无法像热水那样轻松控制热量,影响送风温度的稳定性。

6、通过控制新风和回风的混合温湿度,无法避免因冷却盘管过冷而引起的冷热平衡带来的能耗问题。机组的运行只能服从温湿度传感系统的指令,这个传感系统只能用来感知房间内的温度和湿度,因为稳定控制房间内的温度和湿度才是目标。如果将传感器放置在新回风的混合点处,房间内的温度和湿度会发生紊乱。

八、节能环保

1、空调、FFU、风机、冷水机组、风冷热泵机组、水泵等动力设备采用节能产品。

2、各净化空调系统设置值班运行,风机采用变频器,工作时正常运行,保持洁净室的洁净度、温度、湿度、压差稳定性;工作后调至低速值班模式运行,压差传感器的信号自动调节电动新风风门的开度,保持室内正(负)压,节约能源。

3、无污染的蒸汽冷凝水被回收,返回锅炉房供水。

4、自动控制

中央空调工程采用电脑自动控制系统,自动控制空调系统的温度、相对湿度、压差。对于需要温湿度控制的房间,采用露点温度来控制冷冻水流量和加湿量。冷水、热水阀和冷水阀由温度信号控制,开口综合获取露点和温度信号输出,远程监控各种电力设备的运行状态,远程监控冷库、温室的温度,确保各种电力设备运行在适宜的状态,节约能源。

5、新风预处理

新风预处理有两种类型:集中式新风预处理和分系统新风预处理。集中式新风预处理在投资上更具优势,但可靠性较差,系统调节复杂;分系统新风预处理可靠性较高,但机组较长,投资稍大,但系统调节简单。

6、废气冷却/热回收

通常有液体循环式、热管热回收式等,液体循环式适用于严禁新风/排风交叉污染的场合,热管热回收适用于要求稍低的场合。

7、二次回风

适用于室内湿度负荷不大且根据室内冷热负荷计算的换气次数小于洁净度所需换气次数的场合,但不适用于排风量变化较大的场合。

中央空调工程能满足洁净室制冷节能需求,采用个性化控制技术,控制系统对压力、温度等参数进行采集分析,并将数据反馈到后台,融合设备参数优化、停机时间优化、智能系统应用等技术,让机房控制系统进入自动控制模式,有效确保了空调和制冷系统的持续效率,为系统带来节能效果。