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凈化空調系統調試中的常見問題和改進建議

2018/01/25 點擊量:0


   1 潔凈室回風口變為送風口的問題
       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的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?,F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概算,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。如果門的密封性能好,較小的送回風風量的差值就可保證房間所需要的壓差相反,如果門的密封性能比較差,為了保證設計時的潔凈室的正壓差就需要有較大送風量與回風量的差值。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倒灌的現象?;谶@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,影響因素有時甚至是無法控制預測的。
         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的調試,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它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、2分析和說明這一問題。
圖1 潔凈房間壓力分布示意圖 

 

圖2 潔凈房間回風管示意圖 


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66Pa,而緩沖間相對于室外的壓差為28Pa,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。對于其它的準潔凈房間,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,通常繪制管路四大線(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。
因此,作者建議對于同一個系統中絕對壓力要求較大的潔凈室與要求較小的準潔凈區的回同管路在現場許可的條件下盡量不要設置在同一支管上,從而可以有效地避免回同口變為送風口的問題。當然這種現象的出現與所選擇的空調機組的余壓有很大的關系,設計中應對此給予重視。
2 潔凈室消毒排風的問題
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的問題。
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資用壓力較高的離心式風機具有較好的效果,其它的系統也可借鑒。
2.2 系統定期消毒排風的設置
如果潔凈室在實際運行一段時間后,需要對整個系統進行定期消毒,此時比較合理建議在空調機組上設置系統定期排風系統,如圖3所示。

 

圖3 潔凈室定期消毒排風設置原理示意圖 

      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。
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,往往回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。如作者在某凈化生產車間二層進行調試,其中無菌室的平面壓力分布和屋頂排風機剖面布置如圖4、、圖5所示:

                圖4 無菌室平面壓力分布圖 

                  圖5 無菌室排風剖面圖 
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64Pa)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68.5dB(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。緩沖間最好是對潔凈室保持負壓,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,但目前存在如下與緩沖間有關的問題。
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。 

                                             圖6 準潔凈區示意圖 
            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6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50Pa,在這樣高的壓差作用下,緊急出口處的門縫囂叫聲非常大,而且當此門萬一開啟時,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。如果設置一緩沖間且對其進行送風則這種狀況會完全避免。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。
        4 調節閥的問題
          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,如在對某電子生產車間進行調試時,有一臺空調機組無論如何開啟送風閥門,其風量始終不變,經過檢查發現此閥門葉片錯位,互成90度,無論全開還是全閉,總有一半開啟,一半關閉。關于閥門的另一個問題是沒有啟閉的位置標志,無法判斷閥門到底是開啟還是關閉,只有通過測試才能知曉,給甲方將來的管理帶來困難。因此建議甲方選用閥門廠家時,要充分考慮到將來的管理與維護的方便。
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(一般的是5檔或6檔)很難保證所調節的風量滿足設計要求。
例如在某凈化車間進行空調機組調試時,機組送風總管的防火調節閥開3檔風量偏小,但開4檔風量又明顯偏大。同樣,回風總管上的防火調節閥也存在調節量較小的問題。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,處于其他檔位時無法緊固,完全失去其調節功能。因此作者認為,在現場允許的情況下,最好使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,不推薦采用檔位比較少的非連續調節閥。
         5 空調機組的問題
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,而不采取其它補救措施(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通的現象。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,機組檢修門囂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/T1494-93[1]檢驗機組漏風率測定方法規定在正壓700Pa時的嚴密性。作者在某廠進行空調機組實驗時遇到過濾機組由于漏風嚴重而無法進行漏風率實驗的情況(機組內壓力無法達到700Pa)。
         在現場中空調機組的表冷器帶水、機組銘牌風量大于其機組內風機的銘牌風量、新風吸入口處不裝粗效過濾網、機組過濾段不裝差壓計、檢修門設置位置不合理等現象也時有發生。只要工程技術人員和生產廠家對出現的問題加以注意,努力改進,相信凈化空調會有很大的改觀。

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