净化空调设备及系统如何选择--洁净空调系统选择

为了便于管理，保证洁净空调系统正常运行，除特殊情况外，一般宜先考虑采用集中式空气净化系统。在一些特殊场合，通过分析、比较，可考虑其它系统形式，如分散式系统。在划分洁净空调系统时，可以根据室内参数、使用时间、直流式与非直流式等因素来划分，同时，应充分考虑根据洁净度等级与容量大小来划分。集中式净化空调系统与普通空调系统具有共性。
1、循环系统
（1）系统划分
中效空气净化系统与高效空气净化系统、单向流洁净室系统与非单向流洁净室系统应分开设置。
考虑到系统平衡，一个系统内的末级过滤器的效率应相近。如果高效与中效空气净化系统两者阻力相差太大，合为一个系统时阻力难以平衡。
如果各过滤器实际风量相差很大，随着系统运行，则各过滤器阻力增加速度也不同，有可能导致系统失调。单向流洁净室中的工艺要求精密，室内人员少，工艺本身往往没有多大的发热量，为了达到很高的洁净度，换气次数很大，这样单向流洁净室送风温差就很小。非单向流洁净室中的工艺一般不太精密，人员相对多，工艺发热量和散湿量也大，其换气次数因为洁净度不高而变小，故送风温差大。若把两者划分为一个系统，夏季空气处理箱若按送风温差大的要求(即送风温度低)处理空气，送风温差小的(送风温度高)就须二次加热(即用加热量去抵消冷量)，因单向流洁净室送风量大，其热量消耗也大，不经济。若按温差小的要求处理空气，则不能满足送风温差大的要求，在运行上不经济，在管理上也十分麻烦。除此之外，单向流洁净室系统中，送风墙或送风顶棚上满布高效空气过滤器，洁净室断面风速为0.3～0.5m/s，每台高效空气过滤器至多只用到额定风量的一半，其阻力低于额定阻力。而非单向流洁净室的送风口中高效过滤器却往往达到额定风量的80%以上，阻力大于前者。这样两者阻力相差100Pa以上，系统也难以平衡。对高效空气过滤器来说，同样也存在着阻力增长速率的不一致。若想始终维持系统初状态的阻力平衡(即维持设计要求风量分配比)，势必增设许多调节阀，并在运行过程中不断调节，既麻烦也不经济。若两者阻力相差太大，单靠调节阀不一定能平衡，因此一般在集中式净化空调系统中，不允许两者划为一个系统。若生产工艺要求或经分析比较后宜划为一个系统(例如，只有一间单向流洁净室，其他均为非单向流洁净室)时，可增设带风机的混合室，使单向流洁净室形成小循环；或者采用半集中式净化空调系统，用末端装置满足各洁净室洁净度要求，与集中风系统无关，系统运行就极为方便。
对于某些单位(例如科研单位)用的洁净空调系统，系统中各洁净室同时使用系数不高，要特别考虑以运行班次和使用时间不同来划分系统，否则就会在运行中造成很大的浪费。
洁净室内正压是靠送、回风间差值风量在室内无组织渗漏来保持的，室内正压值相当于这些风量从室内缝隙渗漏时的阻力。从整个空气系统平衡角度上讲，这些无组织渗漏风量与系统排风量之和，等于进入系统的新风量。对同一系统而言，所维持的正压值越高，所需新风量也越多，加上有些行业(如电子元件等)有较大的排风量，这样系统需要补充很大新风量，一般都大大超过卫生要求所需新风量，这就增加了新风过滤和处理负担。如果选用半集中式净化空调系统，可采用全新风集中送风；如果采用集中式净化空调系统，可根据上述原则划分为几个小系统。
（2）新风集中处理系统
若生产工艺需要各小系统同时运行，这时可以将各系统的新风量集中处理，然后送到各小系统空气处理箱再进行处理，这样经过集中处理过的新风，参数稳定，减轻了各小系统空气处理负担，有利于稳定洁净室内空气参数，也便于集中管理新风过滤器。
新风集中处理系统一般只经过粗效和中效空气过滤器过滤(可采用三级过滤)，如下图所示。根据所处地区及能源情况，可以同时进行预热或预冷处理。新风集中处理系统往往采用独立的新风机，压入式供给各小系统，这样各小系统新风量得以保证，有利于各系统间新风量分配和调节，也不会因系统一、二次回风量调节等原因而引起新风量的变化。如果需要，新风机也可兼做值班风机用，这样既可维持室内一定正压，又可防止室内夏季因室外空气渗入引起结露，冬季也可进行值班供暖。如果生产工艺并不要求各小系统同时运行(即同时使用系数不高)，就不必强调新风集中处理。若对各小系统间新风量调整等问题考虑不全，往往会因某个系统停或开而影响其它系统之间原有的新风量平衡。由以上分析可知，各系统的新风量变化，会引起系统内正压的变化，破坏原有的洁净室之间、洁净室与外界之间的阶梯式正压差，从而引起整个系统的参数波动。这时若各系统分别单独处理新风，则更有好处。如某系统新风量过大，可单独设置新风处理箱，专送该系统。

   
（3）新风量和排风量的控制
洁净空调系统的新风量是很大的，而且这些被空调热湿处理和净化处理过的新风几乎是不能回收的。维持新风量正压的风量是必须保证的，但是实际运行的排风量与设计排风量往往差异很大，随着实际运行时排风装置停、开或风量变化，往往引起室内正压值的变化。为维持室内合适的正压，多余风量靠压力控制装置(如余压阀)排放，其浪费是很大的。因此，如在系统设计时，考虑系统的新风量通过中央控制装置与排风装置连锁，则可根据排风装置实际排风量，调节新风引入量，以降低新风负荷。如果设置余压阀，则其应布置在洁净气流的下风侧。
洁净空调系统的空气处理流程与一般空调系统大同小异。由于其处理的风量很大，相对来说送风温差小，如果生产工艺流程中不产生有害物，或有害物能通过排风装置有效排走，应该在保证新鲜空气量及正压的条件下，尽量利用回风。尤其是单向流洁净室的系统送风量更大，其流程必定是采用二次回风系统，页且二次回风量很大。如果采用半集中式系统或全分散式系统，虽可以避免大量送回风量往返输送，但这些风量却要靠安放在室内或邻室的大风机或多台风机提供，其噪声和振动必须处理好。
（4）带“短循环"的系统
“短循环"或小循环"的方案，是一种比较经济的方法，即在洁净室附近增设一台风机，使大量的二次回风不经空调箱直接循环。这一方案使一次回风和新风负担热湿负荷，而使大量的对消除热湿负荷不起作用的二次回风就近循环，这样不但节约了输送能耗，而且降低了用来抵消这部分风机输送动力所转化的热量的冷负荷。这种方案多用于洁净室距集中机房较远，输送风道较长，或各洁净室洁净度、含菌量要求不一，差别较大的系统。因风机离洁净室近，对洁净室噪声和隔振处理不利。
如果系统中各洁净室的热、湿及尘负荷不大，也不产生有害气体，或有害气体能有效排走，即在高级别洁净室的污染物对低级别洁净室无污染的场合，可以采用串联运方式。洁净空气先送入高级别的洁净室，高级别洁净室排出的气流直接进入低级别的洁净室，对低级别洁净室内的污染物进行稀释净化，各室之间的间隔采用多孔板壁，各室逐个串联，污染空气通过回风回到空调机房进行处理重复利用，另一部分排出室外；排出室外部分，由新风系统补充。这种系统可以缩小空调设备、空调机房及风道断面，降低成本，节约能源和降低运行费用。

（5）分散式空调系统
如果是对原有建筑进行洁净系统改造，则应根据生产工艺要求和现有建筑的具体情况，因地制宜，不必强求正规的空气处理流程。由于集中式净化空调系统的管道截面大，占用空间大，还需要一个面积较大的专用机房，现有的建筑难以适应，而且改造工程中土建工作量很大，施工周期长。因此，大多数改造工程采用半集中式和全分散式净化空调系统。如原有厂房内有空调系统时，可在原空调系统内增设过滤设备，并通过提高风机转速，增设不同局部净化设备来满足洁净系统改造要求。
（6）直流式系统
如果生产工艺过程中散发出大量有害物，又无法用局部排风有效排走时，洁净空调系统不能利用其回风，只能采用直流式系统。大量经空调热湿处理和净化处理过的空气，随排风排到室外，浪费了大量的冷量或热量，在有条件的地方，应在排风口处设置热回收装置，回收排气中的能量。如室内产生危害性很大的污染物质(如放射性尘埃)，为防止对室外空气造成污染，向室外排风需经高效过滤器过滤。对于高放射性尘埃，必须采用双级高效过滤器串联排风。工业洁净厂房生产工艺过程中产生的气体如果是有害气体，排放处理要根据有害气体的性质，对其进行水浴、吸收、吸附或其它化学处理。总之，只有在万不得已的情况下才采用直流式系统，应尽量采用局部排风。不仅要能使有害物尽快有效的排走，而且还要通过减少局部排风的操作口面积或采用密闭罩等措施来减少排风量。
2、排风系统
对洁净空调系统来说，减少排风，尽量利用回风，比普通空调系统具有更大的技术经济意义。需排风的工艺设备宜布置在洁净室下风侧。
应根据不同的排风对象选择排风系统，具体如下：
（1）无机排风湿式处理
以使用无机药品的化学通风的排风为主，平时仅排出空气，混有药品气体的特殊作业环境排风时用这种系统。强腐蚀性、强酸性气体混合时要用聚氯乙烯板材制作风道，末端用湿式处理(洗涤器)将有害气体溶于溶液再排到空气中，风道中途水平管上要设排水口。
（2）有机排风干式处理
用于乙醇、三氯乙烯等溶剂或光刻胶处理等，管材用聚氯乙烯会被溶解，故用不锈钢。末端为干式处理，通过活性炭过滤器，吸附有机溶剂。
（3）特殊排风湿式处理
用于氢、甲烷等爆炸性气体的排风，末端是湿式排风，溶于水再排出。管材用聚氯乙烯或不锈钢。甲烷和空气接触有燃烧危险，所以即使用聚氯乙烯管，其末端还必须用金属管；制膜(也包括外延)工序用氯气很多，不锈钢管长期使用也会腐蚀。
（4）泵的排风湿处理
工艺装置内的排风和泵的排风，由于会积油，不要和可产生火星的排风连在一起。
（5）热排风湿处理
氧化装置、烧结炉的散热排风属该类型，可热回收。