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[洁净空调] 千级洁净空调系统方案比较

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发表于 2017-5-14 11:21:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
千级净化空调系统方案,总循环风量18000m3/h,新风量5000m3/h,送风温差3.9℃。

空调系统方案

方案一:AHU(空调机组)+HEPA(高效送风口)
主要设备为3台60000m3/h空调机组、112套2000m3/h高效送风口。空调机组功能段:新回风混合过滤段、表冷段、加热段、加湿段、风机段、中效过滤出风段。
室外新风与回风混合后经空调机组处理达到室内温湿度要求后,经末端高效过滤送风口送至洁净室,气流形式为顶送侧下回。
方案二:MAU(新风机组)+RAU(循环机组)+HEPA(高效送风口)
主要设备为1台50000m3/h新风机组、3台60000m3/h循环机组、112套2000m3/h高效送风口。新风机组功能段:新风过滤段、中效过滤段、预热段、表冷段、再热段、加湿段、风机出风段。循环机组功能段:新回风混合段、表冷段、风机段、中效过滤出风段。
室外新风经新风机组处理达到室内湿度要求及设定送风温度后,与回风混合经循环机组处理达到室内温度要求,经末端高效过滤送风口送至洁净室,气流形式为顶送侧下回。
方案三:AHU(空调机组)+FFU(风机过滤单元)
主要设备为2台40000m3/h空调机组、200套1200x600风机过滤单元。空调机组功能段:新回风混合过滤段、表冷段、加热段、加湿段、风机段、中效过滤段、亚高效过滤段。
室外新风与回风混合后,经空调机组处理达到室内温湿度要求后,送至送风静压箱内,与大量循环风混合,经风机过滤单元加压后送入洁净室,气流形式为顶送侧下回。

空调系统比较

方案一所有冷负荷由空调机组承担,理论上可设计为二次回风系统不需要再热。但根据实际经验,一、二次回风量设计成固定值,调试时人为设定,在非计算状态下,如过渡季冷负荷、送风温差变小时,仍然需要一定的再热量。
方案二由新风机组承担新风冷负荷、全部新风湿负荷、部分室内冷负荷,循环机组仅承担部分室内显热负荷。
新风机组处理能力较大,表冷段一般设置成两段,由自控实现两级盘管控制。新风机组风机变频,可根据工艺排风量及压差自动调整风量,便于工艺设备的分阶段就位。
循环机组仅承担室内显热负荷,且循环风量较大,与新风混合后工况近似处于干工况,冷凝水较少,便于将循环机组吊顶设置,减少风管工程量。由于循环机组近似干工况处理,在过渡季少量供冷时,新风机组和循环机组均无需再热耗能。
新风量较大时,在焓湿图中存在一很小区域,新风处理到露点与循环机组混合后的送风温度小于送风点温度,循环机组无需供冷,即此时新风机组承担全部的湿负荷及冷负荷,此时新风机组处理到露点后需要一定的再热量。这种情况一般在电子类厂房不太会出现,但在新风量较大且室内设备负荷较小时,需要注意。
方案三是在大型高级别洁净室项目MAU+DC+FFU的基础上,提出的一种适应于一般循环风量大而降温风量不大,且增设中温冷冻水系统不合适的项目。
该方案的特点是空调机组承担新风及室内全部的冷负荷和湿负荷,FFU承担大量的循环风。FFU布置灵活,便于提高洁净度。同方案一,在过渡季等非计算状态时,需要一定的再热量。
当新风温度低于室内参数对应的露点温度时,干蒸气加湿为等温加湿,理论上加湿到饱和温度100%时,也无法达到室内相对湿度要求,此时需要将新风温度加热到该露点温度以上,即新风机组需要加热到一定的温度(一般可设定15℃)。方案一、三新风、回风温度一般高于露点温度,故可以充分利用室外新风冷负荷。

控制系统比较

洁净厂房通过自控满足生产要求,因此方案比较时需要重点考虑自控系统的投资和运行可靠性。
方案一为常规的3阀控制系统(冷水电动调节阀、热水电动调节阀、蒸汽电动调节阀)。温度控制,由室内温度敏感元件控制表冷器、加热器管道上的电动调节阀;湿度控制,由室内温湿度敏感元件控制表冷器、加湿器管道上的电动调节阀。
方案二温湿度控制由循环机组、新风机组分别保证。湿度控制,由室内相对湿度敏感元件控制新风机组表冷器、加湿器管道上的电动调节阀,冬季新风温度<15℃时调节
加热器电动调节阀保证出口干球温度为15℃。温度控制,由室内温度敏感元件控制表冷器电动调节阀。
方案三空调控制同方案一,FFU采用5档调速,人工控制。

净化装修比较

方案一、二装修要求相同,吊顶、墙体均采用金属壁板,设置回风竖井双侧回风,投资较低。方案三需要送风静压箱,故设置双层硬吊顶,洁净室吊顶采用模块式T型结构安装FFU,无FFU处设置盲板,此吊顶上增加一层金属壁板吊顶,同样设置回风竖井双侧回风。方案三较方案一、二壁板墙体增高1.5m,另增加T型结构吊顶层,因此净化初始投资较高。

投资及运行费用比较

下表为三种方案的初投资(差异部分)和运行能耗比较。
项目方案一方案二方案三
初投资(万元)
暖通空调157150129
洁净装修9292136
照明18.219.520.8
自动控制141810
小计281.2279.5295.8
运行能耗(kW)
风机100.92104.1550.43
照明5.825.825.82
FFU0032.3
小计106.74109.9788.55
按上表,三种方案造价差异不大,特别是随着现代生产工艺的提升以及FFU的大量应用,FFU电子厂房应用造价降低很多,且该方案风管工程量和保温减少很多,可以有效缩短工期,更便于未来工艺调整,因而得到大量应用。
按上表,方案三仅部分风经过空调机组四级(初效、中效、亚高效、高效)过滤,大部分经过FFU的循环风仅经过高效一次过滤,相对方案一、三全部循环风经过三级(初效、中效、高效)过滤,在运行能耗上节省较多。

方案比较结论

传统AHU高效送风口辅助二次回风系统,能够较大节省冷量和再热量。
MAU+RAU空调形式在设置新风机组变频器后,配以工艺排风风机变频,新风量、排风量以及压差控制有较大优势,尤其适宜于工艺设备分阶段投入。
对于千级洁净室,随着FFU价格的降低,FFU方案与HEPA方案相比,空调系统造价低,综合装修后略高,但其布置灵活、便于工艺调整、运行费用较低,已经应用越来越多。
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