洁净空调箱功能段分布示意图
01
负压段
在风机前面的区域称之为负压段,在风机的作用下这个区域的空气被吸入。在洁净空调箱最前端的一般是新风口,新风口吸入的新风经过初效过滤器过滤之后,再与一次回风进行混合。之所以将初效过滤器设置在新风和一次回风之间,是考虑到风机一旦遇到意外闪停情况,外界新风中夹带的尘埃颗粒和昆虫不会肆无忌惮地进入洁净区域,而是可以被初效过滤器所隔断。
初效过滤器的袋口一般有铝合金边框,这个翻边压在初效过滤器的框架上,这样的设计会使翻边在初效过滤器运行过程中越压越紧。在初效过滤器前设置一个检修门,就是为了用于更换这个初效过滤器。
在初效过滤器后新风与一次回风混合,冬季它们在此混合后温度上升,在有些地区可以由此来避免表冷器冻裂。然后经过表冷器和挡水板进行除水,挡水板是为了更好地减少雾沫夹带。在表冷器的下游需要留检修门,在它的上游,人员在进行检修时可以通过临时卸掉初效过滤器后进入。
表冷器和挡水板下面有一个接水盘,在空调箱进行停机维保时需要对它进行清洁,所以也需要开设一个检修门。在冬季模式的情况下,即使表冷器中没有水流下,在接水盘中也需要加水。否则排水管中没有水封的存在,外界的空气会倒吸入空调箱的负压段。
出于节能的考虑,在表冷段还可以加装热管。在夏季需要除湿的时候,可将表冷前的热量转移到挡水后用于升温。热管在这里通过相变提供的热交换是无需动力的,所以其节能效果非常好。如果要安装热管,表冷段下的接水盘需要向前延伸,在高湿度的时候,热管的下方已经开始有冷凝水产生。
为了节能考虑可设置二次回风段,二次回风的比例越高节能的效果就越明显。但过高的二次回风比例,在表冷器不需要除湿的时候,就需要用二次表冷来降温。这时就需要配置二次表冷,二次表冷配置在二次回风口后。如果不考虑二次回风,则回风就集中在一次回风口。
02
风机段
洁净空调箱的气流输送由风机来承担,负压段的空气被空调箱的风机吸入,再由正压段被压出,然后输送到各个洁净室,以满足每个洁净室在所需的换气次数下运行。从可靠性和减少尘埃上考虑,现在的洁净风机基本上都已经采用了直连的无蜗壳风机。当然洁净风机的可靠性设计还有很多内容,本文不做讨论。
风机是一个运行部件,因此相对故障概率自然会高一些,所以在风机隔断的前后都需要设置检修门。有些品牌的洁净空调箱的挡水板是可以抽拉的,在这种情况下,风机的上游可以与表冷器的下游共用一个检修门,当然在风机隔断下游的检修门无法省略。
根据现代设备维护管理理念,需要对洁净空调箱的风机和电动机进行振动监测,这些监测用传感器的维护,需要从风机隔断下游的检修门进入。对于风量较大的洁净空调箱,其风机比较庞大,它的更换甚至需要借助轨道来滑出。
03
正压段
在风机隔断的下游属于正压段,正压段依次为加热段、加湿段和中效过滤段。由于风机是一个运动部件,必然会产尘,因此中效过滤段必须设置在风机的后面。以免增加末端高效过滤器的负担,即使配置了亚高效的过滤器也需要如此设计,以保护亚高效过滤器的使用寿命。
加湿段必须设在加热段后面,因为如果温度无法升上去,则可能会导致无法加湿。加湿段的箱体底部,也需要设置接水盘。由于加湿器就是一根横在空调箱内的管子,所以加热盘管下游的维护,可以借助中效过滤器前的检修门。同样,中效过滤器的袋口一般也装有铝合金边框,这个翻边压在中效过滤器的框架上,这样的设计使得翻边在中效过滤器运行过程中越压越紧。在中效过滤器前设置一个检修门,也是为了用于更换中效过滤器。
有些设计考虑是为了让高效过滤器的使用寿命更长,在中效过滤器后、出风口前再配置亚高效过滤器。在实际的使用过程中,往往高效过滤器更换的间接成本大于过滤器本身的直接成本,所以安装亚高效的策略也很有必要。
国内大部分品牌的洁净空调箱,在正压段的检修门是朝内开的。向内开的设计考虑是防止门封泄漏,这会使空调箱的内壁不平整,造成气流组织紊乱,影响热交换和加湿的均匀性。一些高端品牌的洁净空调箱,无论是正压段还是负压段,检修门都是朝外开的。不仅保障了空调箱内表面的平整性,也提高了箱内气流的层流流形。
04
结 论
洁净空调箱的功能段的排列次序组合有很多种,但能够完美达到工艺效果的选择却不多。本文建议洁净空调箱按照文中图片的功能段配置较为合理,即新风→初效过滤器→与一次回风混合→表冷器→挡水板→与二次回风混合(如有)→二次表冷(如有)→风机→加热盘管→加湿器→中效过滤器→亚高效过滤器(如有)→出风口。
在初效过滤器前设置检修门,主要是用于对初效过滤器的更换。在表冷器与挡水之间设置检修门,主要是考虑到一旦有情况发生,维护会方便,以及需要对接水盘进行加水和清理。另外,表冷器上游如果出现情况,可以通过卸掉初效过滤器进入维修。
洁净风机处会设置一个隔断,所以在这个隔断的前后都需要设置检修门。如果挡水是抽拉式的,则可以省略隔断前的一个检修门。同样在中效过滤器前面设置检修门,也是为了方便对中效过滤器进行更换。如果配置了亚高效过滤器,在它前面也还需要设置检修门。
本文是针对直线形的洁净空调箱进行讨论,叠加式的洁净空调箱情况会有所不同。如果是皮带式的离心风机,根据实际情况可能还需要配置均流板。当然,如果洁净空调箱控制的湿度要求比较高,还需要配置转轮除湿段来进行深度的除湿。
撰稿人 | 陈晓东 南京社明科技有限公司
责任编辑 | 邵丽竹
审核人 | 何发
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作者:崔芳菲
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