净化空调风系统的调试方案

净化空调的风系统调试主要是通过对空调机组性能、风口风量、房间压差的调整、平衡，确保相关参数满足用户使用要求。

(1)空调机组性能

洁净室的净化空调系统调试涉及的机组一般包含空调机组、排风机组。在调试过程中,总风量是机组性能最核心的、最关键的参数之一。机组总风量包含空调机组总风量、排风机组总风量，其中空调机组总风量又包含总送风量、总回风量、总新风量空调机组的总风量若不能满足设计要求,将直接影响房间的换气次数或房间的洁净度、房间的温湿度等核心参数。

通常在机组总风量的调整过程中,一般应同时进行机外余压及系统阻力两个参数的调试。经过对这三个参数的调整确认,就可以初步判定当前状态下的空调机组性能是否能达到要求。空调机组机外余压表明机组克服系统阻力的能力,机外余压越大,其克服阻力的能力就越大;净化空调系统阻力是机组送风管路阻力、回风管路阻力和新风管路阻力之和。机外余压必须大于系统阻力。这里应区别机外余压与机组全压,空调机组的全压应为机外余压与机组本身阻力之和。在空调机组性能的调试中,还涉及振动、噪声、电流、转速等,但在净化空调风系统调试前,应已进行了单机试车,并对机组部分参数作了调整、测试。

现以一个净化空调系统中的空调机组调试过程为例来进行说明,该空调机组包含以下功能段:带有软连接的风阀、袋式初效过滤器、袋式中效过滤器、加热器、表冷器、加湿器、蜗壳风机(带电动机)、中效出风过滤器、出风风阀(带软接头)。调试目的是检查机组箱体的漏风率以及风机电动机运行时的风量和全压。风量测试之前,现场应提供380V的电力接线,且机组的变频器已经安装到位;在漏风率测试之前,机组的所有风阀必须与风管断开。在实施调试前应确认:AHU的调试方案已经批准,调试人员进行过培训,所有设备仪器包括各类连接应按设计要求全部完成、到位,各类连接部分,比如风管、供水、排水等全部到位,所有的电器类连接全部到位,所有的控制和测试元件全部就位(比如传感器、温控器等),供电已经到位。委托方协助提供工作现场所需的升降台和梯子,控制箱已经安装到位,并可供使用。

空调机组调试需配备的测试仪器有:数字差压表、振动测试仪、数显温湿度仪、数字钳形表、噪声仪、毕托管、红外辐射温度计等。

空调机组性能调试的过程为目视检查、开启调试、风量和风压调试以及测试、电流电压测试、转速测试、振动测试、噪声测试和数据处理。目视检查主要是检查机组各部位尺寸的符合性、机组框架结构的符合性、箱体结构是否为可拆卸式、机组方向是否与设计一致、框架安装是否牢固、水盘材质是否与设计要求一致、风口风阀的位置是否正确、风机(含电动机)的型号和技术参数是否正确、风机是否有减振设施、机组过滤框是否正确、加湿器的类型及参数是否符合设计、溢流口的安装高度是否符合要求、照明是否安装到位、软接材料是否与设计一致、检修门开启是否灵活及其密封性、电器开口是否密封、压差表是否安装正确等。

开启调试、测试:

①风机段在额定电压下启动,稳定运转5min切断电源,停止运转,反复进行三次;

②检查风机的转动方向是否正确,螺栓有无松动、风机运行是否平稳等;

③空调机组开启,正常运行后记录。用温度计记录电动机的温度,运行2h后记录。空调机组的风量风压测试,按图2.9.1连接风机段及风管,试验装置由被测风机段、连接管、测试管组成。测量机组静压,用毕托管在测量面管壁上的测压孔取压,将压力计一端与之连接,另一端与周围大气相通,压力计读数即为机组的静压;测量机组动压,将毕托管的直管垂直于管壁,侧头正对气流方向且与风管的轴线平行,读数即为机组动压。通过计算,得出实际送风风量。

图:风量测量试验装置布置图

电流电压测试时,设备应稳定在额定运行工况,测试前必须先了解机组的电压水平,在机组控制柜处测量电流、电压。测试时应得到相关电气工程师的同意,在确保安全的情况下进行。电流与机组的总风量成正比关系,在实际机组性能调整时,往往会出现系统压力达不到机外静压的情况,调整时就需要通过对比机组性能曲线来判定机组的性能情况。

转速测试时,应开启设备至额定运行工况,直接测量电动机的转速。一般情况下,二极电动机转速为2950r/min,四极电动机转速为1450r/min、六极电动机转速为950r/min。转速测试时要注意1/2转速、2倍转速与实际转速的成像区别,防止误判。

振动测试:启动设备至额定运行工况,稳定运行3min;在试验机组底板四角处相互垂直的三维方向上测量振动速度;记录振动速度。振动速度以不大于2.5mm/s为合格。

风机段在额定电压条件下启动,反复进行三次无故障;风机转动方向正确,运行平稳无异常;电动机的温升不大于50℃。机组在额定全静压下,风量偏差在-5%以内。

(2)风口风量(风速)调试、测试

送风口风量的调整及平衡,实际上就是对送风管系统进行阻力平衡的一个过程。通常净化空调系统的送风风管系统设计时应进行系统阻力计算,通过相关的风管布置、变径等来确保系统的阻力平衡。但是实际情况常常是按设计施工的风管系统不能达到各送风口风量的使用要求,故需通过调整各个风口的阀门来调整各个送风口间的阻力状况,以便达到系统的阻力平衡,从而使各个风口的风量均可在设计要求的范围之内。

送风风口的风量平衡无论是哪种用途的净化空调系统均有一定要求。有些比较注重房间换气次数,比如药品生产车间;有些则关注同一房间内各风口之间的风量偏差,比如温湿度控制精度高的洁净室。风口风量平衡的结果直接影响房间的换气次数及房间的气流形式,并直接影响房间洁净度的效果。同时,风口风量平衡对房间温湿度的控制有一定影响。

风口风量调节及平衡可采用基准风量平衡法、等比平衡调试法和预见针对平衡法。其中,基准风量平衡法和等比平衡调试法是基于风管的阻力损失计算公式衍生出来的,即风量与阻力成反比的关系。

预见针对平衡法是在具有熟练调试经验的基础上,有针对性地对风量偏差较大的风口进行调整。具体实施方法如下:根据所测风量分布记录找准风量最小的风口和比设计值高且偏差风量最高的风口,找准“最小”和“最大”采用“削峰填谷”平衡法,关闭“最大”风量风口风阀将风量挤压至“最小”风量风口,使得整个系统的风口风量相对均匀且控制在设计风量偏差15%以内;再次测试系统中的全部风口风量并记录,计算出实测风口风量与设计风量的比值,采用等比平衡调节法进行微调,使各个风口风量相对均匀且控制在设计风量偏差15%以内。整个调试过程中应十分关注系统总风量的变化趋势。

目前净化空调系统中,定(变)风量阀的使用已较为常见。定(变)风量阀的使用大大减少了后期维护工作量,方便了后期系统的维护。使用定风量阀和变风量阀,对于风口风量的调整工作也有所简化,往往只需将阀门刻度调至所需的风量刻度即可。但是,定风量阀和变风量阀均有一个工作压差的要求,有的还对安装的位置有一定要求,若没法满足工作压差的要求,阀门是无法起到调节作用的。所以定(变)风量阀前均要求安装手动调整阀,其目的就是调节阀门两端的压差,以满足工作压差的要求。同时,定(变)风量阀的局部阻力是较大的,因此,带有定(变)风量阀的系统,对空调机组的机外余压有较高的要求。

整个系统风量平衡之前,应先对各个风口进行风量摸底测试,一是充分了解整个系统实际现状,二是对风口布置是否与施工图一致进行核查。将摸底数据与设计值比较,采用预见针对平衡法进行风口风量平衡调试,粗调整后对整个系统的风口风量进行测量,再次与设计值比较,根据对比状况确定是否需要再次进行精调整,直至满足要求。风量平衡调整时可将人员分为两部分,一部分在夹层,另一部分在洁净室,采用对讲机进行沟通。为加快进度在夹层的人员应对整个风管系统熟悉,能快速地找到相应的阀门位置;在洁净室的人员,可使用必要的、快速的联络方式,即时与在夹层的人员准确找到风口位置。调整完成后,需在房间压差调试完成后进行复测,避免因压差调试导致个别风口风量出现大的变化。

风口风量调整结束后,应对风阀的开启位置进行标记,并在阀门开度记录表格上填写实际开度。同时,在夹层的相应位置做“已调试、勿动阀门”的标记。风口风量调试后的结果应符合设计和使用要求,并应如实记录下列数据:测试日期、测试人员、系统编号、房间编号、风口编号、测试风量等。

(3)FFU 风速调节

主要是通过调节FFU 的转速来实现。FFU 的转速调节一般分为挡位调节及转速调节。挡位调节一般设置1~5挡;转速调节则可实现FFU 在设计转速范围内的任意调节。FFU 风速调节前应与使用方协商确定FFU 编号。依据洁净室(区)内FFU 的实际状况,选取部分FFU,测试各挡位或转速下FFU 的风速,记录各挡位或转速下对应的风速。根据初步检测的FFU 风速状况,确定可满足风速要求的挡位或转速,将FFU 调整至确定好的挡位或转速,测量各FFU 的风速,若部分FFU 的风速在确定的挡位或转速下,仍然未达到要求,则增加(降低)挡位或增大(降低)转速,直到风速满足要求。在进行各FFU 的风速调整时,应考虑整个洁净区域的气流情况,结合气流适当调整FFU 的挡位或转速。鉴于无纺布对FFU 风速的影响,在FFU 风速调整时,必须注明FFU 无纺布的状态。

FFU 风速调试后的结果应符合设计和使用要求,并应如实记录下列数据:测试日期、测试人员、系统编号、房间编号、FFU 编号、测试风速等。

(4) 压差调试

洁净室的压差调试是通过调节房间的送风、回风、排风来实现的,而送风在风口风量平衡时已经调整完成,所以主要是调节回风量、排风量。压差是保持洁净室洁净度的关键参数之一,也是洁净室系统参数控制的难点之一。通常大型电子类的洁净厂房因洁净室面积较大、房间数量较少,房间的压差相对而言容易维持,不易受到破坏。而医药类洁净厂房的压差调试相对就有一定的难度,这是因为医药类厂房洁净房间多、每个房间面积小,其压差因工艺要求还具有较大差异;为确保相关洁净室的压差要求,对调试工程师的能力、经验有一定的要求。

洁净室的压差根据洁净室的特性、工艺特点有不同的要求,压差值的选择应适当。压差值选择过小,洁净室的压差很容易破坏,洁净室容易受到污染;选择过大,洁净空调系统的新风量就会增大,空调的负荷增加,能耗较大。因此,国家标准《洁净厂房设计规范》(GB 50073)规定洁净室与室外的最小压差为10Pa。洁净室之间的压差,因各行各业的生产工艺不同有所差别,具体的洁净室工程应符合设计文件的要求,且不得随意改变。

压差调整的实际过程中还应充分考虑围护结构泄漏对压差的影响,尤其是门缝、开孔处。洁净室的正压维护是靠正压风量来实现的,因此,应关注维护结构的密封性。压差调整时,所有非正常生产时工艺要求的孔洞都必须封堵,所有的门均应安装可调节的扫地条;压差调试期间,系统所有的门均需关闭,非相关人员禁止进入洁净室。

洁净室压差调节。在调试前需对待调整的系统状态进行确认,空调机组送风量应为送风口风量平衡后的数据;若洁净室(区)有排风,则需确认排风机组可正常开启。涉及工艺排风的,需与生产部门协商确定工艺排风开启的情况。检查系统各个房间的回风阀门,并均保持全开状态;检查确认围护结构的密封情况。

洁净室压差摸底测试。首先将待调试洁净室各个房间所有的门均打开(直排房间除外),测量房间整体对室外的压差;然后关闭所有房间的门,测量各个房间之间的压差。洁净室(区)各房间的压差调节:根据各个房间的设计压差,对比摸底的数据,调节排风、新风比例,以使各个房间的压差在要求的范围之内。房间之间的压差调整:选取压差调整参照房间,便于调节过程中找参照点。参照房间宜与待测的多数房间相邻,比如走廊,且最好是直接与室外相邻。对比分析设计压差值和摸底实测压差值,初步确定调节顺序。 一般从最远端的房间开始,从后往前调,先关小压差偏小房间的回(排)风阀门,然后调节各个房间的回(排)风阀门,调节房间压差。房间压力偏小的,关小回(排)风阀门,减小房间的回(排)风量;反之,打开阀门,增大回(排)风量。压差调节的过程中遵循“多测、多分析、少动阀”的原则。反复、多次调整直至各个房间的压差符合设计和使用要求。各个房间的压差调整完成后,关闭各个房间的门,测量各个房间之间的压差,记录数据。同时,做好阀门的标识工作,并应如实记录下列数据:空调机组的频率、新风阀门的开度、回风阀门的开度;排风机组的频率、排风阀门的开度;房间的压差;测试时间;测试人员等。洁净室的压差调试是净化空调系统调试过程中最难的一项工作,具体工程的实际调整过程可能会遇到各种各样的问题,例如洁净室围护构造的墙板、吊顶、门窗密闭性,风管阀门质量以及排风(包括工艺排风量)的变化都影响压差测试值。洁净室的压差调试工作能否较快地、顺利地推进,既取决于施工的质量,也取决于调试人员的经验、技术水平。