空調(diào)凈化系統(tǒng)的運行與維護保養(yǎng)①

暢翱 呂貴瑜 唐正剛

(蘭州生物制品研究所有限責(zé)任公司 甘肅蘭州 730000)

1 空調(diào)凈化系統(tǒng)

1.1 暖通空調(diào)系統(tǒng)

暖通空調(diào)是具有采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)功能的空調(diào)設(shè)備。通常來講潔凈空調(diào)系統(tǒng)主機部分主要構(gòu)成分為：新風(fēng)段、初效過濾器、混風(fēng)段、中效過濾器、冷卻/加熱段、送風(fēng)風(fēng)機段、二級中效過濾器、加濕段和送風(fēng)段。

1.2 工作原理

來自室外的新風(fēng)經(jīng)過初效過濾器將塵土、雜物過濾后與來自潔凈室內(nèi)的回風(fēng)混合，通過中效過濾器過濾，再分別通過冷卻段、加熱段進行物理恒溫除濕處理后經(jīng)過二級中效過濾器過濾，然后經(jīng)加濕段加濕（濕度低于設(shè)計范圍）后進入送風(fēng)管道，通過送風(fēng)管道上的消聲器降噪后送入最末端的高效過濾器進入潔凈室，部分房間設(shè)有排風(fēng)口，由排風(fēng)口排出室外，其余的風(fēng)通過回風(fēng)口及回風(fēng)管道與新風(fēng)混合后進入中效過濾器再進行循環(huán)。

2 空調(diào)凈化系統(tǒng)的組成

2.1 空氣處理機組

空氣處理機組是HVAC系統(tǒng)的主要設(shè)備，主要包括過濾器、加熱和冷卻盤管、冷凝水接水盤、冷凝水排放系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、風(fēng)機、檢修門等。運行人員應(yīng)定期對空氣處理機組進行檢查，主要包括以下幾個方面：（1）箱體及檢修門的漏風(fēng)情況；（2）箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管路的銹蝕；（3）冷凝水排放情況；（4）箱體內(nèi)部是否存在污染物；（5）照明。以上問題的出現(xiàn)都會影響到空調(diào)凈化系統(tǒng)所控環(huán)境的改變，造成內(nèi)部微生物滋生，空調(diào)箱體滲漏以及供氣量下降能耗增大。

2.2 風(fēng)機及送、排風(fēng)系統(tǒng)系統(tǒng)

應(yīng)用于HVAC系統(tǒng)的風(fēng)機一般多采用離心式或軸流式風(fēng)機，應(yīng)根據(jù)不同的使用場所選用合適的風(fēng)機類型?？紤]到安全和節(jié)能方面風(fēng)機一般安裝在空氣處理機組的表冷和加熱(+加濕)段之間，可采用無蝸殼風(fēng)機或離心式風(fēng)機，風(fēng)機驅(qū)動方式多采用直接驅(qū)動式或皮帶驅(qū)動式。排風(fēng)系統(tǒng)的基本組成是室內(nèi)排風(fēng)口裝置、風(fēng)管系統(tǒng)和排風(fēng)風(fēng)機。其作用是將室內(nèi)的空氣排至室外，也可將部分排風(fēng)送至空氣處理設(shè)備的負壓段與新風(fēng)混合后又重新作為送風(fēng)。被重復(fù)使用的這一部分排風(fēng)稱為回風(fēng)?；仫L(fēng)系統(tǒng)主要由房間回風(fēng)口、過濾器、回風(fēng)管道以及回風(fēng)閥門組成。一般情況下，回風(fēng)系統(tǒng)和送風(fēng)系統(tǒng)共用一臺風(fēng)機，回風(fēng)口在送風(fēng)機的負壓側(cè)。通過對空調(diào)凈化系統(tǒng)回風(fēng)關(guān)鍵參數(shù)進行監(jiān)測，可以實時了解系統(tǒng)所控制區(qū)域的溫、濕度以及房間壓差等情況，通過對回風(fēng)閥和新風(fēng)閥的聯(lián)動控制，可有效調(diào)整受控區(qū)域的關(guān)鍵運行參數(shù)，進而滿足生產(chǎn)工藝的要求[1]。

2.3 加熱/冷卻盤管

（1）盤管的類型。空調(diào)機組一般配有一組冷卻盤管和一組加熱盤管。冷卻盤管屬于熱傳導(dǎo)裝置，盤管表面連接了一根根翅片，這些翅片可以減少空氣中水蒸氣的含量，其冷卻介質(zhì)可以是冷水機組提供的冷凍水或是乙二醇；用于空氣加熱的盤管根據(jù)其介質(zhì)有蒸汽盤管、熱水盤管，屬于熱傳導(dǎo)裝置，盤管表面也連接有許多翅片，可提高所經(jīng)盤管空氣流的顯熱量。（2）冷（熱）源。冷源的作用是為空調(diào)凈化系統(tǒng)提供冷量，目的是冷卻循環(huán)系統(tǒng)中的空氣。常用的空調(diào)冷源分為天然冷源及人工冷源，天然冷源包括自然界的冰、低溫深井水等。目前常用的人工冷源包括吸收式制冷機、蒸汽壓縮式制冷機和蒸汽噴射式制冷機設(shè)備。熱源的作用是用來提供加熱空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)中所需的熱量，常用的空調(diào)熱源包括生活熱水、蒸汽鍋爐、電鍋爐、熱水泵機組、電加熱器串聯(lián)等。（3）空調(diào)冷、熱源的附屬設(shè)備。通常為空調(diào)系統(tǒng)供冷和供熱的設(shè)備包括冷卻水塔、冷卻水泵、冷凍水泵、換熱器、蓄熱蓄冷裝置、軟化水裝置、集水器、分水器、凈化裝置、過濾裝置、定壓穩(wěn)壓裝置等。

2.4 加濕器

空調(diào)系統(tǒng)中加濕的主要目的是確?？照{(diào)系統(tǒng)的舒適性或者滿足工藝生產(chǎn)需求，從而控制生產(chǎn)環(huán)境中的塵埃粒子數(shù)量。根據(jù)加濕方式，加濕器可分為：直接噴干蒸汽式、加熱蒸發(fā)式、噴霧蒸發(fā)式和紅外式。

2.5 空氣過濾器

通過預(yù)過濾和中間過濾（一級和二級過濾）以及最終過濾將空氣中的粒狀污染物（固體或液體微粒子組成）進行攔截，已滿足制藥車間工藝生產(chǎn)要求。

2.6 空調(diào)水系統(tǒng)

空調(diào)水系統(tǒng)的作用是將冷媒水或熱媒水從冷源或熱源輸送至空氣處理設(shè)備。空調(diào)水系統(tǒng)的基本組成包括水泵、冷水機組以及冷水管道系統(tǒng)?？照{(diào)水系統(tǒng)分為冷（熱）水系統(tǒng)、冷卻水（冷凍水）系統(tǒng)和冷凝水系統(tǒng)三大類。

3 空調(diào)凈化系統(tǒng)日常運行管理

3.1 日常巡檢

根據(jù)空調(diào)凈化系統(tǒng)的工作原理，運行人員需對空調(diào)凈化系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行日常監(jiān)控和記錄。巡檢中運行人員需要在監(jiān)控室的上位機中查看和記錄空調(diào)機組所控制回風(fēng)溫度、濕度以及送風(fēng)風(fēng)速數(shù)據(jù)，然后去空調(diào)機房對各空調(diào)機組初、中效過濾器前后壓差值進行記錄[2]。以上數(shù)據(jù)直接反映了空調(diào)凈化系統(tǒng)運行狀態(tài)的正常與否，如數(shù)值發(fā)生異常，可能會直接影響潔凈車間環(huán)境狀態(tài)。此外，巡檢中除了做好上述關(guān)鍵數(shù)據(jù)的記錄，運行人員還需要對空調(diào)機箱體異響、風(fēng)機異響、風(fēng)管異響以及空調(diào)系統(tǒng)漏水、漏汽情況進行檢查。由于空調(diào)機箱體主要由新風(fēng)段、回風(fēng)段、送風(fēng)段以及送風(fēng)風(fēng)機等部件組成，風(fēng)機的震動和風(fēng)產(chǎn)生的氣流會導(dǎo)致箱體產(chǎn)生一定的震動，這種震動是輕微的屬于正常情況。當(dāng)發(fā)生劇烈震動時可能是風(fēng)機動平衡破壞或是排風(fēng)異常等原因造成，也可能是送風(fēng)風(fēng)機長時間連續(xù)運行，風(fēng)機內(nèi)的軸承容易出現(xiàn)疲勞磨損的情況造成風(fēng)機主軸晃量增大導(dǎo)致風(fēng)機的異響。因此日常巡檢時運行人員通過聽聲音也可以作為判斷空調(diào)凈化系統(tǒng)運行情況的主要依據(jù)[3]。

3.2 過渡季節(jié)空調(diào)凈化系統(tǒng)的運行

過渡季節(jié)，應(yīng)提前做好熱水機組的開啟/關(guān)閉，一方面防止冬季到來后未及時開啟空調(diào)熱水系統(tǒng)導(dǎo)致表冷器凍裂影響空調(diào)系統(tǒng)的正常運行，另一方面當(dāng)氣溫回升后未及時關(guān)閉熱水系統(tǒng)又會造成能源的浪費。在季節(jié)交換期間，運行人員需加強對空調(diào)凈化系統(tǒng)的巡檢，因為在季節(jié)交替時環(huán)境溫度、濕度都會發(fā)生變化，空調(diào)凈化系統(tǒng)會根據(jù)環(huán)境情況進行自動調(diào)節(jié)，所以需注意溫、濕度的數(shù)值變化以及關(guān)注空調(diào)凈化系統(tǒng)管路可能出現(xiàn)的跑、冒、滴、漏隱患。

3.3 空調(diào)凈化系統(tǒng)的濕度控制

空調(diào)凈化系統(tǒng)中冷卻除濕技術(shù)是目前應(yīng)用最為廣泛的除濕技術(shù)，它的基本原理是讓空氣流過充滿冷凍水的冷水盤管表面，由于盤管表面的溫度低于所通過空氣的露點溫度，空氣在盤管表面產(chǎn)生冷凝水，空氣中的水蒸氣含量得到降低。冷水盤管一般是通過冷凍水或者是流動的制冷劑的直接蒸發(fā)式冷卻盤管，經(jīng)過冷卻盤管處理后的空氣溫度越低，空氣中水蒸氣含量越低空氣就越干燥，通常車間提供的冷凍水溫度為7℃～12℃。由于夏季雨水較多，空氣中水蒸氣的含量較大，所以空氣經(jīng)過冷盤管形成大量冷凝水，運行人員在夏季應(yīng)多檢查冷盤管接水盤的排水情況，防止接水盤出水口堵塞造成滲漏；進入冬季，空氣中水蒸氣含量降低，根據(jù)空調(diào)凈化系統(tǒng)除濕的原理，經(jīng)干燥處理的空氣溫度要低于車間溫度要求（一般為18℃～26℃），因此經(jīng)過干燥處理的空氣還需要經(jīng)加熱盤管進行再熱，為了節(jié)約能耗冬季可以根據(jù)車間實際溫、濕度情況適當(dāng)提高冷凍水出水溫度。

4 空調(diào)凈化系統(tǒng)維護保養(yǎng)

4.1 空調(diào)過濾器的維護保養(yǎng)

空調(diào)凈化系統(tǒng)正常運行時，機組中安裝的空氣過濾器容塵量會逐漸增大，直到達到其允許的最大值。此時，就必須對空氣過濾器進行更換，否則空調(diào)凈化系統(tǒng)將無法正常運行，由于空氣過濾器的臟堵，導(dǎo)致送風(fēng)量減小，送風(fēng)風(fēng)速和控制區(qū)域換氣次數(shù)降低，空調(diào)凈化系統(tǒng)所控區(qū)域的環(huán)境也將不能達到使用效果。通?？照{(diào)凈化系統(tǒng)中的空氣過濾器可以分為粗效過濾器、初效過濾器、中效過濾器和高效過濾器。粗效過濾器一般每周進行清洗，并且在清洗3次以上時進行更換；初、中效過濾器可以根據(jù)空氣阻力接近或達到初阻力的2倍時進行更換；而高效過濾器一般在檢漏時發(fā)生泄漏或空氣阻力達到初阻力2倍時需進行更換，對高效過濾器更換前需對室內(nèi)設(shè)備進行保護，防止高效過濾器拆除中和拆除后，風(fēng)道、靜壓箱等處積存的灰塵落下造成對設(shè)備和地面的污染[4]。

4.2 空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)的維護保養(yǎng)

空調(diào)凈化系統(tǒng)中的送風(fēng)系統(tǒng)包括送風(fēng)風(fēng)機、風(fēng)閥、送風(fēng)管道以及末端出風(fēng)過濾裝置等。進入受控區(qū)域尤其是潔凈車間的風(fēng)首先經(jīng)過過濾器處理，其不僅要滿足車間內(nèi)環(huán)境溫、濕度要求的風(fēng)量，而且提供的風(fēng)還起到稀釋和排出潔凈車間內(nèi)空氣中所含的微小顆粒（雜質(zhì)），以滿足受控區(qū)域的環(huán)境要求。所以，維修人員需根據(jù)空調(diào)凈化系統(tǒng)實際運行狀態(tài)，定期（每季度）對空調(diào)凈化系統(tǒng)的送風(fēng)風(fēng)量進行檢測，其檢測點一般選擇在空調(diào)送風(fēng)口處。通過對送風(fēng)風(fēng)量檢測值進行對比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)風(fēng)量降低等異常情況時，維修人員可以通過排查送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備及時發(fā)現(xiàn)問題并處理，從而保障潔凈車間環(huán)境正常[5]。

4.3 空調(diào)自控系統(tǒng)的維護保養(yǎng)

空調(diào)自控系統(tǒng)是整個空調(diào)系統(tǒng)的控制核心，其原理就是通過對空調(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)速、壓差、溫度和濕度等進行在線監(jiān)測，然后將監(jiān)測信號反饋至PLC，通過PLC控制來滿足控制區(qū)域（生產(chǎn)車間）的環(huán)境狀態(tài)符合要求。上述監(jiān)測數(shù)據(jù)分別通過不同傳感器將模擬信號反饋至PLC，由PLC進行處理，由于控制區(qū)域的環(huán)境狀態(tài)是變化的，因此空調(diào)系統(tǒng)PLC中的功能模塊會根據(jù)接收到的模擬信號進行運算進而對對應(yīng)自控閥門進行控制調(diào)節(jié)完成設(shè)定輸出。由于空調(diào)自控系統(tǒng)的關(guān)鍵性，所以在潔凈空調(diào)正常運行時，需要定期對控制區(qū)域房間壓差表、風(fēng)速傳感器、溫、濕度傳感器以及自控閥門等進行檢查，以防止某個傳感器或自控閥門故障導(dǎo)致控制區(qū)域環(huán)境異常增加了生產(chǎn)風(fēng)險[6]。

5 結(jié)語

綜上所述，空調(diào)凈化系統(tǒng)尤其是潔凈空調(diào)凈化系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在日常的運行管理中需要對空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)速、壓差、溫度以及濕度等關(guān)鍵參數(shù)進行監(jiān)測和記錄，同時做好空調(diào)凈化系統(tǒng)的日常巡檢和定期維護，只有通過科學(xué)管理才能使設(shè)備處于良好的運行狀態(tài)，從而保障生產(chǎn)環(huán)境的安全可靠。