洁净室配套的空气处理系统,在 GB 50073-2013《洁净厂房设计规范》中称为净化空调系统。它和舒适性空调最大的不同,是不能只管温湿度,而要同时守住三项指标:洁净度、温湿度和房间压差。集中式方案的核心设备是组合式空调机组,也就是常说的 AHU,现场习惯叫空调箱。
按 GB/T 14294-2008 的定义,组合式空调机组是由各种空气处理功能段组装而成、适用于阻力不小于 100 Pa 系统的空气处理设备。标准按用途把机组分为通用机组、新风机组、净化机组和专用机组,洁净厂房用的是净化机组。
一、先选系统组合:三种常见路线
| 组合形式 | 适用场合 | 特点 |
|---|---|---|
| AHU 一次回风 + 风管 + 高效送风口 | ISO 6~8 级 | 投资低,温度和湿度在一次回风中耦合控制 |
| MAU + FFU + DCC | ISO 1~5 级及精度要求高的场合 | MAU(新风机组)定露点控湿,DCC(干盘管)承担显热,FFU(风机过滤单元)满布吊顶 |
| MAU + RAU(循环机组) | 多房间、各区工况差异大的厂房 | 一台循环机组服务一个区域,分区灵活 |
多数电子装配和医药辅助车间采用第一种。下面就按 AHU 一次回风这条路线展开。
二、功能段按需组合,顺序有逻辑
组合式机组的段不是固定的。GB/T 14294-2008 列出的功能段包括空气混合、均流、过滤、冷却、一次和二次加热、去湿、加湿、送风机、回风机、喷水、消声和热回收,项目按负荷、新风比和过滤等级选配。一个 ISO 7 级车间的典型配置是:混合段、初效过滤段、表冷段、再热段、加湿段、风机段、中效过滤段;风机前后按噪声要求加消声段,末端留检修段。
- 混合段:设新风阀、回风阀和排风阀。新风阀与回风阀的开度比例决定新风占总风量的份额,同时影响房间正压和夏季除湿负荷。
- 初效过滤段:装 G4 过滤器,拦截大颗粒和絮状物,保护后面的盘管和风机。洁净度不靠它,但它失效会让盘管积灰、阻力上升。
- 表冷段:通常用 7℃ 供、12℃ 回的冷冻水,把空气冷到机器露点以下,降温的同时析出凝结水。除湿量取决于盘管能把空气冷到多低,水阀调节的就是这个温度。
- 再热段:部分负荷时投入。表冷按定露点运行,出风温度偏低,再热把温度提回来,含湿量不变。
- 加湿段:洁净室宜用干蒸汽加湿,冬季和过渡季投入。湿膜长期潮湿容易滋生微生物,而且末端高效过滤器拦不住这类污染源。
- 风机段:机组的动力来源,要同时克服机组自身阻力和机外静压(风管、阀件和末端高效过滤器)。机外静压选小了,风量就送不出去。
- 中效过滤段:装 F7 或 F8 过滤器,拦截 1 µm 以上粒子,设在风机之后的正压段。GB 50073-2013 第 6.4.1 条要求中效或高中效过滤器宜集中设在空调箱正压段;负压段一旦密封失效,未经过滤的空气会被吸进箱体带到下游。
各段顺序的共同逻辑是:先混合,再粗滤,然后处理温湿度,再加压输送,并在正压段补一道中效。顺序颠倒,后段设备就要承受前段漏过来的灰尘和水。空气出机组后经风管送到末端高效过滤器进入洁净室,再经回风夹道回到混合段,形成闭环。
三、机组侧:选型盯住五项性能参数
选型要看两套数据:机组侧看样本和铭牌,系统侧看设计和验收记录。机组的主要性能按 GB/T 14294-2008 考核,最常用的是下面五项。
| 参数 | 含义 | 取值与校核 |
|---|---|---|
| 额定风量 | 标准空气状态下单位时间通过机组的风量 | 按房间计算送风量选型,向上靠档 |
| 机外静压 | 克服机组自身阻力后,进出风口之间的静压差 | 要覆盖风管、阀件和末端高效过滤器 |
| 额定供冷量 | 规定工况下的总除热量,含显热和潜热 | 按热湿负荷和机器露点计算 |
| 漏风率 | 漏风量与额定风量之比 | <