干盘管

随着工业技术的发展，越来越多的产业对工厂厂房洁净度的要求不断提高，如电子行业、食品行业、制衣行业等。目前大多数已建成的净化厂房中，洁净室的空调系统一般都会使用常规净化空调方式：“新风机组＋混风机组＋高效过滤器（HEPA）”；而另一种是干盘管净化空调方式，即“新风机组＋干盘管＋FFU（FFU，Fan Filter Unit，风机过滤器单元）”组合。后者在施工实践中比较少见，一方面是常规净化方式一直沿用，不愿更新改变；另一方面是部分企业认为新风机组＋干盘管＋FFU方式的洁净空调系统是用于高洁净度（≥100级）要求的项目中，担心用于1000级~10000级项目时造价会偏高。对此，本文着重从新旧两种空调方式的特点及能耗方面进行分析探讨，说明“新风机组＋干盘管＋FFU”方式的洁净空调系统在净化厂房是确实可行的，并总结了干盘管净化空调方式在过程中需要注意的一些问题。         一、新型干盘管净化空调方式介绍         所谓干盘管，是在系统中仅承担显热负荷的冷冻盘管，其冷冻水进水温度一般在13℃以上，也就是说在室内空气的露点温度以上，盘管一般不可能产生冷凝水，属于干工况运行，所以叫其干盘管，而13℃的冷冻水常用的制取方法为利用水—水板式换热器把冷水机组的7℃/12℃冷冻水转换过来。冬季，在我国长江以北的地区也可以采用制冷系统中的冷却水系统，替代干盘管的冷源，达到节能的目的。而FFU风机过滤器单元，确切地说是一种自带动力、具有高效过滤功能的模块化的末端送风装置，许多净化设备生产厂家都有FFU的详细介绍，这里不再赘述。新型干盘管净化空调方式指的是室外新风经过新风机组处理后送入洁净室的天花技术夹层静压箱内，混合后用FFU来循环空气从而达到洁净度要求的换气量，通常新风机组将新风处理到室内露点温度，承担新风负荷及室内湿负荷，干盘管承担室内的显热负荷，FFU负荷循环及过滤空气，即湿度由新风机组负责，温度由干盘管负责，洁净度由FFU负责，空调方式示意图见图1。         我们以往多采用“新风机组＋混风机组＋高效过滤器”空调方式，该空调方式指的是室外新风经过新风机组处理后送入混风机组，混风机组把回风与新风混合并处理至所要求的空气参数后直接用风管送风到各终端高效过滤器（HEPA），通常新风机组将新风处理到室内含值，不承担室内负荷，只承担新风负荷，由混风机组承担室内的湿负荷和显热负荷。         二、干盘管净化空调方式的优势分析         （一）干盘管净化空调方式与常规净化空调方式的初始投资成本大致相同。         很多企业认为“新风机组＋干盘管＋FFU”净化方式比常规净化空调方式的初投资要高，实际我们比较后得知，两者的成本大致相当。（1）由于干盘管与FFU制造技术的发展与普及，生产厂家的飞速增长，促使它们的价格相比前些年已经大幅度下降，品牌选择也开阔得多，不仅有外国进口的产品，而且国内众多厂家的新产品也均可以选择。（2）新风机组＋干盘管＋FFU净化方式相比于常规净化方式，其空调箱仅为规格很小的新风机组，不含混风机组，所以空调机房的面积可以相应缩小，节省了建筑空间，而且新风管占用洁净室吊顶空间较少，节省了吊顶空间。（3）相比于常规净化方式，新风机组＋干盘管＋FFU净化方式由于使用天花技术夹层，所以其在围护结构方面的价格会稍高。（4）相比于常规净化方式，新风机组＋干盘管＋FFU净化方式由于整体用电功率较少，所以其在空调配电方面用到的电线电缆型号较小，开关及变频器等也可缩小型号，造价下降。（5）新风机组＋干盘管＋FFU的净化方式所需要的风管量是很少的，仅为新风机组的新风管，而常规的净化方式中需要的风管量就很多，它包括新风机组的送风管、混风机组的送风管及回风管（都是大规格的风管）。总体来说，新风机组＋干盘管＋FFU的净化方式的初投资与常规净化方式的初投资基本持平。         （二）干盘管净化空调方式的运行成本大大低于常规净化空调方式。         运行能耗的比较主要体现在用电量方面，其中新风机组＋干盘管＋FFU净化方式的用电量主要包括：新风机组、FFU、干盘管水泵三个方面。而常规净化方式中用电量主要包括：新风机组，混风机组。可以看出，两个系统的比较就在于FFU＋干盘管水泵与混风机组之间，可以很明显地看出混风机组的用电量会高出很多，因为单个FFU的功率在0.2 kW左右，而干盘管水泵是一个小水泵，功率也不会大，两种设备加起来的用电量不多。而常规净化方式的混风机组由于需处理整个系统的循环风量，还要负担末端高效过滤器的阻力，送回风管的阻力，其功率动辄就会有几十千瓦，所以常规净化方式的运行费用是大大高于新风机组＋干盘管＋FFU净化方式的。一般认为新风机组＋干盘管＋FFU净化方式的运行费用大约是常规净化方式的60%~80%。         三、干盘管净化空调方式设计过程中需要注意的问题         1.新风机组处理的新风焓差较大，处理后空气的温度也较低，在通常的冷水温度下运行，需要增加盘管的排数来增大换热面积，因此，新风机组盘管的排管数比常规方式的盘管排管数要多，而且处理后空气温度较低，所以新风机组的箱体保温厚度以及新风管的保温层厚度比常规方式的厚度要厚。         2.干盘管干工况运行时进水温度是需根据室内空气的露点温度而确定的，不是一个定值，而是按照洁净室的实际温湿度要求情况来确定的，而且在不同工况下，干盘管的冷量是变化的，但目前大多数盘管生产厂家的产品#说明#中仅仅提及工况下的冷量，而干盘管是处在非标准工况下运行的，所以要特别注意干盘管的冷量取值，可以通过相关论文的介绍方法来计算所得，或者由盘管生产厂家来提供非标准工况下的冷量值。         3.使用此净化空调方式，如果净化区域中局部房间的温湿度条件不同或者局部房间内的工艺设备发热量不同，则必须对该局部房间进行单独隔断，再设置一套独立的空调系统进行独立的温湿度控制，这样设置有助于温湿度精度的控制及运行时能源的节约。         4.当一个大面积净化房间采用新风机组＋干盘管＋FFU净化空调方式时，FFU的使用量比较多，单独逐一来管理控制是很不方便的，为了管理方便，建议采用FFU群控这种新型的管理技术，其能够在电脑上观察到FFU的运行、停止、故障等各种状态，也可以在电脑上进行开停、调速等控制，可以极大地减少对FFU的管理工作量。