中央空調工程作為潔凈室控制系統的重要組成部分，主要控制和監測生產(chǎn)環(huán)境中的空氣溫度、濕度、懸浮顆粒和微生物，確保環(huán)境參數滿(mǎn)足質(zhì)量要求，避免空氣污染和交叉污染，為操作人員提供舒適的環(huán)境。此外，空調系統還可以減少和防止產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中對工人的不利影響，保護周?chē)h(huán)境。對潔凈室而言，潔凈、安全的空間環(huán)境是空調系統設計中需要考慮的關(guān)鍵因素。

一、空調系統的劃分

1、根據不同的產(chǎn)品劃分，主要是為了避免不同產(chǎn)品的交叉污染或空調凈化要求。

2、潔凈室或溫濕度對室內環(huán)境的要求因潔凈度等級或溫濕度的要求而異。一般情況下，A、B級機房應與C合作、分別設置D級機房。

3、應分別設置非凈化系統、中效凈化系統和高效凈化系統。由于兩者之間的電阻差異太大，在組合成一個(gè)系統時(shí)很難平衡電阻。

4、由于通風(fēng)次數差異較大，送風(fēng)溫差較大，單向流潔凈室與非單向流潔凈室應分開(kāi)。再加熱會(huì )消耗大量熱量，因此應單獨設置。

5、允許部分生產(chǎn)段按地板、平面分區或工藝段單獨運行，有利于節能。

6、對于有特殊要求或污染的環(huán)境，應設置獨立的空調系統，分別安裝生產(chǎn)高致敏藥物、避孕藥物、疫苗、激素、抗腫瘤化學(xué)品、劇毒微生物藥物和生產(chǎn)更多致敏藥物的工段。

7、不同的生產(chǎn)周期分為不同的系統，如長(cháng)期生產(chǎn)段和兼職生產(chǎn)段；或錯開(kāi)生產(chǎn)時(shí)間；例如，暫存區系統與生產(chǎn)區分開(kāi)。

二、空調熱源

1、熱源一般為燃氣鍋爐，以城市熱蒸汽為主。

2、熱水鍋爐優(yōu)先考慮節能。若鍋爐具有加熱、加濕、消毒、滅菌功能，則選用蒸汽鍋爐。

3、鍋爐房為D類(lèi)建筑，層高較高(至少7)～10米)。鍋爐上方?jīng)]有房間，需要獨立建筑。如果放置在工廠(chǎng)內，則為非承壓熱水鍋爐或小于或等于2t/h的蒸汽鍋爐。

4、鍋爐房應配備值班室、軟水處理裝置、分缸、氣體壓力調節站、定期和不定期的污水膨脹儲罐、冷卻池、排氣、溝渠、設備運輸和維護門(mén)等。

5、鍋爐補水箱應放置在高位，排氣管應保溫，安裝防爆門(mén)、冷凝水管、煙氣節煤器，有利于節能。

6、鍋爐給水泵為多級泵，壓頭高，可手動(dòng)備用或自動(dòng)變頻運行。

7、設備不能放在鍋爐前后，放在左右兩側。水處理設備應遠離鍋爐，建議設置在單獨的房間內。

8、鍋爐煙道獨立設置在每個(gè)鍋爐中。

三、空調冷源

1、水冷機組優(yōu)于風(fēng)冷機組，水冷機組的出水溫度易于保證，適用于恒溫恒濕系統。

2、若有蒸汽，優(yōu)先采用蒸汽溴化鋰制冷機組，但需電制冷機組作為備用，能源多樣性能得到保證。

3、制冷站可位于整個(gè)工廠(chǎng)的中心-動(dòng)力中心和整個(gè)工廠(chǎng)的負荷中心。

4、冷凍站層高應高(至少6米至9米)，使水管彎頭曲率大，阻力小，運行成本低，空氣透明，維護方便。

5、制冷機組安裝在外窗上?？紤]到水泵管道檢查和維護的距離，水泵布置在內墻上。大型泵考慮水平泵，小型泵考慮管道泵。

6、冷凍站管徑大，負荷重。在混凝土梁上布置大型管道需要專(zhuān)業(yè)的結構設計。否則，需要用垂直鋼柱固定。除非結構的懸掛荷載足夠，否則大型管道不能隨意懸掛在樓梁下。

7、溴化鋰制冷機組的水泵布置在單獨的房間內，防止水泵過(guò)熱。

8、主冷量比末端冷量小15%-30%。

9、管道采用母管分水合水，閥門(mén)采用電動(dòng)蝶閥，可降低系統阻力，占地面積小，操作方便。

10、冷卻塔設計更大方，主機冷卻能力增強，可延遲兩臺主機同時(shí)啟動(dòng)，達到明顯的投資和節能效果。

四、選擇空調終端設備

1、設置獨立的空調室，無(wú)機室設計不需要考慮噪音、維護等問(wèn)題。

2、考慮運輸和維修門(mén)，空調室的長(cháng)度超過(guò)9米。一樓考慮土木工程基礎，二樓及以上考慮輕鋼基礎，基礎高度不應小于150～200mm，基礎按施工方提供的說(shuō)明清晰。

3、考慮到地漏和排水管，空調房的表冷段和加濕段不僅僅是排水管。

4、為了節約能源，達到較高的溫濕度精度，需要對新鮮空氣進(jìn)行集中處理。新鮮空氣冷凍水的供水溫度為5℃-7℃，循環(huán)機組為12℃-19℃。對于蒸汽或濕度要求嚴格的用戶(hù)，可使用轉輪除濕新鮮空氣。

5、水管閥門(mén)不得布置在空調機組上方，以免漏水影響空調機組。垂直管道上不得布置閥門(mén)，應布置在水平管道上，盡量避免放置在風(fēng)管下方。

6、消聲器設計：

排氣系統的回風(fēng)管和吸風(fēng)主管段應采取消聲措施，以滿(mǎn)足潔凈室的噪聲要求；中央空調工程或局部排氣系統的排氣管段也應采取降噪措施，以滿(mǎn)足室外環(huán)境區域的噪聲標準。

消聲器一般布置在靠近機房、氣流穩定的管段上。當布置在機房?jì)葧r(shí)，從消聲器、維修門(mén)和消聲器到機房隔墻的風(fēng)道段應采取良好的隔音措施；當布置在機房外并毗鄰房間時(shí)，應盡可能靠近機房隔墻。消聲器通向隔墻的管道（包括轉彎靜壓箱或彎頭）也應采取良好的隔音措施，通過(guò)消聲器本身、檢查門(mén)和風(fēng)道松動(dòng)部位，防止機房?jì)鹊脑肼曋匦乱胂到y。

7、風(fēng)量、壓力測量孔設計：

對于通風(fēng)凈化空調系統中的壓力測量孔，新風(fēng)管、送風(fēng)、回風(fēng)主風(fēng)道段應根據需要設置壓力測量孔，壓力測量孔或壓差表應安裝在系統中的空氣過(guò)濾器前后。凈化空調系統中的壓力測量孔用于在凈化空調系統正式投入運行前測量和調節通風(fēng)機和系統中的風(fēng)壓和風(fēng)量，以滿(mǎn)足設計要求。在運行過(guò)程中，有時(shí)需要進(jìn)行測試。在排氣系統中安裝測壓孔的目的是檢測風(fēng)道中有害氣體或灰塵的濃度。若無(wú)壓力測量孔，不但費時(shí)費力，而且會(huì )損壞漆膜，易腐蝕，污染風(fēng)道，密封困難。

8、凈化空調系統閥門(mén)設置：

電動(dòng)密封閥和調節閥應設置在新風(fēng)段，防蟲(chóng)網(wǎng)應安裝在新風(fēng)口。

調節閥應設置在送風(fēng)和回風(fēng)管段。

潔凈室排氣系統應配備調節閥、止回閥或電動(dòng)封閉調節閥。

對生物制藥要求較高的用戶(hù)，可設計定風(fēng)量閥和變風(fēng)壓閥，以保持室內正壓或負壓。

9、在選擇風(fēng)機線(xiàn)圈時(shí)，應考慮負荷、功能和方向的差異，如辦公區域和會(huì )議區域的差異、玻璃幕墻和無(wú)玻璃幕墻房間的負荷差異、南北和屋頂負荷的差異。

10、新風(fēng)量按衛生風(fēng)量計算，但換氣次數不少于1.5~3次/h。

11、機房設計精密空調，制冷指標700W/m2以上，CO2滅火系統排煙時(shí)應考慮氣密性。

12、常年散熱的機房和有余熱的車(chē)間應單獨設置冷水和四條管道。

13、北方地區凈化設計難點(diǎn)在于防凍、防風(fēng)沙、防煤塵。

14、為了平衡凈化系統中的壓差，進(jìn)氣口和支管應配備閥門(mén)，擴散器應配備空氣出口閥?；仫L(fēng)管不應設計為不同清潔度、壓差和溫濕度的支管。相反，它與主管分開(kāi)連接。

15、對于懸掛在天花板上的大型無(wú)機房空調，可采用變速控制或消聲室，將空調蓋在消聲室內，留出維修空間。

16、對于中央空調工程中的電加熱器，無(wú)風(fēng)時(shí)停電改為風(fēng)機前后壓差。停電時(shí)，主開(kāi)關(guān)直接關(guān)閉。更重要的是，電加熱器需要三種保護措施：絕緣接地、超溫報警和停電、壓差報警和停電，這是強制性的。夏季再加熱采用電加熱器，其電源按部分冷負荷計算。

17、與風(fēng)機盤(pán)管相連的支管蝶閥可采用與壓力無(wú)關(guān)的定風(fēng)量閥，以保證新風(fēng)量的平衡。

18、設計二次回風(fēng)，但一次回風(fēng)，表冷卻器按一次回風(fēng)設計，使系統滿(mǎn)足一次、二次回風(fēng)條件。

五、空調通風(fēng)系統

1、重要通風(fēng)系統的風(fēng)機應處于待命狀態(tài)。

2、熱回收應考慮直流空調系統。

3、空調房間內的熱廢氣應保溫。

4、電梯房應考慮通風(fēng)和空調。通風(fēng)頻率為50次/小時(shí)?？照{采用分體式風(fēng)冷機組。

5、盡量使用土建豎井通風(fēng)衛生間排氣。

6、根據排氣性質(zhì)確定通風(fēng)系統的材料。

7、小風(fēng)管盡量采用圓形風(fēng)管，大風(fēng)管盡量采用矩形風(fēng)管。

8、對于噪聲要求較高的實(shí)驗樓、辦公樓等，風(fēng)機應采用消聲風(fēng)機箱。

六、空調新風(fēng)量、送風(fēng)量、回風(fēng)量

1、確定新風(fēng)量

潔凈室新風(fēng)補充量主要受三個(gè)因素影響：

①補充系統內部排氣所需的新風(fēng)量LP；(立方米/小時(shí))

②維持系統靜壓差所需的新風(fēng)量Lz(m3/h）

③確保室內空氣新鮮，要求室內人員每人新風(fēng)量不小于40m3/h。

2、計算清潔送風(fēng)量

①本工程潔凈室的送風(fēng)量可根據換氣次數計算：

送風(fēng)量=K×建筑空間容積；

在《清潔工廠(chǎng)設計規范》中可以找到K值是一個(gè)系數。

②計算送風(fēng)量，消除潔凈室余熱和余濕

余熱：送風(fēng)量=36000×總熱負荷/1.2×空氣處理前后的焓差

殘余濕度：送風(fēng)量=10000×總殘余濕度/1.2×空氣處理前后含水量的差異

潔凈室的送風(fēng)量可按計算值滿(mǎn)足上述要求。

3、回風(fēng)量

潔凈室空調系統的回風(fēng)量是系統的送風(fēng)量和新風(fēng)量之間的差異。

也就是說(shuō)，回風(fēng)量=送風(fēng)量-新風(fēng)量

七、設計原則

1、設計符合現行國家規范、地方標準、設計深度、圖紙審查要求、業(yè)主需求和設計經(jīng)驗；執行強制性規定：消防、環(huán)境保護、職業(yè)健康安全、節能減排；

2、新鮮空氣單獨預處理

新風(fēng)單獨處理有利于壓差控制、手術(shù)室靈活使用、潔凈室溫濕度控制，防止凈化系統內空氣沖擊等問(wèn)題，將濕負荷轉移到集中新風(fēng)處理。

3、濕度優(yōu)先，自動(dòng)控制

濕度優(yōu)先級主要是為了防止系統長(cháng)期高濕度發(fā)霉，因此系統設計非常重要。但室內的溫濕度控制需要同時(shí)實(shí)現，恒溫恒濕度控制器可以做到這一點(diǎn)。這并不是說(shuō)濕度無(wú)法控制，而是說(shuō)溫度無(wú)法控制。只有當控制系統的溫濕度控制器有兩個(gè)獨立的控制器或兩個(gè)獨立的過(guò)程控制程序時(shí)，上述說(shuō)法才有意義。

4、冬天還需要冷凍水來(lái)凈化空調系統

冬季仍需為凈化空調系統提供冷凍水，但冷卻器并不總是提供冷卻，只有當室外環(huán)境溫度較高或室內熱負荷較大時(shí)才會(huì )自動(dòng)工作。

5、夏季，四管凈化空調也需要熱水

在高溫天氣下，機組優(yōu)先除濕，使空氣過(guò)冷，需要熱補償來(lái)實(shí)現恒溫和濕度，降低空氣的相對濕度。雖然機組有電加熱補償，但一般設計值較小，即使分段啟動(dòng)，也不能像熱水那樣輕松控制熱量，影響送風(fēng)溫度的穩定性。

6、通過(guò)控制新風(fēng)和回風(fēng)的混合溫度和濕度，無(wú)法避免冷卻盤(pán)管過(guò)冷引起的冷熱平衡造成的能耗問(wèn)題。單元的運行只能遵循溫度和濕度傳感器系統的指示。這種傳感器系統的目標是穩定地控制房間內的溫度和濕度，因此只能用于感知房間內的溫度和濕度。如果將傳感器放置在新回風(fēng)的混合點(diǎn)，房間內的溫度和濕度將受到干擾。

八、節能環(huán)保

1、空調、FFU、節能產(chǎn)品用于風(fēng)機、冷水機組、風(fēng)冷熱泵機組、水泵等動(dòng)力設備。

2、各凈化空調系統設置值班運行，風(fēng)機采用變頻器，保持潔凈度、溫度、濕度、壓差穩定性，調整低速值班模式，壓差傳感器信號自動(dòng)調整電動(dòng)新風(fēng)門(mén)開(kāi)度，保持室內正（負）壓力，節能。

3、回收無(wú)污染蒸汽冷凝水，返回鍋爐房供水。

4、自動(dòng)控制

中央空調工程采用計算機自動(dòng)控制系統，自動(dòng)控制空調系統的溫度、相對濕度和壓差。對于需要溫度和濕度控制的房間，冷凍水流量和濕度由露點(diǎn)溫度控制。冷水、熱水閥、冷水閥由溫度信號控制，開(kāi)口綜合獲取露點(diǎn)和溫度信號輸出，遠程監控各種電力設備的運行狀態(tài)，遠程監控冷庫和溫室的溫度，確保各種電力設備的運行適宜的狀態(tài)，節能。

5、新風(fēng)預處理

新風(fēng)預處理有兩種類(lèi)型：集中新風(fēng)預處理和分系統新風(fēng)預處理。集中新風(fēng)預處理在投資上優(yōu)勢較大，但可靠性差，系統調整復雜；分系統新風(fēng)預處理可靠性高，但單位長(cháng)，投資稍大，但系統調整簡(jiǎn)單。

6、廢氣冷卻/熱回收

通常有液體循環(huán)、熱管熱回收等。液體循環(huán)適用于嚴禁新風(fēng)/排氣交叉污染的場(chǎng)合，熱管熱回收適用于要求較低的場(chǎng)合。

7、二次回風(fēng)

適用于室內濕度負荷小、根據室內冷熱負荷計算的通風(fēng)次數小于清潔度所需的通風(fēng)次數，但不適用于排氣量變化較大的場(chǎng)合。

中央空調工程可滿(mǎn)足潔凈室制冷節能需求，采用個(gè)性化控制技術(shù)，控制系統采集壓力、溫度參數分析，數據反饋到背景，集成設備參數優(yōu)化、停機時(shí)間優(yōu)化、智能系統應用技術(shù)，使機房控制系統進(jìn)入自動(dòng)控制模式，有效保證空調制冷系統的持續效率，為系統帶來(lái)節能效果。

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