1 工程概况
本项目为某研究所科研综合楼,建筑面积38000余m2, 地下1层,地上19层,洁净厂房部分位于大楼的1~3层,净化面积约为5880m2。4~10层为科研部分,10层以上为办公部分(无集中空调)。
本文着审阐述该项目洁净厂房部分的设计,简述大楼其余部分的设计。
2 冷热源设置
2.1 本建筑物的冷热源设置在建筑物旁的辅助工房。
2.2选用2台制冷量1055kw的水冷螺杆式冷水机组,为1~3层洁净厂房提供空调冷水, 供回水温度为5℃/10℃。由于本项目所处位置无集中热源,故洁净厂房部分空调热源为电加热。
2.3选用2台制冷鼍550kW的空气源热泵冷热水机组,为4~10层科研部分提供空调冷热水,夏季供回水温度为7℃/12℃,冬季供回水温度为40℃/45℃。
3 空调水系统
3.1洁净空调水系统
水冷螺杆式冷水机组、空调冷水循环泵、补水泵、空调水换热器设置在辅助工房1层冷水机房内。冷水通过循环泵一部分送至洁净空调系统集中设置的新风机组(MAU),一部分送至冷水换热器,换热后的冷水水温为13℃/18℃,经冷水循环泵供至1~3层吊装式空气处理机组(FDCU)内及回风夹壁墙内的干式冷却盘管(见图1)。
3.2科研部分空调水系统
冷(热)水通过冷水泵(热水泵)供至各层风机盘管、新风机组。空气源热泵冷(热)水机组均设置在本建筑物旁的辅助工房3层屋顶上。所有空调冷(热)水循环泵、补水泵、空调水软化处理设备均设置在辅助工房1层冷水机房内。
4洁净厂房空气净化方案
4.1本项目洁净厂房内空气净化等级有5,6,7,8级4种。另外参观走廊的空气要求进行循环过滤。考虑到各层工艺面积限制,无法设置较大面积的空调机房用于空气的循环净化, 以及室内隔间较多,净化等级可能随工艺升级而变化等因素,本项目采用“新风机组+干盘管风机单元+高效过滤器”(见图2)和“新风机组+干盘管+风机过滤单元”(见图3)的空气处理方式。
4.2 MAU集中处理新风,根据室内温湿度参数计算后确定新风机组冷水进出口温度为5℃/10℃,新风处理到室内空气露点温度后送至室内,用于控制室内相对湿度。FDCU中的干盘管(或位于回风夹墙内的DCC)的冷水供回水温度为13℃/18℃,冷水进口温度高于室内空气露点温度,用于负担室内显热负荷,控制室内温度。
4.3 在MAU+FDCU+HEPA空气处理方式中,室内空气过滤循环依靠FDCU中的风机提供循环动力,吊顶上布置的HEPA风口送风,回风经回风夹墙回至FDCU中。
4.4在MAU+DCC+FFU空气处理方式中,FFU将室内空气进行循环过滤,回风经回风地板、回风夹墙和回风静压箱回到FFU吸入口。
4.5有回风条件时,FDCU可设置中效过滤器或在室内回风口处加装中效过滤器,对室内空气进行前级过滤,以保护HEPA,延长其使用寿命。
5 经验及体会
5.1适用范围
MAU+FDCU+HEPA或MAU+DCC+FFU空气处理方式都比较适合室内发热量较大,且各房间发热量差异较大,而室内散湿量较小,相对湿度要求相对一致的情况,热湿比线在焓湿图上接近垂直。对于室内散湿量相对较大的情况,由于干盘管不负担湿负荷,仅依靠新风露点控制室内相对湿度,造成新风需要处理的露点温度比较低,带来各房问湿度控制,设备选型等方面的问题;而且有不同相对湿度要求的房间也需要没置不同的新风系统。
5.2优点
MAU+FDCU+HEPA或MAU+DCC+FFU空气处理方式可实现各房问单独控制温度,而且其最大优势在于当工艺升级,部分房间需要提高洁净度,相对湿度要求不变,温度要求变化不大时,只需改造本房间,将FDCU风量加大,增加HEPA数量,而其新风系统稍加改变,即可满足洁净要求。因此改造的工程量不大,对系统的影响也比较小。
5.3缺点
由于各房间吊顶内都装有FDCU,每台设备均接有冷水管, 管路上不可避免要设置关断阀门、 电动调节阀、软管接头等水路管件,这就增加了检修点, 增加了漏水泡坏吊顶的可能性。 在实际工程中解决的办法只能是提高施工质量,选用高质量的管路部件,同时在设计中要考虑吊顶内检修通行路线,以方便检修维护。
5.4需要说明的几个问题
5.4.1干盘管的设计供回水温度需根据洁净室内的空气露点温度确定。干盘管的进水温度要高于室内空气露点温度,避免盘管产生凝结水,防止污染吊顶。需要注意的是,干盘管的供冷量需经过计算确定,不能按普通表冷器的额定冷量选用。
5.4.2经过粗效、中效、亚高效三级过滤且达到室内露点的新风,通过风管接至FDCU的回风管,与室内回风混合后经机组内的干盘管等湿降温,再经高效过滤器送至室内。 实际上, 新风也负担了室内部分冷负荷。尤其是新风量相对回风量较大的房间,新风承担的室内负荷也较大。对这类房间,尤其是全新风的房问,如果送风温度比计算的送风温度低或送风温度为露点温度,那么就会出现室内温度比设计温度偏低的现象。对此,需要设置电加热器进行再热,同时FDCU中的干盘管就不再需要了。此时室内温度改由电加热器控制。
5.4.3 MAU+FDCU+HEPA或MAU+DCC+FFU空气处理方式中MAU的全年空气处理过程很重要,需要保证全年新风露点控制。在MAU的功能段设置上需注意满足不同季节的新风处理要求。
5.4.4对于6,7,8级洁净室,气流组织均为乱流。要控制相应的含尘浓度,在风口布置上要尽量均匀,相对于风口布置数量少的洁净室,室内平均含尘浓度要低,效果也要相对较好。
5.4.5新风机组可作为值班风机使用,以维持室内正压,若需要时可采用变频风机。因为乱流洁净室开机自净时间不长,因此除非停机后工件无法收藏,特别容易被污染外,一般情况下可以不设值班风机,只要提前0.5h开启洁净空调系统就可以使洁净室投人工作了。
5.4.6本项目中的洁净走廊大部分要求为8级,采用的气流组织为上送上回,回风集中设置在走廊的一端,局部要求为6级,采用上送侧下集中回风的方式。
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