空調凈化系統的運行與維護保養①

暢翱 呂貴瑜 唐正剛

(蘭州生物制品研究所有限責任公司 甘肅蘭州 730000)

1 空調凈化系統

1.1 暖通空調系統

暖通空調是具有采暖、通風和空氣調節功能的空調設備。通常來講潔凈空調系統主機部分主要構成分為：新風段、初效過濾器、混風段、中效過濾器、冷卻/加熱段、送風風機段、二級中效過濾器、加濕段和送風段。

1.2 工作原理

來自室外的新風經過初效過濾器將塵土、雜物過濾后與來自潔凈室內的回風混合，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過二級中效過濾器過濾，然后經加濕段加濕（濕度低于設計范圍）后進入送風管道，通過送風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，部分房間設有排風口，由排風口排出室外，其余的風通過回風口及回風管道與新風混合后進入中效過濾器再進行循環。

2 空調凈化系統的組成

2.1 空氣處理機組

空氣處理機組是HVAC系統的主要設備，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、加濕系統、風機、檢修門等。運行人員應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情況；（2）箱體內部結構及管路的銹蝕；（3）冷凝水排放情況；（4）箱體內部是否存在污染物；（5）照明。以上問題的出現都會影響到空調凈化系統所控環境的改變，造成內部微生物滋生，空調箱體滲漏以及供氣量下降能耗增大。

2.2 風機及送、排風系統系統

應用于HVAC系統的風機一般多采用離心式或軸流式風機，應根據不同的使用場所選用合適的風機類型。考慮到安全和節能方面風機一般安裝在空氣處理機組的表冷和加熱(+加濕)段之間，可采用無蝸殼風機或離心式風機，風機驅動方式多采用直接驅動式或皮帶驅動式。排風系統的基本組成是室內排風口裝置、風管系統和排風風機。其作用是將室內的空氣排至室外，也可將部分排風送至空氣處理設備的負壓段與新風混合后又重新作為送風。被重復使用的這一部分排風稱為回風。回風系統主要由房間回風口、過濾器、回風管道以及回風閥門組成。一般情況下，回風系統和送風系統共用一臺風機，回風口在送風機的負壓側。通過對空調凈化系統回風關鍵參數進行監測，可以實時了解系統所控制區域的溫、濕度以及房間壓差等情況，通過對回風閥和新風閥的聯動控制，可有效調整受控區域的關鍵運行參數，進而滿足生產工藝的要求[1]。

2.3 加熱/冷卻盤管

（1）盤管的類型。空調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其介質有蒸汽盤管、熱水盤管，屬于熱傳導裝置，盤管表面也連接有許多翅片，可提高所經盤管空氣流的顯熱量。（2）冷（熱）源。冷源的作用是為空調凈化系統提供冷量，目的是冷卻循環系統中的空氣。常用的空調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備。熱源的作用是用來提供加熱空調循環系統中所需的熱量，常用的空調熱源包括生活熱水、蒸汽鍋爐、電鍋爐、熱水泵機組、電加熱器串聯等。（3）空調冷、熱源的附屬設備。通常為空調系統供冷和供熱的設備包括冷卻水塔、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、定壓穩壓裝置等。

2.4 加濕器

空調系統中加濕的主要目的是確保空調系統的舒適性或者滿足工藝生產需求，從而控制生產環境中的塵埃粒子數量。根據加濕方式，加濕器可分為：直接噴干蒸汽式、加熱蒸發式、噴霧蒸發式和紅外式。

2.5 空氣過濾器

通過預過濾和中間過濾（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要求。

2.6 空調水系統

空調水系統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備。空調水系統的基本組成包括水泵、冷水機組以及冷水管道系統。空調水系統分為冷（熱）水系統、冷卻水（冷凍水）系統和冷凝水系統三大類。

3 空調凈化系統日常運行管理

3.1 日常巡檢

根據空調凈化系統的工作原理，運行人員需對空調凈化系統關鍵數據進行日常監控和記錄。巡檢中運行人員需要在監控室的上位機中查看和記錄空調機組所控制回風溫度、濕度以及送風風速數據，然后去空調機房對各空調機組初、中效過濾器前后壓差值進行記錄[2]。以上數據直接反映了空調凈化系統運行狀態的正常與否，如數值發生異常，可能會直接影響潔凈車間環境狀態。此外，巡檢中除了做好上述關鍵數據的記錄，運行人員還需要對空調機箱體異響、風機異響、風管異響以及空調系統漏水、漏汽情況進行檢查。由于空調機箱體主要由新風段、回風段、送風段以及送風風機等部件組成，風機的震動和風產生的氣流會導致箱體產生一定的震動，這種震動是輕微的屬于正常情況。當發生劇烈震動時可能是風機動平衡破壞或是排風異常等原因造成，也可能是送風風機長時間連續運行，風機內的軸承容易出現疲勞磨損的情況造成風機主軸晃量增大導致風機的異響。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凈化系統運行情況的主要依據[3]。

3.2 過渡季節空調凈化系統的運行

過渡季節，應提前做好熱水機組的開啟/關閉，一方面防止冬季到來后未及時開啟空調熱水系統導致表冷器凍裂影響空調系統的正常運行，另一方面當氣溫回升后未及時關閉熱水系統又會造成能源的浪費。在季節交換期間，運行人員需加強對空調凈化系統的巡檢，因為在季節交替時環境溫度、濕度都會發生變化，空調凈化系統會根據環境情況進行自動調節，所以需注意溫、濕度的數值變化以及關注空調凈化系統管路可能出現的跑、冒、滴、漏隱患。

3.3 空調凈化系統的濕度控制

空調凈化系統中冷卻除濕技術是目前應用最為廣泛的除濕技術，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式冷卻盤管，經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，所以空氣經過冷盤管形成大量冷凝水，運行人員在夏季應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，根據空調凈化系統除濕的原理，經干燥處理的空氣溫度要低于車間溫度要求（一般為18℃～26℃），因此經過干燥處理的空氣還需要經加熱盤管進行再熱，為了節約能耗冬季可以根據車間實際溫、濕度情況適當提高冷凍水出水溫度。

4 空調凈化系統維護保養

4.1 空調過濾器的維護保養

空調凈化系統正常運行時，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，否則空調凈化系統將無法正常運行，由于空氣過濾器的臟堵，導致送風量減小，送風風速和控制區域換氣次數降低，空調凈化系統所控區域的環境也將不能達到使用效果。通常空調凈化系統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設備進行保護，防止高效過濾器拆除中和拆除后，風道、靜壓箱等處積存的灰塵落下造成對設備和地面的污染[4]。

4.2 空調送風系統的維護保養

空調凈化系統中的送風系統包括送風風機、風閥、送風管道以及末端出風過濾裝置等。進入受控區域尤其是潔凈車間的風首先經過過濾器處理，其不僅要滿足車間內環境溫、濕度要求的風量，而且提供的風還起到稀釋和排出潔凈車間內空氣中所含的微小顆粒（雜質），以滿足受控區域的環境要求。所以，維修人員需根據空調凈化系統實際運行狀態，定期（每季度）對空調凈化系統的送風風量進行檢測，其檢測點一般選擇在空調送風口處。通過對送風風量檢測值進行對比，當發現風量降低等異常情況時，維修人員可以通過排查送風系統設備及時發現問題并處理，從而保障潔凈車間環境正常[5]。

4.3 空調自控系統的維護保養

空調自控系統是整個空調系統的控制核心，其原理就是通過對空調系統中的風速、壓差、溫度和濕度等進行在線監測，然后將監測信號反饋至PLC，通過PLC控制來滿足控制區域（生產車間）的環境狀態符合要求。上述監測數據分別通過不同傳感器將模擬信號反饋至PLC，由PLC進行處理，由于控制區域的環境狀態是變化的，因此空調系統PLC中的功能模塊會根據接收到的模擬信號進行運算進而對對應自控閥門進行控制調節完成設定輸出。由于空調自控系統的關鍵性，所以在潔凈空調正常運行時，需要定期對控制區域房間壓差表、風速傳感器、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致控制區域環境異常增加了生產風險[6]。

5 結語

綜上所述，空調凈化系統尤其是潔凈空調凈化系統的組成結構較為復雜，在日常的運行管理中需要對空調系統風速、壓差、溫度以及濕度等關鍵參數進行監測和記錄，同時做好空調凈化系統的日常巡檢和定期維護，只有通過科學管理才能使設備處于良好的運行狀態，從而保障生產環境的安全可靠。