空调净化系统的运行与维护保养①

畅翱 吕贵瑜 唐正刚

(兰州生物制品研究所有限责任公司 甘肃兰州 730000)

1 空调净化系统

1.1 暖通空调系统

暖通空调是具有采暖、通风和空气调节功能的空调设备。通常来讲洁净空调系统主机部分主要构成分为：新风段、初效过滤器、混风段、中效过滤器、冷却/加热段、送风风机段、二级中效过滤器、加湿段和送风段。

1.2 工作原理

来自室外的新风经过初效过滤器将尘土、杂物过滤后与来自洁净室内的回风混合，通过中效过滤器过滤，再分别通过冷却段、加热段进行物理恒温除湿处理后经过二级中效过滤器过滤，然后经加湿段加湿（湿度低于设计范围）后进入送风管道，通过送风管道上的消声器降噪后送入最末端的高效过滤器进入洁净室，部分房间设有排风口，由排风口排出室外，其余的风通过回风口及回风管道与新风混合后进入中效过滤器再进行循环。

2 空调净化系统的组成

2.1 空气处理机组

空气处理机组是HVAC系统的主要设备，主要包括过滤器、加热和冷却盘管、冷凝水接水盘、冷凝水排放系统、加湿系统、风机、检修门等。运行人员应定期对空气处理机组进行检查，主要包括以下几个方面：（1）箱体及检修门的漏风情况；（2）箱体内部结构及管路的锈蚀；（3）冷凝水排放情况；（4）箱体内部是否存在污染物；（5）照明。以上问题的出现都会影响到空调净化系统所控环境的改变，造成内部微生物滋生，空调箱体渗漏以及供气量下降能耗增大。

2.2 风机及送、排风系统系统

应用于HVAC系统的风机一般多采用离心式或轴流式风机，应根据不同的使用场所选用合适的风机类型。考虑到安全和节能方面风机一般安装在空气处理机组的表冷和加热(+加湿)段之间，可采用无蜗壳风机或离心式风机，风机驱动方式多采用直接驱动式或皮带驱动式。排风系统的基本组成是室内排风口装置、风管系统和排风风机。其作用是将室内的空气排至室外，也可将部分排风送至空气处理设备的负压段与新风混合后又重新作为送风。被重复使用的这一部分排风称为回风。回风系统主要由房间回风口、过滤器、回风管道以及回风阀门组成。一般情况下，回风系统和送风系统共用一台风机，回风口在送风机的负压侧。通过对空调净化系统回风关键参数进行监测，可以实时了解系统所控制区域的温、湿度以及房间压差等情况，通过对回风阀和新风阀的联动控制，可有效调整受控区域的关键运行参数，进而满足生产工艺的要求[1]。

2.3 加热/冷却盘管

（1）盘管的类型。空调机组一般配有一组冷却盘管和一组加热盘管。冷却盘管属于热传导装置，盘管表面连接了一根根翅片，这些翅片可以减少空气中水蒸气的含量，其冷却介质可以是冷水机组提供的冷冻水或是乙二醇；用于空气加热的盘管根据其介质有蒸汽盘管、热水盘管，属于热传导装置，盘管表面也连接有许多翅片，可提高所经盘管空气流的显热量。（2）冷（热）源。冷源的作用是为空调净化系统提供冷量，目的是冷却循环系统中的空气。常用的空调冷源分为天然冷源及人工冷源，天然冷源包括自然界的冰、低温深井水等。目前常用的人工冷源包括吸收式制冷机、蒸汽压缩式制冷机和蒸汽喷射式制冷机设备。热源的作用是用来提供加热空调循环系统中所需的热量，常用的空调热源包括生活热水、蒸汽锅炉、电锅炉、热水泵机组、电加热器串联等。（3）空调冷、热源的附属设备。通常为空调系统供冷和供热的设备包括冷却水塔、冷却水泵、冷冻水泵、换热器、蓄热蓄冷装置、软化水装置、集水器、分水器、净化装置、过滤装置、定压稳压装置等。

2.4 加湿器

空调系统中加湿的主要目的是确保空调系统的舒适性或者满足工艺生产需求，从而控制生产环境中的尘埃粒子数量。根据加湿方式，加湿器可分为：直接喷干蒸汽式、加热蒸发式、喷雾蒸发式和红外式。

2.5 空气过滤器

通过预过滤和中间过滤（一级和二级过滤）以及最终过滤将空气中的粒状污染物（固体或液体微粒子组成）进行拦截，已满足制药车间工艺生产要求。

2.6 空调水系统

空调水系统的作用是将冷媒水或热媒水从冷源或热源输送至空气处理设备。空调水系统的基本组成包括水泵、冷水机组以及冷水管道系统。空调水系统分为冷（热）水系统、冷却水（冷冻水）系统和冷凝水系统三大类。

3 空调净化系统日常运行管理

3.1 日常巡检

根据空调净化系统的工作原理，运行人员需对空调净化系统关键数据进行日常监控和记录。巡检中运行人员需要在监控室的上位机中查看和记录空调机组所控制回风温度、湿度以及送风风速数据，然后去空调机房对各空调机组初、中效过滤器前后压差值进行记录[2]。以上数据直接反映了空调净化系统运行状态的正常与否，如数值发生异常，可能会直接影响洁净车间环境状态。此外，巡检中除了做好上述关键数据的记录，运行人员还需要对空调机箱体异响、风机异响、风管异响以及空调系统漏水、漏汽情况进行检查。由于空调机箱体主要由新风段、回风段、送风段以及送风风机等部件组成，风机的震动和风产生的气流会导致箱体产生一定的震动，这种震动是轻微的属于正常情况。当发生剧烈震动时可能是风机动平衡破坏或是排风异常等原因造成，也可能是送风风机长时间连续运行，风机内的轴承容易出现疲劳磨损的情况造成风机主轴晃量增大导致风机的异响。因此日常巡检时运行人员通过听声音也可以作为判断空调净化系统运行情况的主要依据[3]。

3.2 过渡季节空调净化系统的运行

过渡季节，应提前做好热水机组的开启/关闭，一方面防止冬季到来后未及时开启空调热水系统导致表冷器冻裂影响空调系统的正常运行，另一方面当气温回升后未及时关闭热水系统又会造成能源的浪费。在季节交换期间，运行人员需加强对空调净化系统的巡检，因为在季节交替时环境温度、湿度都会发生变化，空调净化系统会根据环境情况进行自动调节，所以需注意温、湿度的数值变化以及关注空调净化系统管路可能出现的跑、冒、滴、漏隐患。

3.3 空调净化系统的湿度控制

空调净化系统中冷却除湿技术是目前应用最为广泛的除湿技术，它的基本原理是让空气流过充满冷冻水的冷水盘管表面，由于盘管表面的温度低于所通过空气的露点温度，空气在盘管表面产生冷凝水，空气中的水蒸气含量得到降低。冷水盘管一般是通过冷冻水或者是流动的制冷剂的直接蒸发式冷却盘管，经过冷却盘管处理后的空气温度越低，空气中水蒸气含量越低空气就越干燥，通常车间提供的冷冻水温度为7℃～12℃。由于夏季雨水较多，空气中水蒸气的含量较大，所以空气经过冷盘管形成大量冷凝水，运行人员在夏季应多检查冷盘管接水盘的排水情况，防止接水盘出水口堵塞造成渗漏；进入冬季，空气中水蒸气含量降低，根据空调净化系统除湿的原理，经干燥处理的空气温度要低于车间温度要求（一般为18℃～26℃），因此经过干燥处理的空气还需要经加热盘管进行再热，为了节约能耗冬季可以根据车间实际温、湿度情况适当提高冷冻水出水温度。

4 空调净化系统维护保养

4.1 空调过滤器的维护保养

空调净化系统正常运行时，机组中安装的空气过滤器容尘量会逐渐增大，直到达到其允许的最大值。此时，就必须对空气过滤器进行更换，否则空调净化系统将无法正常运行，由于空气过滤器的脏堵，导致送风量减小，送风风速和控制区域换气次数降低，空调净化系统所控区域的环境也将不能达到使用效果。通常空调净化系统中的空气过滤器可以分为粗效过滤器、初效过滤器、中效过滤器和高效过滤器。粗效过滤器一般每周进行清洗，并且在清洗3次以上时进行更换；初、中效过滤器可以根据空气阻力接近或达到初阻力的2倍时进行更换；而高效过滤器一般在检漏时发生泄漏或空气阻力达到初阻力2倍时需进行更换，对高效过滤器更换前需对室内设备进行保护，防止高效过滤器拆除中和拆除后，风道、静压箱等处积存的灰尘落下造成对设备和地面的污染[4]。

4.2 空调送风系统的维护保养

空调净化系统中的送风系统包括送风风机、风阀、送风管道以及末端出风过滤装置等。进入受控区域尤其是洁净车间的风首先经过过滤器处理，其不仅要满足车间内环境温、湿度要求的风量，而且提供的风还起到稀释和排出洁净车间内空气中所含的微小颗粒（杂质），以满足受控区域的环境要求。所以，维修人员需根据空调净化系统实际运行状态，定期（每季度）对空调净化系统的送风风量进行检测，其检测点一般选择在空调送风口处。通过对送风风量检测值进行对比，当发现风量降低等异常情况时，维修人员可以通过排查送风系统设备及时发现问题并处理，从而保障洁净车间环境正常[5]。

4.3 空调自控系统的维护保养

空调自控系统是整个空调系统的控制核心，其原理就是通过对空调系统中的风速、压差、温度和湿度等进行在线监测，然后将监测信号反馈至PLC，通过PLC控制来满足控制区域（生产车间）的环境状态符合要求。上述监测数据分别通过不同传感器将模拟信号反馈至PLC，由PLC进行处理，由于控制区域的环境状态是变化的，因此空调系统PLC中的功能模块会根据接收到的模拟信号进行运算进而对对应自控阀门进行控制调节完成设定输出。由于空调自控系统的关键性，所以在洁净空调正常运行时，需要定期对控制区域房间压差表、风速传感器、温、湿度传感器以及自控阀门等进行检查，以防止某个传感器或自控阀门故障导致控制区域环境异常增加了生产风险[6]。

5 结语

综上所述，空调净化系统尤其是洁净空调净化系统的组成结构较为复杂，在日常的运行管理中需要对空调系统风速、压差、温度以及湿度等关键参数进行监测和记录，同时做好空调净化系统的日常巡检和定期维护，只有通过科学管理才能使设备处于良好的运行状态，从而保障生产环境的安全可靠。