1洁净空调系统的应用 

洁净空调系统不仅要求对房间或空间的温、湿度参数进行控制,同时还要求对空气洁净度进行控制。洁净度是根据房间内所控制空气中浮游粒子的浓度来定义洁净等级。

国际单位等级与浓度的关系如下: 粒/m3=10M×(0.5/D)2.2 

式中M为国际单位等级;D为微粒直径μm。例如,M2级≥0.5μm微粒的浓度限值为102(0.5/0.5)2.2=100粒/m3;≥0.1μm微粒的浓度限值为102(0.5/0.1)2.2≈3 500粒/m3。 

我国的洁净度沿用了英制等级称呼,把M3.5级称为100级,把M4.5级称为1 000级,把M5.5级称为一万级,把M6.5级称为十万级。洁净等级数值愈小,级别愈高。不同要求的洁净室区就必须采用不同洁净等级的洁净空调系统。例如,在医院环境中,空气中浮游的致病菌种类多、浓度高,洁净空调系统不但要求控制尘粒,更主要的是控制细菌,浮游在空气中的微生物,以群体存在,大多附着在空气尘埃上,一般大小为5~10μm ,而亚高效过滤器对≥0.5μm微粒过滤效率(计数效率)超过95%,采用具有亚高效器过滤的洁净空调系统可实现医院环境中空气无菌化;在电子行业,国内曾统计过,在无洁净级别要求的环境下生产MOS电路管芯的合格率仅10%~15%,64位存储器的合格率仅2%,随着超大规模集成电路的应用和微电子产品的普及,拥有高净化级别的无尘空调车间是大规模生产的前提条件;在药品生产企业中,我国已在1982年开始,参照一些先进推行GMP认证。GMP是当今国际社会通行的药品生产和质量管理必须遵循的基本准则,未取得“GMP证书”的企业,将不再准予生产。而企业实施GMP改造,首当其冲的是改造生产车间的空调系统,采用相应级别的洁净空调系统生产车间。

可见,洁净空调系统在各行各业的应用已日趋普遍和成熟。洁净空调系统的冷却、去湿、加热、加湿方式与常规空调系统基本一样。但它的风量比常规空调系统的风量大得多,净化级别愈高,风量愈大。洁净空调系统的空气处理设备,除了常规空调系统的表冷器、加热器、加湿器等,还包括初、中效过滤器和高效过滤器组成。   

2 洁净空调系统的施工要点 

2.1风管材料 

(1)材料选用。洁净空调系统风管一般采用镀锌钢板加工。镀锌钢板应选用优质板,镀锌层重量要大于314g/m2,且应镀层均匀,无起壳,无氧化。吊架、加固框、连接螺栓、华司、风管法 兰、铆钉均应采用镀锌件,法兰垫料应采用有弹性、不产尘、有一定强度的软橡胶或者乳胶海绵,风管的外保温可采用容重32K以上难燃PE板,以专用胶粘贴,不得使用玻璃棉等纤维制品。 

(2)材料采购。材料采购必须按照计划按品种选用同种产品中的有质量保证的制造商的产品。实物检查时还应注意材料规格、材料光洁度,板材还应检查平整度、边角角方度、镀锌层 的粘结度等。材料采购后运输过程中还应注意保持完好的包装,防潮、防撞击、防污染。 

(3)材料保管。洁净空调用材料应设立专用仓库,或集中存放。存放处要干净,无污染源,避免潮湿,特别是风阀、风口、消声器等部件更应严密包装存放。洁净空调的材料要缩短仓库存 放时间,宜随用随进货。制作风管用的板材应将整件运至现场,避免散件搬运途中引起的污染。 

2.2风管制作过程 

(1)风管制作前的准备。加工制作洁净系统的风管应在相对密封的室内进行。室内的墙壁宜光滑、不产尘、不积尘,地面可铺设加厚塑料地板,地板与墙体结合处宜用胶带封贴,避免灰尘产生。风管加工前,室内必须做到干净,无尘、无污染。可在打扫擦洗干净后用吸尘器反复清理。制作风管用工具必须用酒精或无腐蚀洗涤剂擦洗干净后进入制作室内。制作用设备不可 能也不必要进入制作室内,但必须保持干净,无灰尘。参加制作人员宜相对固定,人员进入制作场所必须配戴一次性无尘帽、手套、口罩,工作服应常换洗。制作用材料应经过二到三次酒精或无腐蚀清洁剂擦洗后,才能进入制作场所待用。 

(2)洁净系统风管制作要点。加工后半成品应再次擦洗后进入下道工序,风管下料咬口后应立即组合成型,不宜久放。风管法兰加工要保证法兰平面平整,规格要准确,与风管相配,以保证风管组合连接时接口密封性好。风管底部不得有横向接缝,并且尽量避免纵向接缝,规格大的风管应尽量以整板制作,尽可能减少加强筋,必须设加强筋的也不得使用压筋加强和风管内加强筋。风管制作应尽量采用联合角或转角咬口,6级以上的洁净风管不得使用按扣式咬口。咬口处镀锌层损坏的、铆钉孔处以及法兰焊接处的镀锌层损坏的必须补做防腐。风管接缝翻边裂缝处及铆钉孔四周应涂以硅胶密封。风管翻边必须平整均匀。翻边宽度及铆钉孔,法兰螺孔必须严格按规范要求进行。柔性短管必须内壁光滑,一般可选用人造革或塑胶,风管检查门垫料要用软性橡胶。 

2.3风管的安装和搬运 

(1)共处安装前的准备。洁净空调系统安装前必须按照洁净室主要施工程序制定进度计划,计划必须与其他专业相协调,并且应严格按照计划实施。洁净空调系统安装首先必须在建筑专业(包括地面、墙面、楼板)油漆、吸声、高架地板等方面完成后进行。安装前在室内完成风管定位、吊点安装等工作,并对吊点安装时损坏的墙壁面、楼板进行补漆处理。 

(2)室内清洁后,将系统风管运入。风管搬运过程中应注意封头的保护,风管进入现场前应进行表面清洁工作。 

(3)参加安装的工作人员需经吹淋后,穿戴无尘衣、口罩、鞋套才可进行施工。使用的工具、材料、部件要进行酒精擦洗,无尘纸检查,符合要求后方可进入施工现场。 

(4)风管管件、部件连接应边打开封头边连接,风管内做到无油污,法兰垫料应为不易老化有弹性强度的材料,并且不得直缝拼接。安装后开口末端仍要保持封口状态。 

(5)风管保温应在系统管路安装及漏风检测合格后进行,保温完成后室内必须做到彻底打扫干净。 

2.4洁净室防排烟系统 

洁净室启用后一般均处在正压状态,且洁净室间密闭性好,人流、物流通道曲折,一旦发现火警,疏散、扑救均较困难,同时,由于火源热量不易散发,因此室内的材、物升温快,易着火扩大火灾面。目前,《洁净厂房设计规范》修订稿GB50073-2001中对洁净室内疏散走道、装修材料及耐火极限作了严格的规定,对排风系统防火、防爆措施、防火阀设置、防排烟措施、消防给水、自动喷淋都作了具体规定。因此,对洁净室的防排烟系统的施工必须遵照有关规定认真实施,特别要注意的是防排烟的布管及预埋件必须与建筑专业相配合,同步进行,确保不漏项。 

2.5有序试车 

(1)洁净空调系统安装完成后必须对空调间、空调机房进行清理、清洁,一切无关的物件必须全部清除,并认真检查空调间及机房的墙、顶、地面的油漆是否破坏并补全,认真检查设备的过滤系统,对于送风系统末端可直接安装风口(洁净度6级以上系统可安装高效过滤器),认真检查电气,自动控制系统,供电系统,确认各系统完好后方可进行试车。 

(2)制定详细的试车计划,安排参加试车的人员,准备必备的工、器、量具。 

(3)试车必须在统一组织、统一指挥下进行。试运行过程中新风滤网2h更换一次,装有高效过滤器的末端应定时更换、清洗,一般4h一次。试运行必须连续进行,运行情况可从自动控制系统了解各空调间、设备房的各项数据,并通过自动控制系统实施调节。洁净空调试运行的时间必须符合GB50243-2002规范中规定的时间。

(4)经过试运行,系统达到稳定后可进行各项指标的测试。测试内容包括风量(风速)、静压差、空气过滤器泄漏、室内空气洁净等级、室内浮游菌和沉降菌、空气温湿度、室内气流流形、 室内噪声等项指标,也可按照设计洁净度等级或在商定验收状态下的等级要求进行。通过实际施工,本文粗略总结了洁净空调系统施工的要点。首先必须重视材料的选用、采购、保管。在风管制作阶段,要具备清洁的加工场所和清洁的加工机具,加工人员要具较高的技术水平和良好素质。风管安装时要确保施工环境无污染,系统风管必须清洁无尘。参加安装的人员要穿戴无尘衣、口罩、鞋套。使用的器具、材料均应擦洗干净,并以无尘纸检查合格。洁净室的防排烟系统不得遗漏。洁净系统的调试必须制订周密的计划,组织相关人员并按有关规范进行。   

3洁净空调施工现场的注意事项 

针对洁净空调系统的施工要点,在现场的施工管理过程中就要制定相应的管理制度,并根据不同的施工阶段进行实施,逐步加强管理,实现最终的控制。 

3.1注意控制现场操作,使场地施工达到一般性的整洁程度。人员必须接受有关施工培训,佩带相应标记;穿着干净的工作服;不得吸烟、饮食和饮水;焊接、切割和打孔时要防止碎屑扩散,要每天清除,工具材料要每天清理;加强现场巡视,违反者要及时纠正。 

3.2应注意:工作人员必须接受第二阶段施工培训和洁净纪律的教育,并佩带与阶段不同的标记;施工人员应穿很干净的工作服、专用鞋具,并按时刷净;所有加工机具、材料进场前应清洗,施工时产生的灰尘必须严加控制;严禁吸烟、饮食;每天要用真空吸尘方法清扫一次;违反者应取消其工作资格。这一阶段要重点抓好已进入现场的预加工安装材料的清扫,做好洁净区和非洁净区的隔离,指定专人控制搬运通道。第二阶段尤为关键,必须尽力做好以减少重复清扫次数,避免重复劳动。 

3.3应注意:工作人员必须接受第三阶段施工规范培训,并佩带专门标记;设专职人员管理,只允许必要人员和业主进入;工作人员必须正确穿戴专用洁净服,并经过风淋室吹洗;区域内严禁吸烟、饮食,不得带入产生微小粉尘的物件;违反者取消其工作资格,有意违反者要给予严厉处分。这一阶段应严格控制人员的出入,以保持洁净区域的洁净程度,同时要与业主管理密切配合,协调配合其他管理机构的测试和检查,为工程顺利移交和开始二次接续工作做好准备,在这一阶段,设备安装已基本结束。   

4洁净空调系统常见问题及相应对策 

4.1表冷器及加热器漏水现象 

组合式空调系统在北方地区经过冬季运行后会发生表冷器、加热器被冻裂现象,尤其是全新风系统,这种现象尤为严重,影响正常生产。如某动物饲养车间在夏季启用冷水系统进行运行时,空调箱突然大量漏水,经查找发现表冷器破裂。原来在上1年冷水机组停止运行后,系统虽然进行了表冷器的放净处理,但由于表冷器更低点存在盲区,无法完全放净冷水,当来年冬季运行时,空调器吸入的冷空气就将表冷器管冻裂,引起冷水泄漏。

解决方法为:订货时要求设备厂家增加底端放净点;对新风段进行处理,增加新风预热段,保证冬季新风处理后温度达到5℃以上;更好选用电加热,因为蒸气加热器也存在被低温新风冻裂的危险。 

4.2高效过滤器寿命短 

高效过滤器的滤芯一般为滤纸,寿命期为2年多,有些使用1年后发生破损现象,导致洁净室被含尘空气污染,使含尘粒子超标,原因是洁净室的工作人员对洁净室进行熏蒸灭菌后,即刻运行空调器,导致滤纸薄弱部分受潮被送风“吹破”。 

解决方法为:严格规程操作;选用过滤器时应根据洁净室的级别、无菌程度特别是温湿度及消毒方法的不同而定购。 

4.3中效过滤器寿命短 

有些空调机房面积小,设计人员为结构上的紧凑,将中效过滤段与风机段直接连接,从而造成被处理的空气来不及扩散,使连接在风机出口端的中效过滤器整个断面的空气滤速极不均匀,而影响整个空调机组空气处理的效果,且缩短过滤器的使用寿命,增大日常维护费用。解决方法为:在风机段与中效过滤段增加缓冲段即均流段,使中效过滤器整个断面的空气滤速较为均匀。 

4.4压差和风量无法满足要求 

空调系统在初次调整完毕后,各级过滤器随使用时间的增长而逐渐被灰尘阻塞,导致系统风量分布不均,使洁净间风量发生变化,严重时将使洁净间的换气次数下降,而达不到使用级别;在工作过程中,为方便操作,出入洁净间时不及时关门,甚至几道门都打开,导致管道内的风量分布混乱,使有些风阀发生震动,导致松动,影响风量的再次分布。 

解决方法为:在系统初次调整完毕后应定时进行检测和微调;加强初效、中效过滤器的监测及更换;在设计阶段采用变频器控制送、回风机,用以解决房间的压力随滤器阻力增大而变化的现象,减少对系统调整的工作量。 

4.5室内送风口聚集水珠 

某些洁净室,系统调试后一切正常。但冷水机组启用后,则在室内送风口附近聚集水珠,使室内的相对湿度不符合要求,如果产品有很强的吸湿性,就会严重影响产品的质量。 

解决方法为:表冷器后设挡水板;安装时,要留出组装表冷器的凝水弯位置,使冷凝器底盘中的凝结水易于排除,而不会使表冷器底盘中因不断积累而增多的凝结水,随送风被带到管道和房间中去。 

4.6空调排风口滴水 

有些洁净室如:消毒间、分装线需要排除热、湿水蒸汽,水蒸气夹杂在空气中遇冷会凝结成小水珠。 解决方法为：排风系统管道应保温且有一定的坡度坡向室外。否则一旦排风机停机,聚集在风管上的水珠会顺着风管倒流回室内。

4.7膨胀箱冷冻水溢水 

空调水系统随温度的变化膨胀收缩,膨胀水箱不但收贮水系统膨胀的水量,且补充水系统体积收缩时的水量,还对水泵有定压作用。在试车过程中,有的膨胀水箱存在大量溢水现象。 

解决方法为:计算膨胀水箱的容积是否正确,应遵循公式:V=α×△tmax×Vc(V为膨胀水箱的容积,α为水的单位膨胀系数,△tmax为系统内水温的更大波动值,Vc为系统内水容积),当V值小于Vc值的2%时按Vc值的2%选取;检查膨胀水箱的位置设置是否高于系统的更高点0. 5m。   

5结束语 

从以上对施工过程中技术分析来看来看,形式上看似简单,其实工作细节烦琐,必须细化严格管理,尤其要在工人培养起较高的洁净意识,使各项管理工作得以贯彻和落实,从而减少专业清洗的次数,降低昂贵的高效过滤器的损耗,提高工程整体的品质。 

洁净空调系统的技术要求、施工质量要求高,投资大,一旦失败,无论从财力、物力、人力上讲都会造成浪费,因此要搞好洁净空调系统,除完美的设计图纸以外,还要求高质量高水平 的施工。洁净空调运行是生产和实验的重要保证,因此,合理有效的科学管理和运行维护,才能使洁净系统达到满意的效果。