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洁净工程空调自控系统解决方案

   随着经济的发展和生活水平的提高，目前在电子、制药、食品、生物工程、医疗等领域对洁净间的要求越来越高，洁净技术也随之发展起来。它综合了工艺、建筑、装饰、给排水、空气净化、暖通空调等各方面的技术。按照中华人民共和国标准GBJ73-84《洁净厂房设计规范》，其与空调系统相关的主要技术指标为：

   一、净间空调系统相关规范

   1、空气洁净度：等级每M3空气中≥0.5微米尘粒数 每M3空气中≥0.5微米尘粒数：
   100级 ≤35×100
   1000级 ≤35×1000 ≤250
   10000级 ≤35×10000 ≤2500
   100000级 ≤35×100000 ≤25000

   2、净间空调系统相关规范温、湿度：
  （1） 满足生产要求；
  （2） 生产工艺无温、湿度要求时，洁净室温度为20-26℃，湿度小于70%；
  （3） 人员净化用室和生活用室温度为16-28℃。
   3、洁净室正压：

   洁净室必须维持一定的正压。不同等级的洁净室以及洁净区与非洁净区之间的静压差应不小于4.9Pa，洁净区与室外的静压差，应不于9.8 Pa。此外，还有对于风量，风速等的技术要求。总之，洁净间的各项指标都非常严格。因此，对其进行精确的控制就成为必须。

   二、洁净间空调自控的意义：

   在现代商业及工业楼宇中，空调系统设备较多，自动化管理是使其安全工作并良好运行的重要保证。同时，空调的能源消耗一般占总能源消耗的40%以上，因此空调节能是节能的重要手段。对洁净间而言，更是如此。采用空调自控产品，会产生下列一系列好处：

   首先，由于空调系统实现自动化监控，可以使系统能够更安全的运行，并最大限度的提高舒适程度。对洁净间来说，更成为保证生产所必须的条件。此外，由于实现了自动化监控，可以在满足系统安全运行及保证系统的各种技术指标的同时，最大限度的实现节能控制，符合日益突出的节能和环保需要。有关资料表明，采用空调自控系统后，可节约空调系统设备年度运行费用的10%。更乐观的估计认为可达15%-30%。而空调自控产品的投资占整个楼宇或厂房总投资的不到0.5%，收回投资时间短。同时，由于实现设备的自动控制和管理，可缩减人员维护，节约人员开支，提高综合管理水平，减少突发事故的发生和设备损坏，从而带来潜在效益。

  三、洁净间空调控制系统功能简价：

   Excel 20中文版控制器是美国HONEYWELL公司先进Excel 5000控制器家族中的一员。特别适合应用于洁净间如手术室，洁净厂房的空调控制，依照《洁净室施工验收规范》，《洁净厂房设计规范应》，《采通风与空气调节设计规范》等国家标准，并综合考虑上述各系统的内在联系，我们以Excel 20为核心构建了较完整的洁净间空调自控系统，它具备以下特点：

   1、恒温恒湿比例积分控制；2、室内远程启停空调；3、室内温度设定；4、关键故障（火灾）报警及联锁；5、非关键故障（滤网堵塞/送风过热）报警及联锁；6、夏季防止送风凝露/冬季防冻；7、开机顺序和联锁等；8、自定义启停时间程序等。

   四、空调控制系统的设备配置：

实现空调自动控制系统的设备有控制器、传感器及执行器等。如前的主流控制系统己以从模拟控制转变为计算机控制，在此，主要对实现直接数字控制既DDC控制的设备作简单介绍。

（1）、DDC控制器：电源：24；耗电：45防护标准：后备电池：3V锂电池；液晶显示：4行×16安符。EPROM中驻有标准程序；Excel能型DDC控制器，是中国国家标准规定的DCP智能型分站。每台控制器之编程均贮存在自己的记忆体内。Excel20含有16位微处理器i80186可控制16个物理点，（即可联接16个探测器，开关，执行器）。它由基本的CPU模块及电源模块作为基础，再任意按照实际需要由软件置以下功能模块：类比输和入模块（AL）：7个点，0~1VDC，2~10VDC，420MA；类比输出模块（AO）：3个点，210VDC；数字输入模块（DI）：2点，干接点；数字输出模块(DI)：4个继电器输出开关量的启/停可以通过时间计划表来控制其何时启停。弹性时间计划最长可达1年。

（2）、温度传感器：室内温度传器T7412，设定点可调,有效温度范围：-20℃到50℃，最大传输距离：200米； NTC20K。环境要求：--35℃到60℃，5%RH到95%RH，电气接线：2X 1.5MM2，应与线电源屏蔽，室外温度传感器C703F，有效温度范围：-20℃到50℃；最大传输距离：200米，NTC20K，环境要求：-35℃到60℃，5%RH到95%RH，电气接线:2×1.5MM2，,应与线电源屏蔽，风道式温度传感器C7031C，有效温度范围：-20℃-50℃，最大传输距离：200米。

（3）、冷热水阀及驱动器，比例积分电动阀：其中包括：阀门V5011，等百分比特性，电动阀门执行器ML7984或M7421，选配不同阀体,适用于冷冻水，热水介质，DN25-150各格供选择。

（4）、蒸汽加热/加湿阀及驱动器：阀门V5011，线性特性，电动阀门执行器M7421，选配不同阀体,适用于蒸汽介质，DN25-150各规格供选择。

（5）、电动风门驱动器：电动新风阀ML6184，风门执行器ML6XXX,ML7XXX,ML8XXX，适用于0.75M2-15M2面积的风门，有开关型/断续型/连续型供选择。

（6）、空气压差开关：DPS400，压力范围:40-400Pa，保护级:IP54，开关容量:1.5A/250VAC。

（7）、空气压差表及压差变送器：1.微压差表2000系列：现场显示:指针显示；测量范围：最小节0-60 Pa；2. 微压差变送器MODT30：测量范围：最小0-25 Pa输出信号：4-20MA输入信号：空气压差，工作电源：10-35VDC；

（8）、其它检测、校验仪器：1、便携式数字温/湿度表485-1/2：量程：温度-30-85℃；湿度0-100%RH;精度：温度±0.5℃；温度±2%RH；供电：9V碱性电池；探头长度：219mm(485-2型)；2、便携式数字压力/压差表477型(带温度显示)；量程：最小0-1000Pa；工作温度：0-50℃；精度：50%FS；供电：9V碱性电池；3、便携式数字风速表471型(带温度显示)：量程：最小0-1000 Pa；工作温度：0-40℃；精度：±3%FS；供电：9V碱性电池；4、便携式数字粒子计数器：手持式，电池操作；以0.1FM(立方英尺/分钟)计算0.3或0.5微米粒子；5、种计算模式；存储数据：200组；RS232/RS485输出；显示：4行液晶显示，7位计算结果。

五、洁净间空调自控系统的实现：

1、空气净化：一般的洁净间空间系统中，空气化处理采用空气过滤器。通常情况下，安装初效过滤器和中效过滤器后，空气洁净度可以达到10000级。而对于的超净要求的洁净间还应安装高效过滤器。这样，空气洁净度可以达到更高（如100级甚至更高）。过滤器长期使用时，滤料上沉附的灰尘将慢慢增加，这样会增大气流阻力，影响整个空调系统的运行。因此，工程上应对过滤器的气流阻力变力进行自动检测和报警。通常采用差压法测量过滤器前后的压差Pd，并将此差压信号进行显示和根据设定的差压限值报警，以便及时清理或更换。

2、温度控制：（1）、一次加热的控制：空气一次加热又称预加热，是用来加热新风或加热新风与一次回风的混合风。一次加热一般只用于冬季很冷的地区，防止新风与一次回风混合后达到饱和，产生水雾或结冰。一次加热还应用于一次混合不允许变动的超净空调系统中。当采用蒸气或热水进行加热时，一般采用控制蒸气或热水的调节阀开度实现温度控制；当采用电加热时，通过晶闸管电力控制器，控制其加热电功率实现温度控制。（2）、二次加热与三次加热的控制：空气二次加热通常设在表冷器之后或二次回风混合段后。二次加热的目的是在有相对湿度要求的情况下，为了保证送风温度或空调室内的温度。其控制方式与一次加热的情况基本相同。（3）、三次加热又成精加热，通常是在高精度温度控制时，用于温度微调而设置的加热段。其控制应根据具体情况参照上述原理实施。

3、湿度控制：（1）、加湿处理及控制：洁净间空调工程中，加湿操作一般是在冬季或过渡季节空气干燥时进行。空气加湿的方法比较多。通常采用蒸汽加湿器和电加湿器的开关控制或功率调节。蒸汽加湿时，根据湿度控制要求，可通过对电磁阀进行位式控制或采用二通调节阀的连续调节来实现。（2）、除湿（干燥）处理及控制：空气冷却干燥处理常用表冷器来完成。表冷对空气的处理的等湿冷却二种处理过程。采用表冷器进行湿度控制时，是通过调节表冷器的冷媒（如冷冻水）流量来实现。当湿度高于要求的值时，可通过加大冷水阀的开度来加大其流量，实现除湿（即干燥）处理；反之减少流量，实现加湿处理。
应该说明的是，由于空气的物理性质，其湿度的控制相对比较复杂，方法也较多。而且，空气的温度和湿度二个参数在调节过程中又相互影响。如某些原因使室内温度升高，引起空气中水蒸汽的饱和分压变化，在绝对含湿量不变的情况下，将使相对湿度减少。因此，对其中某一参数进行调节时，也会引起另一参数的变化。例如在夏季采用表冷器进行除湿调节，开大冷水阀时，在使湿度恢复正常的同时，也使温度降低。因此，在工艺设计和自控方案设计时都应充分考虑到这一特点。

4、正压控制：我国国家标准规定，不同级别洁净室之间应大于4.9Pa，洁净区与之间应大于9.8 Pa。洁净室内的结构等基本确定，在运行过程中，保持正压可以通过控制新风量或回风量来实现。即通过控制新风门或回风门的开度来实现。

5、其它控制与空调节能：对洁净间而言，除上述必需保证的技术指标示，还有一些对于安全与节能等方面的要求。结合多年的工程实践，主要有如下一些方面。  （1）、风机故障报警：通过检测风机的风流状态判断风机是否正常工作。若因电机烧毁或皮带松动等原因导致风机停转，应立即报警?lt；BR>3．5．2风机变频控制为保持洁净间内稳定的正压或一定的新风/回风比，可以对机（电机）转数实施变频控制。实践证明，变频控制比单纯的风门开度调节控制效果更佳，而且可大幅度节约电力消耗。因为在空调系统中，新风/回的输送占电能消耗的最大比例。 而风门控制实际上是通过节流装置（即风门）来实现气流的改变。 （2）、水泵变频控制：在一泵对一调节系统时，采用变频调速（水泵转数）实现流量控制比采用节流装置（即调节阀）为佳。这种方式不仅体现在控制效果更佳，同时体现在大幅度节约电力消耗上。（3）、节能程序：由于计算机控制系统的应用，使节能控制成为现实。即除了上述对空调系统工艺特点实施的节能控制手段外，计算机控制还可实现如焓差控制、夜晚循环、夜风净化、最佳启停、零能量区等。当然，对于某个特定的洁净厂房，其节能程序应根据其具体情况进行编制，以达到最佳的节能效果。