潔凈室是現(xiàn)代工業(yè)、醫(yī)療等領域的重要設施，其空氣質量的好壞直接影響著生產(chǎn)和服務的質量。凈化空調系統(tǒng)是潔凈室的核心部件，它通過三級過濾和風量控制，保證潔凈室內(nèi)的溫濕度、壓力和潔凈度。因此，如何合理地設計凈化空調系統(tǒng)，是提高潔凈室性能和效率的關鍵問題。本文將從風量、風壓、風口、新風口、閥門等方面，介紹凈化空調系統(tǒng)設計中應注意的問題和解決方法。
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一、風量和風壓的設計原則和方法
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凈化空調系統(tǒng)的風量和風壓是影響潔凈室內(nèi)空氣質量的重要參數(shù)，它們與過濾器的阻力和換氣次數(shù)有密切關系。過濾器是凈化空調系統(tǒng)的關鍵部件，它分為初效、中效和高效三級，不同的潔凈等級對應不同的送風量和換氣次數(shù)。過濾器在使用過程中會逐漸堵塞，導致阻力增加，風量減少。
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為了保證潔凈室的正常運行，需要定期清洗或更換過濾器。一般來說，當過濾器的阻力達到初始阻力的兩倍時，就需要進行處理。因此，在設計凈化空調系統(tǒng)時，要考慮過濾器的終阻力，即最大阻力時的情況，保證系統(tǒng)能夠達到最低換氣次數(shù)。但是現(xiàn)在很多設計只考慮過濾器的初始阻力，即最小阻力時的情況，并且選取規(guī)范中規(guī)定的最低風量。這樣的設計雖然能夠滿足最低換氣次數(shù)的要求，但是會導致系統(tǒng)的余壓過小，不利于調節(jié)風量和壓力的平衡。而且當過濾器使用一段時間后，阻力增加，風量降低，就會使得換氣次數(shù)低于最低要求，影響潔凈室的潔凈性能和使用效果。另一方面，由于過濾器的初始阻力和終阻力相差較大，如果設計時以終阻力為基準，那么在初始阻力時系統(tǒng)就會有較大的余壓和風量，造成能源的浪費。因此，在設計時應該設置節(jié)流裝置，并采用變頻技術來控制風量和風壓，使得系統(tǒng)能夠在節(jié)能的同時實現(xiàn)功能。
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二、凈化空調和普通空調的區(qū)別和注意事項
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凈化空調系統(tǒng)和普通空調系統(tǒng)是兩種不同的空氣處理系統(tǒng)，它們的設計和運行原理有很大的差異。凈化空調系統(tǒng)需要通過高效過濾器來保證潔凈室內(nèi)的空氣質量，而普通空調系統(tǒng)只需要通過散流器或百葉風口來提供舒適的溫濕度。但是現(xiàn)在有些工程為了節(jié)省成本，將凈化空調和普通空調混合使用，從凈化空調的送風管上分出一部分風量，送到非凈化區(qū)域。這樣做是不合理的，會帶來很多問題。首先，這樣會造成凈化空調系統(tǒng)的送風量不足，影響潔凈室內(nèi)的換氣次數(shù)和潔凈度。其次，這樣會降低潔凈區(qū)域的密閉性，可能出現(xiàn)漏風或回風污染的現(xiàn)象，增加凈化空調過濾器的負擔，不僅增加能耗，而且影響潔凈室的使用效果。因此，如果有特殊情況必須將凈化空調和普通空調混合使用，那么必須在分支管上安裝高效送風口，保證非凈化區(qū)域的風量不影響潔凈區(qū)域的風量。
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三、風口的尺寸、位置和調節(jié)方式的選擇和優(yōu)化
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空調風口是凈化空調系統(tǒng)的末端設備，它的設計直接影響著潔凈室內(nèi)的空氣分布和噪音。空調風口主要有送風口和回風口兩種，它們的設計應考慮以下幾個方面：
1．風口尺寸設計
風口的尺寸應根據(jù)風量和風速的要求來確定，以保證潔凈室內(nèi)的換氣次數(shù)和潔凈度?！恫膳L與空氣調節(jié)設計規(guī)范》對回風口的風速有明確的規(guī)定，一般不應超過2.5m/s。但是有些設計只考慮風口的截面積，而忽略了百葉對通風面積的影響，因為百葉會遮擋一部分空氣流動，使得通風面積小于截面積。這樣會導致風口的實際風速高于設計值，產(chǎn)生噪音和擾流。因此，在設計風口尺寸時，應考慮百葉的遮擋系數(shù)，使得通風面積滿足風量和風速的要求。
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2．回風口位置布置設計
回風口的位置布置應根據(jù)潔凈室內(nèi)的氣流組織和污染源分布來確定，以保證潔凈室內(nèi)的空氣質量。一般來說，回風口應布置在最易受污染的地方，使得氣流從最清潔的地方流向回風口，避免污染物在潔凈室內(nèi)擴散。但是有些設計沒有考慮這一點，反而將回風口布置在最清潔的地方，或者與送風口相對，這樣會造成潔凈室內(nèi)的空氣混合不均勻，影響潔凈度。另外，回風口還應布置在盡量少擾流的地方，避免門窗等開關對回風口造成干擾。有些設計將回風口布置在門口處，雖然看起來美觀，但是實際上會增加回風口的擾流和噪音。
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3．回風口風量的調節(jié)方式設計
凈化空調系統(tǒng)通過控制回風量來控制潔凈室內(nèi)的送風量和壓力平衡，以滿足不同區(qū)域和不同時間的使用需求。但是現(xiàn)在有些設計使用可調節(jié)百葉回風口來調節(jié)回風量，而不是在回風支管上安裝調節(jié)閥。這樣做有以下缺點：一是可調節(jié)百葉回風口容易被清潔人員誤操作，導致回風量變化，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；二是可調節(jié)百葉回風口會增加阻力和噪音，影響系統(tǒng)的效率和舒適性；三是可調節(jié)百葉回風口難以精確控制回風量，影響系統(tǒng)的靈活性。因此，在設計時應使用調節(jié)閥來控制回風量，并且在特殊情況下也應使用固定百葉回風口。
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四、新風口的凈通風面積、過濾效果和消毒要求的考慮和實施
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新風口是凈化空調系統(tǒng)的重要組成部分，它的設計影響著潔凈室內(nèi)的空氣新鮮度和衛(wèi)生狀況。新風口的設計應考慮以下幾個方面：
1．新風口凈通風面積設計
新風口的凈通風面積應根據(jù)潔凈室內(nèi)的換氣次數(shù)和消毒要求來確定，以保證潔凈室內(nèi)的空氣質量。一般來說，新風口的風速不應超過3m/s，以避免產(chǎn)生噪音和擾流。但是有些設計使用防水百葉風口作為新風口，這種風口的阻力較高，會導致新風量不足，影響潔凈室內(nèi)的壓力平衡。而且在風口附近還會出現(xiàn)局部高風速，增加潔凈室內(nèi)的噪音。另外，根據(jù)新版GMP規(guī)范，潔凈室內(nèi)在消毒后需要有大于50%的風量進行新風循環(huán)，以排除消毒劑殘留。因此，在設計新風口時，應考慮這一需求，保證新風量能夠滿足潔凈室內(nèi)的換氣次數(shù)和消毒要求。
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2．新風過濾設計
新風過濾是凈化空調系統(tǒng)的第一道防線，它可以去除新風中的塵埃、花粉、細菌等污染物，保證新風的清潔度。但是有些設計在新風入口處使用無紡布和濾料作為過濾材料，這種過濾材料的容塵量較低，需要經(jīng)常更換，否則會增加阻力，降低新風量。而且在新風入口處更換過濾材料比較困難，容易受到雨水等外界因素的影響，造成過濾材料打濕或結塊，甚至堵塞風口。因此，在設計新風入口處時，不僅要考慮風量和壓力的要求，還要考慮衛(wèi)生和維護的要求。為了保證新風入口處的過濾效果和穩(wěn)定性，可以使用鋁網(wǎng)作為過濾材料，或者在空調機組內(nèi)設置初效過濾器。
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五、閥門的類型、位置和功能的確定和配置
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凈化空調除空調機組送、回風口及新風口設置調節(jié)閥外，送、回風管的調節(jié)閥設置于風管末端，而在各路支管的分支點處并未設置調節(jié)閥，這樣會造成送、回風管的調節(jié)無處控制，導致某些風口的風壓較大，甚至還會產(chǎn)生噪音，影響各支路阻力的平衡，難以實現(xiàn)對風量的調節(jié)。
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另外，有很多凈化空調的工程設計在干管上使用防火調節(jié)閥，以滿足防火、調節(jié)風量的雙重目標。但是防火閥的位置及結構都不利于調節(jié)閥的使用，或者會對調節(jié)閥的調節(jié)范圍造成一定的局限性，嚴重時還會留下安全隱患。因此，在進行閥門設計時
應分別設置防火閥和風量調節(jié)閥，實現(xiàn)物盡其用。
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六、電動調節(jié)閥的同步性、穩(wěn)定性和靈活性的保證和控制
凈化空調自控系統(tǒng)中電動調節(jié)閥是用來控制送風量和回風量的重要設備，它的開關狀態(tài)會影響潔凈室內(nèi)的空氣分布和壓力平衡。電動調節(jié)閥的開關狀態(tài)一般與系統(tǒng)的運行狀態(tài)相對應，即系統(tǒng)停機時，電動調節(jié)閥關閉；系統(tǒng)開機時，電動調節(jié)閥按預設的角度開啟。理想情況下，電動調節(jié)閥的開啟和關閉應該是同步進行的，但是實際情況下，由于執(zhí)行機構和風閥本身的特性，可能會出現(xiàn)開啟和關閉的不協(xié)調。例如，如果回風閥先于送風閥開啟，那么系統(tǒng)在短時間內(nèi)就會出現(xiàn)全面負壓的現(xiàn)象。這對于有生產(chǎn)線穿越潔凈區(qū)的場合，如制藥行業(yè)的灌裝車間，是非常不利的，因為這會影響系統(tǒng)的潔凈度和產(chǎn)品的質量。因此，在設計凈化空調自控系統(tǒng)時，應該充分考慮這些因素，并且在控制閥門開關時，適當設置超前或滯后時間，使得送風閥和回風閥能夠協(xié)調開啟和關閉。
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潔凈室凈化空調系統(tǒng)的設計是一項綜合性的工程，它需要遵循行業(yè)的相關標準和規(guī)范，同時也要根據(jù)潔凈室的具體用途和條件，進行靈活的調整和優(yōu)化。設計人員要多到現(xiàn)場進行調研，了解使用人員的需求和意見，重視設計的實用性和適用性。另外，設計人員還要對現(xiàn)有的凈化系統(tǒng)進行評估和總結，吸取優(yōu)點，改進缺點，不斷積累經(jīng)驗，勇于創(chuàng)新，從而提高潔凈室凈化空調系統(tǒng)的設計水平，更好地為潔凈室提供服務。