某百级洁净厂房的改造工程

简介： 本工程为百级洁净电子厂房，面积66 m2，层高3m， 原生产工艺要求室内相对湿度为60%，后来甲方变化了厂房的功能，要求相对湿度为30～45%，但是没有对系统进行改造，在冬天或者是春秋季节运行能够达到工艺的要求，但是到夏季室外温湿度较高时，室内相对湿度就会出现偏高的现象，影响正常的生产。改造时针对工程所存在的问题进行计算，并根据甲方机房所具有的条件，重点处理新风，并提出了几种改造方案进行比较，得出了一个即经济又合理的方案。
关键字：洁净厂房 转轮除湿机 新风

1 工程概况

1.1 概述

　　河北省石家庄市某百级电子厂房，层流洁净室，面积66㎡，层高3 M,室内设计温度23±1℃，相对湿度60±5%。

　　室外设计参数:

　　夏季 干球温度: 35.1℃，湿球温度: 26.6℃

　　冬季 空调设计温度：-11℃，相对湿度 52%

1.2 空调系统形式

　　本工程采用二次回风系统,如图1所示。送风量为51120 m³/h，新风量为4470 m³/h，总回风量为46650 m³/h，排风量为3820 m³/h，计算漏风量为650 m³/h，室内气流组织采用层流，上供下回式，机组选用组合式空调机组，冷水由冷冻机房集中供给，供水温度7℃, 回水温度12℃，热水由锅炉房提供，供水温度95℃, 回水温度70℃，加湿由锅炉房提供0.3Mp蒸汽。

图1 系统原理图

2 运行故障及原因分析

2.1 运行故障

　　正常的天气情况下，空调运行情况良好，室内温、湿度和洁净度都能达到要求，但是，在夏季阴天、下雨或室外湿度比较大时，室内的湿度高于设计湿度，而且调节供回水量，使供水温度为6℃，回水温度为8℃，也不能将湿度降下来，不能满足工艺的要求;但是，如果将新风量减少或关闭，就能达到工艺要求的湿度。

2.2 故障分析：

　　经过仔细的考察和计算得出，问题的主要原因在于原工程设计的冷源采用制冷站供应的7～12℃的冷冻水，水温太高，不能将空气处理到工艺所要求室内设计参数所对应的露点温度（约5℃），因此，相对湿度降不下来。

3 工程改造

　　由于在夏季湿负荷的主要来源为新风湿负荷，因此，只要对新风进行预处理，降低新风的含湿量，再和一、二次回风混合后送入室内，就能满足工艺的要求的相对湿度。因此我们提出了几种新风预处理的方案，并进行了比较。

3.1 方案的提出

　　方案一：冷冻除湿，采用低温冷冻机除湿，及直接将新风处理到热湿比线上，然后和回风混合送入室内。

　　方案二：新风机组加冷冻除湿，新风先经过新风机组，除掉一部分含湿量，然后再经过低温除湿机，这样可降低冷冻除除湿机的负荷，降低初投资。

　　方案三：转轮除湿，直接用转轮除湿机处理新风，将新风中的湿度降下来，然后再和一次回风混合，经表冷器，将空气温度降低到热湿比线上，然后再与二次回风至送风状态点，送入室内。

　　方案四：新风机组加转轮除湿，由于转轮除湿需要电再生或蒸汽再生，运行成本较高，因此，如果让新风先经过新风机组，除掉空气中的一部分湿度，然后再经过转轮除湿机，除掉剩余的一部分湿度，这样可降低转轮除湿机的负荷，降低初投资。

3.2 方案比较

3.2.1 首先对转轮除湿和冷却除湿两种方法进行比较，因为本工程工艺要求的相对湿度比较低，采用的机房提供的冷冻水不能将空气降至工艺要求的温度，如果要达到此温度采用冷冻除湿必须采用低温冷冻水，然而空气中的含湿量如果低于6～8g/kg(本工程为5.2 g/kg左右)时，蒸发器就有冻结的危险，另一方面，如果采用冷冻除湿，组合式空调器的表冷器就等于虚设，系统形式就变成了一次回风，室内可能出现大的温湿度波动，这样就需要再热器来调整送风温度，增加初投资，因此本工程此处采用转轮除湿比冷冻除湿更合适。但是，转轮除湿的初投资和运行成本都高于冷冻除湿，因此单纯的采用转轮除湿也不经济。

　　（ａ）　　　　　　　　 　　（ｂ）　　　　　　　　　　　　 （c）

　　　( d )　　　　　　　　　　　　　　 ( e )
（ａ）方案一 （ b ）方案二 （ c ）方案三 （ d ）方案四 （ e ）原理分析图
图2 夏季空气处理过程

3.2.2 由附表一综合比较可知，方案一的初投资要高于方案二，但是运行费用较高，并且初投资也高不了多少，因此，综合来看，方案二要好与方案一；方案三从初投资和运行成本上比较都高于方案一、二、四，因此不是经济合理的方案。方案四和方案二比较初投资和运行成本上比较都高于对方，但是方案四采用的干式除湿法，除湿效果要好于方案二，并且它没有蒸发器冻结的危险。