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陕西创宁环境科技有限公司
洁净空调系统的调试
发布时间:2018-05-31 08:38浏览次数:
调试的目的:使洁净空调系统的温度、湿度、气流速度、洁净度等参数,能达到设计给定的参数和生产工艺要求,达到建设单位使用的要求。
评判系统配置是否合理,设备能否正常运行,发挥其最大功效,并节省其耗能。
空调系统调试各实施阶段
设备单机试运转:空调通风系统的主要设备有风机、空调末端设备、冷机、锅炉、水泵等。这些设备在系统调试前都要进行单体调试,各项主要技术指标符合设计要求。设备供应商负责。
系统联动试运转:系统的联动试运转是在单体试运转试验合格后进行。主要检验系统中各类设备、部件的协调和平衡。如无异常可准备系统调试。施工单位负责。
联合试运转:无生产负荷系统的调试主要测试内容有:通风与空调设备的风量、风压、转速,系统与风口的风量测定、调整,空调设备的噪音、制冷系统运行的压力;温度、流量等技术参数。设计单位和施工方负责。
带生产负荷系统综合效能调试:无生产负荷系统调试完毕后,进行带生产负荷的综合效能测定。带生产负荷的综合效能测定的内容较多,如按一般性空调系统,则包括送回风口空气状态参数的测定与调整,空调机组的性能参数调试,室内噪声的测定,室内空气温湿度测定,气流速度的测定等。如为恒温恒湿系统则多出静压的测试、空调机组功能段调试、气流组织测定等项目。建设单位负责。

洁净空调系统调试的主要内容
1.洁净空调系统总送风量、回风量、新风量的测定和调整;
2.系统各风口(送风口、回风口、排风口)风量的测定和调整;
3.高效过滤器安装后泄漏检测和调整;
4.洁净室内静压的测定和调整;
5.自动调节系统的联动运转调试;
1)系统风量风压的调试(设定风机工作的频率等);
2)室内温湿度的调试(调试冷冻水温度、流量、蒸汽的调节等)。
6.空调水系统平衡调试。
主要工作:高效过滤器泄漏检测、空气和水的TAB、室压调试。
洁净空调系统调试程序
空调工程调试是一个涉及建筑、安装、生产工艺、装修、设计、设备供应等多方面的工作,应由建设单位或施工单位负责,设计、监理配合完成。
洁净空调系统调试验收建议参照标准
GB50243—2002《通风与空调工程施工及验收规范》;
GB50591-2010 《洁净厂房施工及验收规范》;
ISO 14644-3 METROLOGY AND TEST METHODS.
NEBB, Practices for Measurement,Testing,Adjusting, and Balancing of Building HVAC&R Systems
GB50738-2011《通风与空调工程施工规范》
GB50678-2011《食品工业洁净用房建筑技术规范》
JGJ/T 260-2011《采暖通风与空气调节工程检测技术规程》
采用标准说明:以国标为优先使用权; 国标对于部分调试内容没有详细说明的,采用行业标准;业主提供的设计参数和相关设备的技术参数等是调试重要的参照;许多合资企业的调试要求会有自身标准(如企业标准),在调试工作进行之前一定要很好的沟通,形成书面的要求。
洁净空调系统的调试
1.洁净空调系统各检测点确认
1.1施工阶段选点和传感器安装要求
风量测点选位置:测定点截面位置选择应在气流比较均匀稳定的地方,一般选在产生局部阻力这后4~5倍管径(或风管长边尺寸)以及产生局部阻力之前约1.5~2倍管径(或风管长边尺寸)的直风管段上。
水量测点选位置:测定点截面位置选择应在水流比较均匀稳定的地方,一般选在产生局部阻力这后5~20倍管径,以及产生局部阻力之前约3~5倍管径直水管段上。
注意:水管外防腐层的处理;水管外保温的拆除和恢复。
水量测点选位置:采用平衡阀。
压力测点选位置:测定点位置选择应在水流或气流比较均匀稳定的地方,采样管应该保持通畅,防止堵塞。
温湿度测点选位置:监测点位置选择应在水流或气流混合均匀稳定的地方,应考虑被监测点代表性(是否工艺生产的关键部位)。
1.2.传感器的标定和校准
在线监测仪表应该有出厂合格证,同时各技术参数符合设计要求。
在安装之前应送到计量院进行标定;
安装后应采用精度不低于在线仪表的一次仪器进行比对校准,以便发现安装以后产生的系统误差和错误安装。

1.3 自控系统各执行机构动作的确认
强电和弱电系统运行是否正常;
执行机构(阀门)能否动作;
给执行机构不同的信号能否正确反应。
要根据控制的要求,注意执行机构控制过程中是否有死区;
执行机构动作响应时间是否符合被控对象的特性;
确认结束后记录各设置参数和标记。
2.洁净空调系统运转确认-调试前准备
1.空调电气设备的检查和测试-通电、回路正确;
2.空调设备的运转,包括排风系统(含工艺排风与设备排风)。
1)冷热源设备的运转-根据技术资料由产品供应商操作
2)空调处理机组的运转-注意风机轴承温升(滚动轴承≤80℃,滑动轴承≤60℃),皮带的松紧对风机效率影响。
3)冷却塔的运转-根据技术资料由产品供应商操作
4)水泵的运转-根据技术资料由产品供应商操作,一般水泵的轴温度(滚动轴承≤75℃,滑动轴承≤70℃),注意振动对管路系统的影响。
5)洁净设备的运转(风淋室,自净器、余压阀、层流罩、生物安全柜)。
风量平衡的调试
1.调试要求(与设计值相比)
总风量:0~20%
各风口风量:±15%
新风量:±10%
2.调试仪器:
风速仪(热线/转轮)
比托管和微压差计
风量罩
3.系统风量调试方法
测点选定:
1)测试位置选择:测定点截面位置选择应在气流比较均匀稳定的地方,一般选在产生局部阻力之后4~5倍管径(或风管长边尺寸)以及产生局部阻力之前约1.5~2倍管径(或风管长边尺寸)的直风管段上。
测点选定:如现场直管段较短,无法满足打孔测试要求。一般建议在空调机组的混和段,在初效过滤器处测量风速,因为吸入断的风速比较均匀,求得进入每块过滤器的进入风量,最后累计成系统总风量(人体对测试结果虽然会有一些影响,但测试结果是有意义的)。打孔原则是保证每个测点的面积不大于0.05㎡为宜,求取平均风速和风量 。
4.风口风量测试方法
采用电子风量罩罩住风口,直接测出风量;
或采用风速仪测量风口截面的风速和出风口面积,计算风口的风量。
计算公式: L=K·F·Vp ×3600 (m3/h)
式中  F:测点断面积(㎡);
Vp——平均风速(m/s);
K——断面面积修正系数, K根据不同风口形式而定;
风口风量平衡原理
送风量调整实质上就是通过改变风管阻力特性使风管中风量达到设计风量,通过各支管阻力平衡调整,以达到各支管、系统总管风量设计要求。
由流体力学基本知识可知,风管阻力损失近似与风量的平方成正比,即:
H=kL2
式中:H——风管阻力;
L——流经风管的风量;
k——风管阻力特性系数,它与空气性质、管道直径、管道长度、摩擦阻力、局部阻力等因素有关。
对某一风管而言,仅改变其风量,则其风管阻力特性k值不变,此时风管阻力按风量的平方变化。若要保证系统阻力不变,改变风量则需通过改变风管阻力特性k值(可采用调节该风管上的风阀)才能实现。对于两并联风管,根据两支管阻力相等的原理存在:
式中:H1,2——管段I、Ⅱ的阻力;   
     L1,2——管段I、Ⅱ的风量;
k1,2——管段I、Ⅱ的阻力特性系数。
5.风口风量平衡方法
1)等比例分配法:测试较准确,适合大型空调系统,但需要增加测孔点,同时支管阀门安装到位。

主要步骤:
Ⅰ.流量等比分配法是以最不利环路开始,使下游环路实测风量与上游环路实测风量与设计风量偏差相一致。
Ⅱ.然后,逐个上移环路进行调整,使环路与环路的实测风量与设计风量偏差相一致。
Ⅲ.以此类推,最后调整风机处的风阀,使系统风量符合设计要求。
2)基准风口法:适合风口数目较多的系统,调试速度较快。
3)风量调整之前,应将系统各三通阀置于中间位置,而总阀处于某实际运行位置,系统其它阀门全部打开。
风机启动后,初测全部风口的风量,将设计风量(Ls)与初测风量(Lc)的数值记录到预先编制的风量记录表中,并且计算每个风口 Ls与Lc的比值.选择各支干管上比值最小的风中作为基准风口,进行初调.初调的目的是使各风口的实测风量与设计风量的比值近似相等。
   同样,在 支干管段上也先找到一个比值最小的风口做为基准风口,调节每个风口前的三通调节阀,使实测风量与设计风量的比值百分数近似相等.
     然后调整支干管Ⅰ、Ⅱ的风量,通过调节三通阀A,使得LcⅠ/ LsⅠ ≈LcⅡ/LsⅡ。
     最后将总干管 的风量调整到设计风量值,由于管段中各三通阀的位置不再改变,则各支干管和各支管的风量将按最后调整的比值数自动等比分配到设计风量。
6.风机性能调试
用来衡量风机性能的主要有风量、风压、轴功率和效率等,现分别叙述如下:
(1)风量:单位时间内风机输送出的空气量,用符号L表示,它的单位是(m3/h)
(2)风压:空气通过风机叶轮所获得的能量,也就是与未经通风机前相比它所升高的压力,用P表示,单位(Pa)。
(3)轴功率:风机输送空气时轴上所需的动力,用N表示,其单位是kW。
洁净室静压差的调试
1 调试要求
不同级别及室内洁区与非洁区之间 ≥5Pa;
洁净室与室外应 ≥10Pa。
2 调试流程
3 注意事项
a 检查所有门是否关严。
b 测压管周围要尽量密封,尽量从门下软垫处伸管,如开门缝则会造成压差下降,重要位置以加测压表为好。
c 测洁净区与室外时,注意刮风和朝向的影响。
d 要求从洁净度高到低依次进行。但在调试时宜压力梯度从高至低。
4 调试进程:余压阀→回风量→排风量→送风量。
调试中主要出现问题及原因
空调水系统平衡调试
基本概念:
    随着能源的日益短缺,“节能”已成为全球性的共识,因而夏季空调系统的耗能备受关切。一般空调系统的耗能,冰水机约占65%,水泵约占25%,但空调水系统若未经测试、调整及平衡作业,除了增加水泵本身的耗能外,也将增加冰水机的耗能,所以空调水系统的调试逐渐受主管单位及业界所重视。空调水系统完工后,若未执行调试,即使有良好的设计理念,也无法使空调水系统依设计目标运转,而造成运转不顺及能源浪费。
1.TAB(Testing,Adjusting,andBalancing):测试、调整及平衡。
2.测试(Test):测试空调水系统各相关设备的能力及各自动控制   (阀)的功能。
3.调整(Adjust):调整空调水系统各相关设备的设计流量。
4.平衡(Balance):平衡空调水系统各管路的流量。
TAB作业范围包含:
(1)测试空调水系统各相关设备的能力及各自动控制(阀)的功能。
(2)调整空调水系统各相关设备的设计流量。
(3)平衡空调水系统各管路的流量。
空调水系统组成:一般以冷气为主的空调水系统,如图所示,可分为冷却水系统(CoolingWater Systems)及冷冻水系统(Chilled Water Systems);冷却水系统是指冰水机的冷凝器(Condenser)与冷却塔(Cooling Tower)间的来回配管,属于开放式水系统(Open Piping Systems);而冷冻水系统是指冰水机的蒸发器(Evaporator)与负载侧设备间的来回配管,属于密闭式水系统(Closed Piping Systems)。
若依空调设备间各区段配管划分,如图1可区分为主管(Main Pipe)、区域管(Zone Pipe)、支管(Branch Pipe)及设备管(Unit Pipe)4种。但有些简单的水系统,只有主管与设备管之分。
水泵:水泵是中央空调水系统的主要动力设备,常用的水泵有单级单吸清水离心水泵和管道泵两种。当流量较大时,也采用单级双吸离心水泵;当高扬程、小流量时,常采用多级离心水泵。
水泵的性能参数由流量(Q--m3/s)、扬程(H--kPa)、轴功率(Nz--kW)、效率(η---%)、转速(n--rpm)。
水系统平衡阀:同一水系统各管路间的流量是互动的;当调整某一管路的流量时,势必影响其他管路的流量,因此,在平衡阀未问世前,以错误尝试法(Trial and Error Method)来平衡管路流量,故欲使水系统达到平衡状态,几乎是“不可能的任务”。由于平衡阀可搭配其特定仪器,测量并显示压差及流量等,使水系统平衡作业得以简化。
平衡阀亦称静态平衡阀、数字锁定平衡阀、手动平衡阀等,属于调节阀范畴,其工作原理,通过改变阀芯与阀座的间隙(即开度),来改变流经阀门的流动阻力,以达到调节流量的目的。
水系统平衡调试图列步骤:
第一轮测量,测量记录所有平衡阀全开时的管路流量。
1.完成平衡调试的准备工作。
2.启动并联冰水泵(P1及P2)。注:冰水机可不启动运转。
3.首先测量记录主管平衡阀(M)的总流量及流量比(FR)。
注:若总流量低于设计流量,可能是常开(Normallyopen)阀、平衡阀及温控调节阀等未全开,或管路中气堵,或(y型)过滤器堵塞,或设计扬程不足等原因。
4.其次逐一测量记录其他所有平衡阀的流量及FR值,此时远端设备管阀(例如3U9),可能测不到流量,暂不处理。注:无测量顺序要求。
5.由步骤4的记录中,找出FR值最大的区域管平衡阀(例如Z1,通常是离水泵最近者,但可能例外)。
6.由步骤4的记录中,找出区域管平衡阀Z1中,FR值最大的支管阀(例如1B1),此支管即是应最先进行平衡调整的管路。
注:前置测量的结果,即是TAB作业前的水系统状态,可用来与TAB作业后的结果做比较,以了解TAB作业的水泵节能效益。
第2轮测量:(设备管)
1.由第一轮测量的步骤4记录中,找出支管阀1B1中,FR值最小的设备管平衡阀(例如1U4),以此阀(1U4)作为指标阀(Index Valve),此指标阀保持全开状态。注:此时指标阀1U4的流量可能低于设计流量,即FR<1.00。
2.将一台平衡阀测量计接在此指标阀(1U4)上,当测量其他设备平衡阀(1U1、1U2及1U3)时,观察其FR值的变化。注:利用无线对讲机和远方测量者通话,比对FR值。
3.测量调节主管平衡阀M,使其流量在100%至110%设计流量间,例如取110%,亦即FR=1.10。
4.缓缓关小支管阀1B1中,FR值最大的设备管阀(例如1U1),使FR值降至1.10。
5.继续关小FR值次大于的设备管平衡阀(例如1U2),使FR值降至1.10。
6.继续依FR值第3大、第4大…的顺序,将所有FR大于1.10的设备管平衡阀关小,使FR值降至1.10。注:此时指标阀1U4的FR值也逐渐上升。
7.继续测量原FR值小于1.10的设备管平衡阀,此次测量,将发现其FR值上升,若上升至FR>1.10,将其FR值调回1.10。
注:每当调节一设备管阀时,指标阀(1U4)及其他阀的FR值也发生变化。
第3轮测量:
8.重新逐一测量微调1U1、1U2及1U3,使其FR值等于1.10,此时1U1-1U4阀的FR 值应相等。
9.依上述步骤方式,继续对上单元步骤6中FR值次大的支管(例如1B2)的设备管阀(1U5、1U6及1U7),进行测量调节并记录,直到属于同一区域管Z1的所有设备管阀(1U1-1U9)均完成平衡作业为止。
10.同上步骤,继续对区域管Z2的设备阀2U1-2U9及区域管Z3的3U1-3U9进行测量调节并记录;直到所有设备阀完成平衡作业。
支管(Branch pipe)的平衡作业
   完成设备管平衡作业后,原各支管阀中的各设备管阀,对同一支管而言,就如同一台“中AH”(如图10),因此所有支管平衡阀(1B1-1B3,2B1-2B3及3B1-3B3)的平衡作业,如同前述设备管平衡阀的步骤一样,其重点如下:
1.测量记录原FR值最大的区域管阀Z1中的各支管阀(1B1、1B2及1B3)的流量及FR值,以FR值最小的支管平衡阀(例如1B3)为指标阀。此指标阀(1B3)暂时保持全开状态,不调节。
2.将原使用于前单元中的设备管指标阀测量计,改接到此支管指标阀(1B3)上。
3.缓缓关小FR最大的支管平衡阀(例如1B1),使FR=1.10。
4.缓缓关小FR次大的支管平衡阀(例如1B2),使FR=1.10。
5.观察指标阀1B3的FR值,若FR>1.10,则将其调节为FR=1.10。
6.依上述步骤,依序调节各支管平衡阀(2B1-2B3及3B1-3B3),使FR=1.10。
区域管(Zone pipe)的平衡作业
完成支管平衡作业后,原各支管平衡阀(1B1、1B2及1B3),对区域管平衡阀(Z1)而言,就如同一台“大AH”(如图11),因此所有区域管平衡阀(Z1、Z2及Z3)的平衡作业,如同前述支管平衡阀的平衡步骤一样,其重点如下:
   注:此时所有区域管平衡阀(Z1、Z2及Z3)仍为全开状态,但其FR值已不同于前置测量时的FR值。
   1.测量记录各区域管平衡阀(Z1、Z2及Z3)的流量及FR值,以FR值最小的区域管平衡阀(例如Z3)为指标阀。此指标阀(Z3)暂时保持全开状态,不调整。
   2.将原接于支管单元中支管指标阀测量计,改接到此区域管指标阀(Z3)上。
   3.缓缓关小FR值最大的区域管平衡阀(例如Z1),使FR值降为1.10。
   4.缓缓关小FR值次大的区域管平衡阀(例如Z2),使FR值降为1.10。
   5.观察Z3的FR值,若FR>1.10,则将其调节为FR=1.10;若FR<1.10,则重新测量调节主管阀(M),使指标阀Z3的FR值上升至1.10。

主管(Main pipe)的调整作业
主管仅有一只平衡阀(M),故没有平衡问题,只有调整作业。
1.缓缓调节主管平衡阀(M)至FR=1.00,并观察区域管指标阀(Z3)的测量计,
2.若Z3阀的FR值等于1.00,则其他所有平衡阀的FR值也应极接近1.00。
3.将阀Z3的测量计改接至前置测量中FR值最小的设备阀(例如3U9),若其FR值等于1.00,则完成冰水系统的平衡调整作业,否则继续微调FR≠1.00的平衡阀。
4.将所有测得的数据,填入相应表中,供制作TAB作业报告书用。
注:基本上,设备管、支管及区域管的平衡阀的重点是执行平衡作业,使各管路先达到平衡状态,即FR值相等,但尚未调节至设计流量值(即FR=1.00);而主管平衡阀的重点是执行调整作业,当主管平衡阀调节至FR=1.00时,所有管路也将自动依比例被调整为设计流量值而完成此水系统的平衡调节作业。
补充:高效空气过滤器(HEAP)(www.bacclean.com)性能试验-计数法
测试程序:
1)上游侧维持循环风运转系统,不强制引进外气以提升浓度。
2)首先调整风速使成为合格的风速。
3)允许使用pvc布做环绕高校过滤器的遮断二次气流的干扰。
4)将PAO 溶剂倒入发生器容器后,注入压缩空气压力约为0.1MPa的条件下,产生的气溶胶烟雾送入各个空调系统的供气口(高效过滤器的上风侧)。上游气溶胶烟雾浓度,粒径0.5μm以上的粒子不得少于1.0×106个/cfm。
5)高效过滤器的全部面积均必须以激光粒子计数器做扫描泄漏测试。扫描点乃位于高效过滤器表面下方25mm,而扫描速度则为50mm/sec。
6)所有穿透高效过滤器安装框架的测试孔、导线孔等,均采用激光粒子计数器进行扫描测试,扫描点在其表面20~100mm间,扫描速度50mm/sec。
7)高效过滤器表面及其安装框架的扫描测试若出现≥0.3μm@≥2pcs/sec的情况,该点则必须重测。
8)该点改成测试10秒连续监测,若仍出现≥0.3μm@≥110pcs/10sec的扫描结果则可以证实是泄漏,反之亦然。
9)如果高效过滤器表面出现泄漏,更换高效过滤器。框架出现泄漏,高效过滤器的安装边框需进行密封处理。直至高效过滤器泄漏合格。
测试仪器:
激光粒子计数器:PMS-LASERⅢ一台,采样量1cfm(下游采样)
                TSI-9303-01一台,采样量0.1cfm(上游监测)
气溶胶发生器: ATI-4B一台、PAO溶剂4升
空气压缩机: PUMA-2P一台
合格标准:高效过滤器包括安装边框整体过滤效率@≥0.3μm到达99.99%以上。
高效空气过滤器(HEAP)性能试验-光度计法
测定方法:
1)过滤器泄漏测试
将HEPA过滤网及过滤器器安装部附近的上游和下游空气分别导入光度计中,通过浓度对比确认是否有泄漏。
2)采样头吸入口面积:11.33cm2(1.133cm×10cm)
  采样头的检查距离:被检查面25mm以内
  采样量:1cf/min
高效空气过滤器(HEAP)性能试验-光度计法
测试程序:
1)确定空调系统正常运转并可供测试,风速与风量必需调整平衡完毕。
2)允许使用pvc布做环绕高校过滤器的遮断二次气流的干扰。
3)高效过滤器上游释放PAO气溶胶,微粒浓度是大约每公升空气含有20到50微克。
4)高效过滤器的全部面积均必须以光度计做扫描泄漏测试。扫描点乃位于高效过滤器表面下方25mm,而扫描速度则为50mm/sec。
5)所有穿透高效过滤器安装框架的测试孔、导线孔等,均采用激光粒子计数器进行扫描测试,扫描点在其表面20~100mm间,扫描速度50mm/sec。
6)在高效过滤器下游采样,检查浓度。若是下游浓度超过设定值(0.01%)则判定为泄漏。
7)如果高效过滤器表面出现泄漏,更换高效过滤器。框架出现泄漏,高效过滤器的安装边框需进行密封处理。直至高效过滤器泄漏合格。
测试仪器:
气溶胶光度计:ATI-2H一台,采样量1cfm
气溶胶发生器:ATI-4B一台、PAO溶剂4升
空气压缩机: PUMA-2P一台
合格标准:高效过滤器包括安装边框扫描所有泄露率不超过0.01%。
气溶胶光度计测试法是最早期的测试方式,但是因为效果非常好,到今天仍旧沿用。气胶光度计(Aerosol Photometer)是微粒计数器的一种,也是使用雷射科技,但是它在扫描空气样本的微粒之后,所给的是微粒的总体强度,不是微粒数目。DOP是一种油性化学物质,加压或加热雾化之后,可以产生次微米等级的微粒,可用来仿真无尘室的微粒,因此被当成验证微粒。 泄漏的定义是泄漏出上游浓度万分之一(0.01%),由于气胶光度计可以直接显示上下游微粒浓度的比值,因此扫描滤网非常方便。也正因其准确、可靠,美国食品与药品管制局(FDA)规定,在其管辖范围内(食品加工场所与医疗制药场所),所有的滤网泄漏测试必须使用DOP与气胶光度计。近年来由于人们怀疑DOP会导致癌症,因此多改用PAO。PAO和DOP的特性类似,使用上无多大差异。
气溶胶光度计扫描的是微粒的总体强度,不是微粒数目。因此为了保证下游能检测泄漏量,上游必须释放大量气溶胶,长时间释放气溶胶可能造成二次污染,同时泄漏的结果为相对值,无法确被安装过滤器整体效率。
高效空气过滤器(HEAP)性能试验-方法比较
计数器测试法 在 工业洁净室方面,早期也是使用DOP/PAO与气胶光度计,但是随着制造精密度增加,油性挑战微粒逐渐不容许在无尘室使用,因此出现使用干式灰尘当成挑战微粒,在上游施放,然后用微粒计数器在下游扫描,寻找泄漏,基本概念完全相同。经过科学家一步步研究结果,发现PSL因为微粒的粒径与浓度可以控制,因此是目前最广为使用的标准微粒。使用时只要把PSL溶液雾化,导入滤网上游即可。
计数器测试法扫描微粒数目。上游无需释放大量气溶胶(一般为光度计法的千分之一),同时能泄漏出被安装过滤器整体效率。
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