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以下内容全面涵盖了 MAU 功能段以及前端制冷设备的详尽组成、参数以及协同工作原理。倘若存在不足之处,烦请予以指正并说明。
一、前端制冷设备
1. 冷冻机(Chiller)
- 作用:为MAU表冷段提供低温冷冻水(7℃供水/12℃回水),通过制冷循环(压缩、冷凝、节流、蒸发)吸收新风热量。
- 设备参数:
- 离心式:适用于大冷量(>1000kW),COP≥5.5。
- 螺杆式:中大型冷量(200~2000kW),COP≥4.8。
- 涡旋式:小型冷量(<500kW),COP≥3.5。
- 制冷量:根据MAU需求设计,例如MAU表冷段需1000kW制冷量时,冷冻机需选1200kW(含10%~20%冗余)。
- 类型:
- 冷媒:R134a、R410A(环保冷媒)。
- 进出水温度:标准工况7℃供水,12℃回水(温差5℃)。
- 功率:例如1200kW制冷量离心机组,电机功率约220kW。
2. 冷冻水泵(Chilled Water Pump)
- 作用:驱动冷冻水在冷冻机与MAU表冷段之间循环,保障冷冻水系统的流速与换热效率。
- 设备参数:
- 流量:根据制冷量计算,公式:
示例:1200kW制冷量、温差5℃时,流量约206m^3/h。
- 扬程:根据管路阻力(冷冻机+MAU+管道+阀件),通常25~40m。
- 功率:例如流量206m^3/h、扬程30m时,功率约30kW(变频控制)。
- 材质:铸铁泵体,不锈钢叶轮(防腐蚀)。
3. 冷却水泵(Cooling Water Pump)
- 作用:驱动冷却水在冷冻机冷凝器与冷却塔之间循环,为冷凝器散热提供动力。
- 设备参数:
- 流量:根据冷凝器散热量计算,公式:
示例:冷凝热量1400kW、温差5℃时,流量约240m^3/h。
- 扬程:根据冷却塔高度及管路阻力,通常20~35m。
- 功率:例如流量240m^3/h、扬程25m时,功率约25kW(变频控制)。
- 材质:耐腐蚀材质(如不锈钢或FRP),适应冷却水含杂质环境。
4. 冷却塔(Cooling Tower)
- 作用:通过水-空气换热将冷冻机冷凝器的热量排至大气,维持冷却水温度。
- 设备参数:
- 开式横流塔:成本低,易维护,耗水量大。
- 闭式冷却塔:水质洁净,适合精密系统,成本高。
- 散热能力:需匹配冷冻机冷凝热(制冷量+压缩机功耗)。
示例:1200kW制冷机冷凝热约1400kW。 - 类型:
- 进出水温度:标准工况32℃进水,37℃出水(温差5℃)。
- 风机功率:例如1400kW冷却塔,风机功率约15kW。
- 补水量:开式塔约循环水量的2%~3%(蒸发+飘水)。
二、净化空调机组(MAU)功能段详解
1. 新风入口段(Fresh Air Intake Section)
- 作用:引入室外新风,配置防雨百叶和初效过滤棉,防止大颗粒污染物进入。
- 设备参数:
- 风量:10万CMH。
- 初效预过滤棉等级:G2、G3。
2. 初效过滤段(Primary Filter Section)
- 作用:拦截新风中的灰尘、花粉等颗粒物,保护后续设备。
- 设备参数:
- 过滤等级:G4(EN779标准,过滤效率≥90%)。
- 过滤器形式:袋式或板式,容尘量≥300g/m^2。
- 压差监控:安装压差计,报警值≥150Pa时更换。
3. 预热段(Pre-heating Section)
- 作用:在低温环境(如冬季)对新风预加热,防止后续表冷段结冰。
- 设备参数:
- 加热量:10万CMH风量下,温差15℃时加热量约500kW。
- 热源:
- 热水盘管:60~90℃热水,铜管铝翅片材质。
- 电加热:分档调节,功率密度1.5~2.5kW/m^2。
- 控制逻辑:根据新风温度自动启停(如<5℃启动)。
4. 热回收段(Heat Recovery Section)(可选)
- 作用:回收排风能量(显热/全热),降低新风处理能耗。
- 设备参数:
- 转轮式:显热效率≥75%,全热效率≥65%。
- 板式:显热效率≥60%,压损80~120Pa。
- 类型:
- 材质:铝箔(显热回收)、高分子膜(全热回收)。
- 旁通设计:过渡季节可关闭热回收,减少压损。
5. 表冷段(Cooling Coil Section)
- 作用:通过冷冻水盘管对新风降温除湿,控制送风露点。
- 设备参数:
- 制冷量:10万CMH风量下,制冷量约1000kW(温差15℃)。
- 冷冻水流量:200m^3/h(供水7℃,回水12℃)。
- 盘管排数:6~8排(深度除湿需求)。
- 翅片间距:2.5~3.5mm(防积灰堵塞)。
6. 加热段(Re-heating Section)
- 作用:对表冷后的空气再加热,精确控制送风温度。
- 设备参数:
- 热水盘管:60~80℃热水,铜管不锈钢翅片。
- 蒸汽盘管:0.2~0.6MPa饱和蒸汽。
- 加热方式:
- 加热量:10万CMH风量下约300kW(升温7℃)。
7. 加湿段(Humidification Section)
- 作用:通过蒸汽或高压喷雾增加空气湿度,满足洁净室湿度要求(如40%~60%RH)。
- 设备参数:
- 加湿方式:
- 干蒸汽加湿:精度±5%RH,需配套蒸汽源(0.1~0.3MPa)。
- 电极式加湿:自产蒸汽,功率密度6~10kW/kg/h。
- 加湿量:10万CMH风量下约200kg/h(湿度提升20%)。
8. 风机段(Fan Section)
- 作用:提供新风输送动力,克服系统阻力。
- 设备参数:
- 额定风量:10万CMH(变频调节范围30%~110%)。
- 全压:1200~1500Pa(含过滤器、盘管压损)。
- 电机功率:110kW(后倾离心风机,效率≥85%)。
- 减震设计:弹簧减震器+软连接,振动速度≤2.8mm/s。
9. 中效过滤段(Intermediate Filter Section)
- 作用:保护末端高效过滤器(HEPA),延长其寿命。
- 设备参数:
- 过滤等级:F8-F9(EN779标准,对应MERV 13-15)。
- 过滤器形式:袋式或无隔板,容尘量≥500g/m^2。
- 压差监控:报警值≥250Pa时更换。
10. 消声段(Acoustic Attenuator Section)(可选)
- 作用:降低风机噪声,满足洁净室噪声要求(≤65dB(A))。
- 设备参数:
- 消声器类型:阻抗复合式(中低频消声)。
- 消声量:15~25dB(A)(125Hz~4kHz频段)。
- 材质:玻璃棉+镀锌穿孔板(防火等级A级)。
11. 送风段(Supply Air Section)
- 作用:连接风管将处理后的新风送入洁净室。
- 参数:
- 出风口风速:8~12m/s(根据风管设计)。
- 静压箱尺寸:根据风量定制(如10万CMH机组截面尺寸约3m×2m)。
- 均流措施:配置导流板或多孔板,风速不均匀度≤15%。
三、系统协同工作流程
1. 制冷循环
- 冷冻水循环:
冷冻机生成7℃冷冻水 → 冷冻水泵加压 → MAU表冷段换热 → 回水升温至12℃ → 返回冷冻机。 - 冷却水循环:
冷却塔提供32℃冷却水 → 冷却水泵加压 → 冷冻机冷凝器吸热 → 回水升温至37℃ → 冷却塔散热后降温循环。
2. 空气处理流程
- 新风引入:
室外空气 → 防雨百叶 → G4初效过滤 → 预热段(低温时加热)。 - 热回收(可选):
与排风换热 → 预冷/预热新风。 - 降温除湿:
表冷段冷冻水换热 → 空气降温至露点以下(如35℃→15℃)。 - 温湿度精调:
再热段控温 → 加湿段调节湿度 → 中效过滤。 - 送风:
风机加压 → 消声段降噪 → 送风段均流 → 洁净室。
四、关键系统参数示例(10万CMH风量场景)
设备/功能段 | 参数 |
冷冻机 | 制冷量1200kW,功率220kW,R134a冷媒 |
冷冻水泵 | 流量206m^3/h,扬程30m,功率30kW |
冷却水泵 | 流量240m^3/h,扬程25m,功率25kW |
冷却塔 | 散热能力1400kW,风机功率15kW |
MAU表冷段 | 冷冻水流量200m^3/h,制冷量1000kW |
MAU预热段 | 热水加热量500kW(60℃供水) |
MAU加热段 | 热水加热量300kW(60℃供水) |
MAU加湿段 | 干蒸汽加湿量200kg/h,精度±5%RH |
MAU风机段 | 风量10万CMH,全压1200Pa,功率110kW |
五、设计要点
1. 设备冗余与备份
- 冷冻机:N+1备用(如3台机组按2用1备设计)。
- 水泵:冷冻水泵与冷却水泵均需备用泵。
- MAU风机:双电机配置或一用一备。
2. 节能设计
- 变频控制:冷冻水泵、冷却水泵、风机均采用变频驱动。
- 热回收优化:过渡季节旁通热回收段,减少压损能耗。
- 冷凝水回收:表冷段冷凝水可用于冷却塔补水。
3. 控制逻辑
- 温湿度控制:
- 根据洁净室反馈,PID调节冷冻水阀、加热阀、加湿阀开度。
- 露点温度控制:表冷段出水温度与送风湿度联动。
- 压差监控:
- 初效、中效过滤器压差超限报警。
- 风机前后压差监测,预防风量衰减。
六、常见问题与解决方案
- 表冷段结冰:
- 原因:预热不足或冷冻水流量过低。
- 措施:增设防冻开关,低温时预热段自动启动。
- 加湿段湿度波动:
- 原因:蒸汽供应压力不稳定或传感器漂移。
- 措施:配置缓冲罐稳压,定期校准湿度传感器。
- 冷却塔飘水:
- 原因:风速过高或填料堵塞。
- 措施:优化风机转速,定期清洗填料。
总结
本系统通过 前端制冷设备(冷冻机+水泵+冷却塔) 与 MAU多级功能段 的深度协同,实现对新风的 高效过滤、精准温湿度控制及能量回收。设计需注重 参数匹配、冗余配置、智能控制,并针对实际应用场景(如电子厂、药厂)优化细节,确保洁净室环境稳定可靠。
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