全新風(fēng)MAU系統(tǒng)機(jī)組及安裝誤區(qū)的優(yōu)化對(duì)策研究

毛臻蔚

摘 要：隨著科技發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)照{(diào)系統(tǒng)技術(shù)提出不同細(xì)分要求，在凈化空調(diào)領(lǐng)域中，能耗比重高的全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)尤為突出。本文結(jié)合多個(gè)項(xiàng)目實(shí)踐施工實(shí)例，闡述凈化全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)即“MAU系統(tǒng)”負(fù)荷大、風(fēng)量大、全壓大的特征，并根據(jù)機(jī)組特點(diǎn)對(duì)其安裝誤區(qū)進(jìn)行分析對(duì)比，并提出相應(yīng)優(yōu)化對(duì)策，對(duì)MAU空調(diào)設(shè)備選擇和安裝加以歸類小結(jié)。

關(guān)鍵詞：全新風(fēng);MAU系統(tǒng);空調(diào)機(jī)組安裝;安裝誤區(qū);優(yōu)化對(duì)策

1 MAU機(jī)組定義及運(yùn)用場(chǎng)合

首先我們對(duì)于這個(gè)特殊設(shè)備的定義及運(yùn)用場(chǎng)合加以了解：

MAU（Make-up Air Unit System）即全新風(fēng)機(jī)組，一般為新風(fēng)潔凈空調(diào)機(jī)組，此專指為潔凈空調(diào)系統(tǒng)供給新鮮空氣的一種空調(diào)系統(tǒng)或者設(shè)備。通常會(huì)按照使用要求的不同來(lái)分成單一新風(fēng)系統(tǒng)和恒溫恒濕系統(tǒng)。

工作原理：通過(guò)對(duì)室外新風(fēng)進(jìn)行過(guò)濾除塵、變更溫度、濕度等的處理，送到室內(nèi)，改變室內(nèi)空氣參數(shù)指標(biāo)并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2 MAU空調(diào)系統(tǒng)機(jī)組控制目標(biāo)與要素

2.1? MAU空調(diào)系統(tǒng)控制目標(biāo)

為產(chǎn)品生產(chǎn)和操作人員提供一個(gè)適當(dāng)?shù)膬?nèi)部環(huán)境

降低污染和交叉污染的危險(xiǎn)

保護(hù)員工，保護(hù)周邊環(huán)境

2.2? MAU空調(diào)系統(tǒng)控制要素

2.2.1? 潔凈度

按照使用場(chǎng)所的具體要求不同，通常會(huì)按空調(diào)系統(tǒng)里各控制區(qū)域的潔凈度來(lái)命名等級(jí)，一般為1000～10000（6-7）級(jí)。有時(shí)候也按系統(tǒng)的末級(jí)過(guò)濾器的性質(zhì)來(lái)區(qū)分，分高效、亞高效系統(tǒng)和中效系統(tǒng)。

2.2.2 溫度/濕度

指需要達(dá)到不同控制區(qū)域不同的溫度及濕度要求，不同場(chǎng)合具體對(duì)其要求的精度也不同。

2.2.3 室內(nèi)、外壓差及設(shè)備正壓

在目標(biāo)區(qū)域或者設(shè)備設(shè)置壓差傳感器，并通過(guò)控制器給予送/排風(fēng)設(shè)備及其風(fēng)機(jī)不同指令，達(dá)到設(shè)計(jì)要求

2.2.4 氣流組織

通常有較高潔凈度要求的系統(tǒng)會(huì)采取孔板頂送風(fēng)方式?？装屙斔惋L(fēng)分為全孔板頂送風(fēng)與局部孔板頂送風(fēng)。全孔板頂送風(fēng)由于送風(fēng)孔多、風(fēng)速小，氣流分布均勻。局部頂送風(fēng)送風(fēng)孔相對(duì)少，風(fēng)速大，會(huì)在側(cè)邊產(chǎn)生渦流，部分混合氣流混入會(huì)污染潔凈氣流。

其次，使用流線型散流器送風(fēng)形式，此種方式通常適用于高于4米高大廠房。

另外一種常用的氣流組織是帶高效過(guò)濾裝置的送風(fēng)形式，高效過(guò)濾裝置通常會(huì)布置在送風(fēng)口，一般會(huì)帶擴(kuò)散板，可達(dá)到1000級(jí)到100000級(jí)潔凈度。

2.2.5 照度

測(cè)量照度應(yīng)當(dāng)在區(qū)域溫度已趨于穩(wěn)定、各種光輸出相對(duì)平穩(wěn)以后進(jìn)行;潔凈區(qū)域只測(cè)定除特殊局部照明之外的一般照明。照度的大小會(huì)直接影響到系統(tǒng)需提供的負(fù)荷及能耗

2.2.6 自凈度

對(duì)于MAU系統(tǒng)，還需要有一定的自身凈化能力，這也是對(duì)潔凈度的另一重保證。通常不同等級(jí)的目標(biāo)區(qū)域自凈時(shí)間也不同，等級(jí)越高，自凈時(shí)間越短，相對(duì)造價(jià)成本也越高。

3 MAU機(jī)組特點(diǎn)與節(jié)能

3.1? MAU機(jī)組特點(diǎn)及相應(yīng)設(shè)備匹配

3.1.1? 送風(fēng)量大

MAU新風(fēng)機(jī)組風(fēng)量通常都比較大，這對(duì)設(shè)備強(qiáng)度要求比較高。尋?？諝馓幚頇C(jī)組會(huì)采用鋁合金框架等結(jié)構(gòu)，假如設(shè)備框架和面板的強(qiáng)度不夠，機(jī)組就容易變形，特別是那些有正壓需求的場(chǎng)合，框架強(qiáng)度不足，很容易出現(xiàn)面板飛出砸人的現(xiàn)象。所以一般普通空調(diào)箱的面板厚度是25～50mm，而對(duì)于MAU設(shè)備建議使用≥60mm的面板，而且框架結(jié)構(gòu)連接處最好有回紋自鎖結(jié)構(gòu)防止脫散。

3.1.2? 新風(fēng)負(fù)荷大

MAU系統(tǒng)的冷負(fù)荷中，占比大的是新風(fēng)負(fù)荷、風(fēng)機(jī)溫升和設(shè)備散熱，其中以新風(fēng)負(fù)荷最多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，新風(fēng)負(fù)荷一般約20%～70%，風(fēng)機(jī)溫升約8%～20%，設(shè)備散熱負(fù)荷約16%～50%。新風(fēng)負(fù)荷遠(yuǎn)高于其他負(fù)荷。

3.1.3? 設(shè)備全壓高

MAU空調(diào)設(shè)備由于凈化等工藝需求，需要配置較高等級(jí)的過(guò)濾器，而過(guò)濾等級(jí)越高，阻力越大，也就意味著設(shè)備需要克服更大的阻力，這些阻力可能會(huì)是普通過(guò)濾器的5倍。同時(shí)，為了保證區(qū)域的壓力需求，一般系統(tǒng)會(huì)用集中送/回風(fēng)形式，這樣整個(gè)風(fēng)系統(tǒng)的管道阻力會(huì)比普通系統(tǒng)大很多。因此MAU空氣處理機(jī)組會(huì)需要有足夠的風(fēng)機(jī)全壓來(lái)滿足系統(tǒng)。

這種大風(fēng)量、高壓頭的情況，也要求空氣處理設(shè)備的低漏風(fēng)率，MAU空調(diào)箱的漏風(fēng)率越低，其運(yùn)行費(fèi)用就越低，也能節(jié)省更多能耗。

3.1.4? 優(yōu)質(zhì)的過(guò)濾設(shè)備

MAU的過(guò)濾設(shè)備的能力優(yōu)劣決定了目標(biāo)區(qū)域的粉塵或微生物等處理的程度。如果采用的過(guò)濾裝置發(fā)生問(wèn)題，比如凈化能力不足，或者漏風(fēng)都會(huì)對(duì)目標(biāo)區(qū)域凈化程度產(chǎn)生負(fù)面影響。

例如：醫(yī)院對(duì)于MAU凈化空調(diào)有特殊要求：靜電凈化裝置不得作為醫(yī)院手術(shù)部?jī)艋照{(diào)系統(tǒng)的末端凈化設(shè)施;末級(jí)凈化過(guò)濾器不能采用木框過(guò)濾器等。

3.1.5? 低漏風(fēng)率

設(shè)備的低漏風(fēng)率常常會(huì)被大家所忽視，然而在實(shí)際工程中它卻尤為重要。密封性能的優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)效率，可以大大提高系統(tǒng)綜合性能。同時(shí)低漏風(fēng)率也是精準(zhǔn)控制壓差的保障。

對(duì)于凈化空調(diào)機(jī)組箱體持壓1500Pa，箱體漏風(fēng)率要求：

Ⅰ級(jí)（ISO-Class 5）≤1 %

Ⅱ/Ⅲ級(jí)（ISO-Class6 / 7）≤2 %

3.1.6? 高精度溫度濕度控制

MAU系統(tǒng)目標(biāo)區(qū)域?qū)囟葷穸鹊囊笠话愣急容^高的恒溫恒濕要求，而為了滿足這些工藝需求，會(huì)使用不同的功能段來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如：表冷、加濕、再冷、再熱段等，也就需要通過(guò)更加精密的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如使用更高精度比例積分控制替代傳統(tǒng)開關(guān)量控制方式對(duì)水量的控制。

3.1.7? 變頻控制

在MAU系統(tǒng)中選用空氣處理機(jī)組由于風(fēng)量大、壓頭高，能耗一般比較高，因此如果采用變頻風(fēng)機(jī)，根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際使用情況，在部分負(fù)荷時(shí)，風(fēng)機(jī)頻率下降，能耗也能大大降低，產(chǎn)生很好的節(jié)能效果。

3.1.8? 正負(fù)壓精準(zhǔn)控制

對(duì)于MAU不同控制區(qū)域有不同的壓力的控制，比如普通潔凈室、醫(yī)院普通病房，一般為設(shè)置正壓狀態(tài);而對(duì)于具有有毒、有害氣體等特殊區(qū)域，為了防止有害物質(zhì)外泄，所以這些區(qū)域必須作負(fù)壓控制。

3.1.9? 穩(wěn)定性/可靠度高

MAU空調(diào)箱的穩(wěn)定可靠運(yùn)行是整個(gè)系統(tǒng)工程優(yōu)良運(yùn)行不可或缺的部分，其生產(chǎn)、安裝、調(diào)試都必須嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定實(shí)施。

3.2? MAU機(jī)組節(jié)能：

3.2.1 冷卻除濕盤管（循環(huán)盤管）的節(jié)能應(yīng)用

在MAU系統(tǒng)中，由于能耗一直居高不下，可以采用循環(huán)回路式盤管，利用排出氣體能量，降低引入新風(fēng)的焓值。見循環(huán)盤管原理圖（圖3.1）及氣體走向圖（圖3.2）

同時(shí)，通過(guò)比較其他常用的轉(zhuǎn)輪式熱交換、板式熱交換等換熱形式的各種性能（表3.1），可以得出，在有凈化要求的MAU系統(tǒng)內(nèi)，循環(huán)回路式盤管換熱效率相對(duì)好，泄露率低，保證系統(tǒng)的安全性性高。

3.2.2? 二次回風(fēng)的應(yīng)用

MAU系統(tǒng)中也可利用部份回風(fēng)仍具高溫之特點(diǎn)來(lái)減少因減濕所需供應(yīng)之熱能，以達(dá)節(jié)能效果的方式。其中二次回風(fēng)氣流僅通過(guò)過(guò)濾器，不經(jīng)過(guò)熱交換器。常被用在風(fēng)量大、冷量小、系統(tǒng)溫差<3℃的場(chǎng)合，例如手術(shù)室、藥廠等。

3.2.3? 風(fēng)機(jī)節(jié)能

高能效的電機(jī)才能更多降低機(jī)組乃至系統(tǒng)的能耗，建議在MAU設(shè)備中選用3級(jí)能效電機(jī)

選用變頻風(fēng)機(jī)也是節(jié)能的重要措施之一。由變頻風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中頻率和輸入功率變化可知，在MAU設(shè)備中使用風(fēng)機(jī)變頻可以很大程度降低能耗，節(jié)能效率大約在25%～50%

另外一種節(jié)能手段風(fēng)機(jī)墻在MAU設(shè)備中的使用也有明顯節(jié)能效果。來(lái)自風(fēng)機(jī)定律中的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與耗能成三次方正比。為取得相同風(fēng)量下更有效的節(jié)能，將大風(fēng)機(jī)拆解成多臺(tái)小風(fēng)機(jī)，降低轉(zhuǎn)速，借此來(lái)降低能耗

不同風(fēng)機(jī)的MAU機(jī)組性能對(duì)比表展示了使用風(fēng)機(jī)墻后MAU機(jī)組性能的提升

3.2.3 減少漏風(fēng)量

設(shè)備的氣密性是MAU系統(tǒng)效率的基礎(chǔ)，也是節(jié)能的保障。密封性能的優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)效率，居筆者做工程統(tǒng)計(jì)，高密封性、低漏風(fēng)率的設(shè)備比普通空調(diào)設(shè)備節(jié)能至少30%以上，大大提高系統(tǒng)綜合性能。

4 MAU空調(diào)機(jī)組測(cè)試及常見錯(cuò)誤

4.1? MAU組合式空調(diào)機(jī)組常見測(cè)試項(xiàng)目

4.1.1? 盤管泄漏與耐壓性能：氣壓試驗(yàn)為設(shè)計(jì)壓力的1.2倍，水壓試驗(yàn)為設(shè)計(jì)壓力的1.5 倍。

4.1.2? 風(fēng)量/機(jī)外余壓/輸入功率測(cè)試/電機(jī)溫升：宜采用大風(fēng)量風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。

4.1.3 機(jī)組振動(dòng)測(cè)試：采用工廠實(shí)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)合。

4.1.4 機(jī)組漏風(fēng)測(cè)試：需負(fù)壓（持壓400Pa）及正壓（持壓700Pa）測(cè)試

Q=676.12×（△P）0.5——孔板直徑100mm

Q=2704.48×（△P）0.5——孔板直徑200mm

Q：漏風(fēng)量（CMH）;? ΔP：孔板前后壓力差（kPa）

4.1.5 水盤排水測(cè)試? ?（可在工廠測(cè)試，測(cè)量最大表冷盤管段的水盤排水量）。

4.1.6? 箱體變形量測(cè)試 （可在工廠測(cè)試，一般為抽測(cè)）。

4.1.7? 電氣安全測(cè)試? ?（一般為工廠內(nèi)測(cè)量測(cè)試）。

4.1.8? 機(jī)組噪聲測(cè)試。

4.2 總結(jié)施工安裝中常見幾點(diǎn)錯(cuò)誤

4.2.1? 冷凝水存水彎做法

實(shí)際工程中，有許多錯(cuò)誤的存水彎做法，導(dǎo)致整個(gè)管道積水乃至倒翻水現(xiàn)象（如圖4.1上），我們認(rèn)為正確的做法（如圖4.1下）

圖4.1 存水彎安裝

4.2.2? MAU機(jī)組表冷盤管無(wú)檔水板

由于MAU設(shè)備通常風(fēng)量大、風(fēng)速高，常常會(huì)伴隨飄水現(xiàn)象，如果表冷盤管前沒有擋水板，很可能會(huì)產(chǎn)生電加熱啟動(dòng)冷凝水蒸發(fā)，導(dǎo)致濕度精度不易控制，從而影響生產(chǎn)。因此，MAU機(jī)組特別是大風(fēng)量、高風(fēng)速的表冷盤管前需加裝擋水板。

4.2.3? MAU機(jī)組散流段安裝距離過(guò)短

根據(jù)我們實(shí)際工程發(fā)現(xiàn)散流段過(guò)短會(huì)導(dǎo)致壓損過(guò)大，例如北京某工地由于建設(shè)單位為節(jié)省成本而自行縮短的散流段，使散流段原設(shè)計(jì)壓損30Pa，實(shí)測(cè)達(dá)到272Pa，空調(diào)箱壓損增大達(dá)原來(lái)9倍，從而風(fēng)機(jī)壓頭嚴(yán)重短缺乃至風(fēng)量不夠。

4.2.4 風(fēng)機(jī)選型不當(dāng)

MAU空氣處理機(jī)組的送風(fēng)機(jī)一般選用機(jī)翼型的風(fēng)機(jī)，或者是無(wú)窩殼的風(fēng)機(jī)，其次再是后傾風(fēng)機(jī)，這樣才能有足夠高送風(fēng)壓頭。同時(shí)為了減少二次污染，還可用直聯(lián)式風(fēng)機(jī)形式。

4.2.5 直聯(lián)風(fēng)機(jī)軸承選用不當(dāng)

MAU機(jī)組直聯(lián)軸承選用不當(dāng)，會(huì)使風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，造成風(fēng)機(jī)噪音大，且風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期處于低頻狀態(tài)下運(yùn)行，性能降低。因此最好應(yīng)選用重載軸承連接電機(jī)

4.2.6 表冷盤管進(jìn)出水管間距過(guò)小

導(dǎo)致安裝鏈接管道難以焊接法蘭、保溫困難，工程難度增加。

4.2.7 盤管匯總管銅管太小支撐力不夠

導(dǎo)致運(yùn)輸過(guò)程中彎曲/歪斜?？梢员P管匯總管上下與盤管端板間焊接2根鈑金件，加強(qiáng)盤管匯總管支撐力。

4.2.8 風(fēng)機(jī)電機(jī)機(jī)組底盤結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠

導(dǎo)致MAU空調(diào)箱震動(dòng)過(guò)大。需要加配重塊改善底盤強(qiáng)度。

4.2.9 檢修門的朝向

正壓段必須配置檢修門，不能使用檢修蓋板。檢修門在正壓段必須內(nèi)開，在負(fù)壓段必須外開。

4.2.10 選用不合適的專用硅膠

在日常工程中，常有MAU設(shè)備使用工業(yè)硅膠來(lái)密封箱體的做法，這樣常產(chǎn)生脫膠、密封性不高現(xiàn)象，會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)氣密性低，漏風(fēng)率增高。

建議MAU潔凈空調(diào)機(jī)組所有接合處均貼附特殊背膠及Sika221（潔凈室）專用硅膠填縫（silicon），RT108（FDA認(rèn)證），以達(dá)到并可保持氣密性極佳的箱體構(gòu)造，符合節(jié)凈室空調(diào)要求。

4.2.11 現(xiàn)場(chǎng)安全

制定設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試安全管理，防止觸電，防止高空墜落，防止物體打擊，防止機(jī)械傷害，制止習(xí)慣性違章操作，認(rèn)真貫徹在環(huán)境、職業(yè)健康安全方面的方針

5 結(jié)論與展望

伴隨人們生活水平的提高，MAU全新風(fēng)凈化空調(diào)系統(tǒng)也將被越來(lái)越多的應(yīng)用到更多的生產(chǎn)生活領(lǐng)域，要求設(shè)計(jì)和安裝人員更加精準(zhǔn)了解其系統(tǒng)特征，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，嚴(yán)格遵守規(guī)范及工藝要求設(shè)計(jì)施工安裝，同時(shí)，噪音、風(fēng)量平衡、節(jié)能優(yōu)化等問(wèn)題也需要我們加強(qiáng)關(guān)注及研究，才能使MAU系統(tǒng)真正意義上達(dá)到安全、可行、效果好、可靠度高的目的。

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