1、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備組成為了使?jié)崈羰覂?nèi)保持所需要的溫度濕度、風(fēng)速、壓力和潔凈度等參數(shù)，最常用的方法是向室內(nèi)不斷的送入一定量經(jīng)過(guò)處理的空氣，以消除潔凈室內(nèi)各種熱濕干擾和塵埃污染。為獲得送入潔凈室具有一定狀態(tài)的空氣，就需要一整套對(duì)空氣進(jìn)行處理，并不斷送入室內(nèi)，又不斷從室內(nèi)排出一部分來(lái)，這一整套設(shè)備就構(gòu)成了空調(diào)系統(tǒng)。空調(diào)系統(tǒng)基本由下列設(shè)備構(gòu)成：1.空氣處理設(shè)備：是對(duì)空氣進(jìn)行加熱或冷卻、加濕或去濕以及凈化處理功能的設(shè)備，主要包括組合式空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管、空氣熱回收裝置、變風(fēng)量末端裝置、單元式空調(diào)機(jī)等。1.空調(diào)冷源及熱源：常用的熱源一般包括熱水、蒸汽鍋爐、電鍋爐、熱泵機(jī)組、電加熱器

2、串聯(lián)等。目前常用的冷源設(shè)備包括電動(dòng)壓縮式和溴化鋰吸收式制冷機(jī)組兩大類。1.空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)：由風(fēng)機(jī)和風(fēng)管系統(tǒng)組成。1.1 空調(diào)系統(tǒng)工作原理1.1.1空調(diào)機(jī)組的類型及結(jié)構(gòu)原理1）新風(fēng)系統(tǒng)（又稱直流系統(tǒng)）:例如：K16-K18空調(diào)全部采用室外新鮮空氣（新風(fēng)）的系統(tǒng)：該系統(tǒng)所處理的空氣全部來(lái)自室外，新風(fēng)經(jīng)處理后送入室內(nèi)，消除室內(nèi)的冷、熱負(fù)荷后，再排到室。該系統(tǒng)方式冷、熱量消耗量最大，工程投資和運(yùn)行費(fèi)用較高，當(dāng)潔凈室內(nèi)散發(fā)大量的有害氣體，而局部排風(fēng)不能解決時(shí)，采用該方式。在玻璃基板生產(chǎn)環(huán)境控制中，xx熔化工序現(xiàn)場(chǎng)即采用直流式。1）再循環(huán)式系統(tǒng)（又稱封閉式系統(tǒng)）例如:K10K11空調(diào)再循環(huán)式系統(tǒng)：該系統(tǒng)所處理

3、的空氣全部來(lái)自空調(diào)房間本身，循環(huán)往復(fù)。室內(nèi)空氣經(jīng)處理后，再送回室內(nèi)消除室內(nèi)的冷、熱負(fù)荷。當(dāng)潔凈室內(nèi)無(wú)人長(zhǎng)期逗留，僅僅為存放或?yàn)楸ＷC精密儀器正常運(yùn)行，或一些無(wú)需從外界獲得新鮮空氣的特殊場(chǎng)合，可以采用封閉系統(tǒng)。封閉式系統(tǒng)沒有室外新風(fēng)，系統(tǒng)消耗冷、熱量最小，但衛(wèi)生條件最差。用于倉(cāng)庫(kù)及及環(huán)境有特殊要求且人員不經(jīng)常出入的密封場(chǎng)所。1）回風(fēng)式系統(tǒng)（又稱混合式系統(tǒng)）例如：K11-K15空調(diào)回風(fēng)式系統(tǒng):該系統(tǒng)不僅吸取一部分室外新風(fēng)，而且還利用一部分回風(fēng)，根據(jù)回風(fēng)形式，有一次回風(fēng)系統(tǒng)和二次回風(fēng)系統(tǒng)。新風(fēng)與回風(fēng)混合并經(jīng)處理后，送入室內(nèi)消除室內(nèi)的冷、熱負(fù)荷。這種系統(tǒng)既能滿足衛(wèi)生要求，又經(jīng)濟(jì)合理，應(yīng)用最為廣泛。4）空

4、調(diào)水系統(tǒng)：由冷凍水、冷凝水、冷卻水系統(tǒng)的管道，軟連接、各類閥部件（閥門、電動(dòng)閥門、安全閥、過(guò)濾器、補(bǔ)償器等），儀表儀器等組成。5）控制、調(diào)節(jié)裝置：包括壓力傳感器、溫濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、流量傳感器、執(zhí)行器等。以K11-15潔凈空調(diào)機(jī)組為例，此空調(diào)為xx恒溫恒濕間所用空調(diào)共分九段，第一段是混合段，包括回風(fēng)口、新風(fēng)口、新風(fēng)口一次表冷器和新風(fēng)口初效過(guò)濾，第二段是加熱段，第三段是表冷段，第四段是風(fēng)機(jī)段，第五段是均流段，第六段是消聲段，第七段是是中效過(guò)濾段，第八段是加濕段，第九段是出風(fēng)段。其基本示意圖1-1所示：由于工藝要求不一樣，所以每個(gè)區(qū)域所用的空調(diào)結(jié)構(gòu)就有些差異，例如:K16-K18空調(diào)缺少

5、混合段，只有新風(fēng)段，而且沒有加濕段。在加熱段、表冷段和加濕段中易產(chǎn)生冷凝水故在這三段中都裝配有水盤進(jìn)行排水。中效過(guò)濾段：通常用無(wú)紡布的袋式過(guò)濾器。初效過(guò)濾段：有板式過(guò)濾器（多層金屬網(wǎng)、合成纖維或玻璃纖維）和無(wú)紡布的袋式過(guò)濾器。袋式過(guò)濾器的過(guò)濾段長(zhǎng)度比板式的長(zhǎng)。為便于定期對(duì)過(guò)濾器更換、清洗，有的可把過(guò)濾器從側(cè)部抽出，有的在過(guò)濾段的上游功能段（如混合段）設(shè)檢修門。一部和二部都是采用無(wú)紡布板式過(guò)濾器，初效過(guò)濾器和中效過(guò)濾器功能都是對(duì)空氣的灰塵進(jìn)行過(guò)濾。表冷器功能是用于空氣冷卻去濕處理，通常裝有銅管套鋁翅片的盤管。有4排、6排、8排管的冷卻盤管可供用戶選擇。表冷器迎面風(fēng)速一般不大1.5m/s。當(dāng)迎面風(fēng)

6、速>1.5m/s時(shí)，一般在表冷段的出風(fēng)側(cè)設(shè)有擋水板，以防止氣流中夾帶水滴。為便于對(duì)表冷器進(jìn)行維護(hù)，有的可把表冷器從側(cè)部抽出，有的則在表冷段的上游功能段設(shè)檢修門。加濕段是蒸汽加濕器，在空氣中直接噴蒸汽，這是一個(gè)近似等溫加濕過(guò)程，由噴管、套管、擋板、分離室、干燥室、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥、消聲腔、疏水器等組成。如圖1-1所示：疏水器圖3.2蒸汽加濕器潔凈空調(diào)系統(tǒng)一般分為三大類：1.集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)：在系統(tǒng)內(nèi)單個(gè)或多個(gè)潔凈室所需的凈化空調(diào)設(shè)備都集中在機(jī)房?jī)?nèi)，用送風(fēng)管道將潔凈空氣配給各個(gè)潔凈室。1.分散式潔凈空調(diào)系統(tǒng)：在系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)潔凈室單獨(dú)設(shè)置凈化設(shè)備和凈化空調(diào)設(shè)備。1.半集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)：在這種系統(tǒng)中

7、，既有集中的凈化空調(diào)機(jī)房，又有分散在各潔凈室內(nèi)的空氣處理設(shè)備。是一種集中處理和局部處理相結(jié)合的形式。集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)：1.在機(jī)房?jī)?nèi)對(duì)空氣集中處理，進(jìn)而送進(jìn)各個(gè)潔凈室。1.由于設(shè)備集中于機(jī)房，對(duì)噪音和振動(dòng)較容易處理。1.一個(gè)系統(tǒng)控制多個(gè)潔凈室，要求各潔凈室同時(shí)使用系數(shù)高。4.集中處理后的潔凈空氣送入各潔凈室，以不同的換氣次數(shù)和氣流形式來(lái)實(shí)現(xiàn)各潔凈室內(nèi)不同的潔凈度。集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)適用于工藝生產(chǎn)連續(xù)、潔凈室面積較大、位置集中，噪音和振動(dòng)控制要求嚴(yán)格的潔凈廠房。平板顯示玻璃基板的生產(chǎn)環(huán)境主要采用集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)控制。K1和KI空調(diào)送風(fēng)區(qū)域是一層1#和1#前配電室，K1空調(diào)送風(fēng)區(qū)域是一層半成

8、品存放區(qū)，K4空調(diào)送風(fēng)區(qū)域是一層潔凈服清洗室，X4-X6送風(fēng)區(qū)域分別是北、中、南線半包區(qū)，X7-X9送風(fēng)區(qū)域分別是北、中、南線熱切區(qū)，K11和K11送風(fēng)區(qū)域是1#和1#前配電UPS室，K11和K14送風(fēng)區(qū)域是xx外圍環(huán)境，K15送風(fēng)區(qū)域是xxxx控制室，K16送風(fēng)區(qū)域是四層xx變壓器室，K17-K19送風(fēng)區(qū)域分別是四層北、中、南線xx直接加熱變壓器室，K10-K11送風(fēng)區(qū)域分別是北、中、南線xx區(qū)，K11-K15送風(fēng)區(qū)域分別是北、中、南線xx恒溫恒濕間，K16-K18送風(fēng)區(qū)域分別是北、中、南線窯爐現(xiàn)場(chǎng)。1.1.1空調(diào)機(jī)組的工作原理及控制方式空調(diào)機(jī)組工作原理是以冷水或熱水（蒸汽）作為冷、熱源，以

9、功能段為組合單元，由風(fēng)機(jī)導(dǎo)流室內(nèi)空氣，從而完成空氣的輸送、混合、加熱、冷卻、加濕、消聲和空氣潔凈等處理功能，以達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣質(zhì)量的目的。對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)車間環(huán)境的控制，各區(qū)域控制空調(diào)采用單獨(dú)的西門子100系統(tǒng)進(jìn)行控制，同時(shí)通過(guò)鋪設(shè)網(wǎng)線構(gòu)建局域網(wǎng)，并在控制室內(nèi)增加監(jiān)控電腦終端，設(shè)置操作權(quán)限，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各空調(diào)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。在開始建立環(huán)境系統(tǒng)時(shí)，通過(guò)該終端集中控制各空調(diào)參數(shù)調(diào)整，同時(shí)配合排風(fēng)機(jī)等設(shè)備滿足各區(qū)域?qū)囟?、濕度及壓差等控制參?shù)的要求。目前各區(qū)域的關(guān)鍵控制參數(shù)有溫度、濕度及壓差等。以下將單獨(dú)對(duì)各參數(shù)控制簡(jiǎn)要分析:1）溫度控制對(duì)于液晶玻璃基板生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，溫度是生產(chǎn)過(guò)程中最重要的參考數(shù)據(jù)。生產(chǎn)環(huán)境

10、溫度的波動(dòng)將會(huì)嚴(yán)重影響到產(chǎn)品品質(zhì)。尤其是現(xiàn)在精密熱電偶等的使用，使溫度的顯示精度大幅提升，外界環(huán)境稍有波動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致熱電偶溫度異常，進(jìn)而影響到產(chǎn)品品質(zhì)。各區(qū)通過(guò)溫度傳感器采集現(xiàn)象的溫度信號(hào)傳輸給PLC，經(jīng)運(yùn)算處理后控制表冷閥及加熱閥的開度開實(shí)現(xiàn)溫度的控制。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度的反饋信號(hào)，通過(guò)PID參數(shù)控制各閥門執(zhí)行器的反應(yīng)速度，最終實(shí)現(xiàn)控制溫度的目的。在動(dòng)力介質(zhì)冷凍水、熱水等介質(zhì)穩(wěn)定的情況下，通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)表冷閥及加熱閥的開度，能有效的對(duì)外界風(fēng)量進(jìn)行降溫、加熱等處理，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)車間環(huán)境穩(wěn)定受控。對(duì)于空間較大的區(qū)域，可增加多個(gè)溫度傳感器，采用各溫度平均值作為控制溫度，可進(jìn)一步提升生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)溫度的穩(wěn)定性。

11、另外在空調(diào)溫度控制方法上，可分為夏季、冬季兩種模式，在保證溫度穩(wěn)定的同時(shí)，可有效的減小機(jī)組選型，降低動(dòng)能損耗，盡可能的實(shí)現(xiàn)利益最大化。目前各區(qū)溫度能夠控制在±1°C，個(gè)別關(guān)鍵區(qū)域如熱電偶變送柜柜內(nèi)溫度可穩(wěn)定在土0.1°C。1）壓差控制壓差控制在凈化空調(diào)系統(tǒng)中是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。只有通過(guò)對(duì)凈化區(qū)域的壓差進(jìn)行控制，保證合理的氣流組織，才能達(dá)到凈化和工藝的要求。對(duì)于壓差控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其所達(dá)到的結(jié)果實(shí)際上就是對(duì)送入和排出的空氣的控制，通過(guò)對(duì)送風(fēng)量和排風(fēng)量的控制，實(shí)現(xiàn)送風(fēng)量、排風(fēng)量和壓差風(fēng)量的平衡，最終達(dá)到所期望的壓差。對(duì)我們公司來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的定量控制送風(fēng)量或排風(fēng)量等的單一

12、控制模式遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到生產(chǎn)的需求?，F(xiàn)用空調(diào)均采用變頻電機(jī)，通過(guò)西門子100控制系統(tǒng)，在變頻器帶動(dòng)下，以需要壓差值為控制變量，通過(guò)自動(dòng)調(diào)整電機(jī)頻率或風(fēng)閥開度，改變送風(fēng)量，最終實(shí)現(xiàn)壓差的穩(wěn)定。同時(shí)，該控制方式也可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)手動(dòng)控制，壓差系統(tǒng)的建立以靜壓箱，確定基準(zhǔn)壓力，然后通過(guò)壓差變送器，以靜壓箱壓力為基準(zhǔn)，測(cè)量出各區(qū)域間的相對(duì)壓力，這就是我們通常所說(shuō)的壓差。然后以這些壓差為控制變量，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域壓差的控制。目前，常用的壓差控制方式有： 送風(fēng)機(jī)頻率控制：通過(guò)自動(dòng)調(diào)整送風(fēng)機(jī)頻率開實(shí)現(xiàn)壓差的穩(wěn)定。該控制方式在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)通過(guò)調(diào)整送風(fēng)量大小來(lái)實(shí)現(xiàn)； 排風(fēng)機(jī)頻率控制：送風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)頻率固定，即送風(fēng)量基本不

13、同，通過(guò)自動(dòng)調(diào)整送風(fēng)機(jī)頻率開實(shí)現(xiàn)壓差的穩(wěn)定。該控制方式在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)通過(guò)調(diào)整排風(fēng)量大小來(lái)實(shí)現(xiàn)； 閥開度控制：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)壓差，通過(guò)自動(dòng)調(diào)整新風(fēng)閥、排風(fēng)閥等閥門開度，改變風(fēng)量大小，實(shí)現(xiàn)壓差控制。在正常生產(chǎn)中，根據(jù)不同區(qū)域?qū)翰畹囊?，采用不同的控制方式，必要時(shí)會(huì)同時(shí)使用。通過(guò)各種控制方式相互配合，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)環(huán)境系統(tǒng)壓差穩(wěn)定。詳細(xì)控制方式已經(jīng)在第二章做了闡述。目前各區(qū)壓差都穩(wěn)定在土5Pa，個(gè)別關(guān)鍵區(qū)域XX區(qū)壓差、熱切對(duì)XX區(qū)壓差則基本保證在±1Pa。1）濕度控制濕度控制在液晶玻璃基板生產(chǎn)行業(yè)中的也有著舉足輕重的作用。在XX、及熱切、檢驗(yàn)包裝等區(qū)域，濕度對(duì)于流量的控制及現(xiàn)場(chǎng)顆粒度等的影

14、響都具有決定的作用。若濕度波動(dòng)時(shí)對(duì)于恒溫恒濕間微環(huán)境的控制、半包包裝品質(zhì)等都會(huì)造成嚴(yán)重的影響。6.1.1.1濕度的控制原理及方法濕度控制是指通過(guò)空調(diào)控制系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)濕度對(duì)新風(fēng)或回風(fēng)等進(jìn)行降溫除濕或蒸汽加濕的處理之后送入車間，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)濕度穩(wěn)定可控?？照{(diào)濕度控制按照其控制方式來(lái)分，一是控制絕對(duì)濕度，即露點(diǎn)溫度，二為控制相對(duì)濕度。進(jìn)行絕對(duì)濕度即露點(diǎn)溫度控制時(shí)，我們?cè)谥揽刂颇繕?biāo)的溫度和濕度后，就可以得知目標(biāo)露點(diǎn)溫度。影響濕度的主要因素為新風(fēng)。因此通過(guò)對(duì)新風(fēng)或回風(fēng)空氣進(jìn)行降溫除濕后，再由加濕閥加濕至目標(biāo)濕度。進(jìn)行相對(duì)濕度控制時(shí)，由于對(duì)空氣的處理是以溫度和濕度來(lái)衡量，相對(duì)濕度是溫度和絕對(duì)含濕量的復(fù)合函

15、數(shù)。在相同的絕對(duì)濕度下，溫度的變化將導(dǎo)致相對(duì)濕度的波動(dòng)。在控制方面，溫度與相對(duì)濕度是兩個(gè)單獨(dú)的控制變量。溫度波動(dòng)將導(dǎo)致相對(duì)濕度偏離目標(biāo)值。此時(shí)通過(guò)自動(dòng)控制加濕閥開度來(lái)實(shí)現(xiàn)相對(duì)濕度的穩(wěn)定。1.1 空調(diào)系統(tǒng)不足及優(yōu)化改進(jìn)方向目前空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行基本穩(wěn)定受控，但仍存在較多問(wèn)題：當(dāng)外界出現(xiàn)大風(fēng)、降雨等強(qiáng)對(duì)流天氣時(shí)各區(qū)壓差會(huì)出現(xiàn)明顯波動(dòng)，關(guān)鍵區(qū)域如C4區(qū)溫度等會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)及生產(chǎn)的穩(wěn)定性；由于空調(diào)控制能力有限，當(dāng)晝夜溫差較大時(shí)，新風(fēng)空調(diào)區(qū)域內(nèi)溫度會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，給生產(chǎn)穩(wěn)定造成一定的影響；設(shè)備14h不停機(jī)運(yùn)行，造成空調(diào)設(shè)備保養(yǎng)存在一定難度，一旦關(guān)鍵區(qū)域空調(diào)出現(xiàn)異常，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)造成很大影響，尤其是xx區(qū)空調(diào)尤為重要，在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行情況下設(shè)備保養(yǎng)難度較大等。在外界環(huán)境劇烈變化時(shí)，針對(duì)受影響較大的新風(fēng)空調(diào)，必要時(shí)可切為手動(dòng)模式，避免因壓差波動(dòng)較大引起其他工藝參數(shù)的改變，此外平時(shí)要加強(qiáng)各區(qū)域點(diǎn)檢，保證各區(qū)密封情況良好，靜壓箱存放處環(huán)境穩(wěn)定，盡可能的減小外界環(huán)境變化對(duì)空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響；針對(duì)個(gè)