一、單向流、非單向流潔凈室合用一個(gè)系統(tǒng)的弊端
下圖所示為百級、千級合用一個(gè)系統(tǒng)的示意圖：

由圖可以看出，百級潔凈室與千級潔凈室合用一個(gè)系統(tǒng)即共用一個(gè)組合式空調(diào)機(jī)組，采用同一個(gè)送風(fēng)參數(shù)送風(fēng)。通常，百級潔凈室的送風(fēng)量比千級潔凈室的送風(fēng)量大很多，根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算可知：在百級與千級潔凈室冷負(fù)荷相差不太大的情況下(大多數(shù)情況下冷、熱負(fù)荷相差都不大)，因系統(tǒng)采用同一送風(fēng)參數(shù)，送風(fēng)焓差不變(即送風(fēng)溫差不變)，送風(fēng)量越大，在夏季送風(fēng)帶走的熱量就越多。所以送風(fēng)量大的百級潔凈室在夏季會(huì)出現(xiàn)過冷現(xiàn)象；以此類推，送風(fēng)量大的百級潔凈室在冬季會(huì)出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。為了避免上述過冷、過熱的現(xiàn)象出現(xiàn)，采用下圖所示系統(tǒng)。即百級潔凈室的熱濕負(fù)荷由集中空調(diào)機(jī)組承擔(dān)，潔凈度由循環(huán)機(jī)組與集中空調(diào)機(jī)組共同承擔(dān)，如果百級潔凈室的熱濕負(fù)荷較小，也可由新風(fēng)機(jī)組承擔(dān)其負(fù)荷，系統(tǒng)更為簡單。

二、設(shè)計(jì)實(shí)例

由圖可知，該實(shí)驗(yàn)室有一小部分區(qū)域要求百級潔凈度，而其余部分要求千級潔凈度。綜合考慮該實(shí)驗(yàn)室所在樓層的機(jī)房面積級實(shí)驗(yàn)室的要求，如果把百級和千級、萬級分設(shè)成兩個(gè)系統(tǒng)，百級潔凈室的送回風(fēng)管道尺寸較大，布置在走廊吊頂夾層很困難，穿越剪力墻又不合適，管理起來也不太方便。如果把這兩個(gè)不同級別的潔凈室合用一個(gè)系統(tǒng)，則便于管理但百級潔凈室存在過冷過共問題。在此情況下，就需要采用技術(shù)措施來解決這一問題。下面就夏季工況給出一舉兩得的設(shè)計(jì)方法。根據(jù)送風(fēng)量計(jì)算公式可得：
百級潔凈室：面積5.7x4.4m2=25.08m2
送風(fēng)量25.08x0.35x3600m3/h=31600m3/h
千級潔凈室：面積8.8x5.3m2=46.6m2
送風(fēng)量46.6x2.6x60m3/h=7270m3/h
萬級潔凈室：面積2.3x1.8m2=4.1m2
送風(fēng)量4.1x2.6x25m3/h=267m3/h
非單向流總送風(fēng)量(7270+267)m3/h=7537m3/h
由負(fù)荷計(jì)算得：
百級潔凈室冷負(fù)荷3800W
干級、萬級潔凈室冷負(fù)荷7600W
潔凈實(shí)驗(yàn)室總冷負(fù)荷為(3800+7600)W=11400W
百級潔凈室冷負(fù)荷占總冷負(fù)荷的比例(3800÷11400)x100%=33.3%
千級、萬級潔凈室冷負(fù)荷占總冷負(fù)荷的比例(7600÷11400)x100%=66.7%
潔凈實(shí)驗(yàn)室用一臺(tái)組合式凈化空調(diào)機(jī)組送風(fēng)(即合用一套凈化空調(diào)系統(tǒng))，送風(fēng)參數(shù)相同，只有把百級和千級(包含萬級，以下同)的送風(fēng)量按上述負(fù)荷比例分配方可滿足其溫度要求。
千級、萬級潔凈室送風(fēng)量7537m3/h
故應(yīng)選7537m3/h÷66.7%=11300m3/h的組合式凈化空調(diào)機(jī)組即可滿足百級與千級潔凈室消除余熱余濕的要求?？紤]系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù)及風(fēng)量余量，選用額定風(fēng)量為12000m3/h、額定冷量15kW的組合式凈化空調(diào)機(jī)組。這樣，送給百級潔凈室的風(fēng)量應(yīng)為12000m3/hx33.3%=3996m3/h方可滿足消除余熱余濕的要求。
但由滿足潔凈度要求計(jì)算出的送風(fēng)量為31600m3/h，對于百級潔凈室，送入3996m3/h風(fēng)量不能滿足潔凈度的要求，怎么辦呢？處理方法就是采用循環(huán)機(jī)組來使百級潔凈室的送風(fēng)量達(dá)到31600m3h。
循環(huán)機(jī)組風(fēng)量31600m3/h-3996m3/h=27604m3/h，如此大風(fēng)量的循環(huán)機(jī)組不可能吊掛于吊頂夾層內(nèi)，也不可能安裝于機(jī)房(否則，無風(fēng)管安裝空間)。通常的做法是把大循環(huán)機(jī)組分成幾臺(tái)小循環(huán)機(jī)組吊掛于吊頂夾層內(nèi)，如果條件允許，小循環(huán)機(jī)組也可用FFU代替。
FFU作為送風(fēng)循環(huán)機(jī)組示意圖：

中效機(jī)組作為送風(fēng)循環(huán)機(jī)組示意圖：

三、FFU作為送風(fēng)循環(huán)機(jī)組的特點(diǎn)
FFU即風(fēng)機(jī)過濾器單元，其頂部進(jìn)風(fēng)口有裝粗效過濾器的，也有不裝粗效過濾器的。有裝設(shè)送風(fēng)管接口的，也有不裝設(shè)的。不裝粗效過濾器的FFU外形尺寸的厚度比裝粗效過濾器的厚度小、阻力小。所以，其風(fēng)機(jī)壓頭低、噪聲低、功耗小。上圖為不接送風(fēng)支管的自循環(huán)式FFU，通過夾道回風(fēng)。若FFU進(jìn)風(fēng)口無粗效過濾器，應(yīng)在潔凈室的回風(fēng)口處裝粗效過濾布進(jìn)行保護(hù)，盡管加一層粗效無紡布保護(hù)，在循環(huán)回路上也只有兩級過濾即粗效、高效，若新風(fēng)機(jī)組未設(shè)高中效或亞高效級的過濾器，F(xiàn)FU的壽命將縮短。
百級潔凈室送風(fēng)量由循環(huán)機(jī)組FFU保證，即系統(tǒng)組合式空調(diào)機(jī)組送風(fēng)量的一部分(3996m3/h)送到吊頂夾層內(nèi)，與回風(fēng)混合后經(jīng)FFU送入潔凈室，消除潔凈室的余熱余濕。吊頂夾層內(nèi)被FFU的風(fēng)機(jī)抽吸成負(fù)壓，這就降低了安裝工程的技術(shù)難度，即使FFU與支撐框架間的微小縫隙密封不嚴(yán)，在運(yùn)行工況下，吊頂夾層內(nèi)的污染物也不會(huì)滲入潔凈室內(nèi)。但凈化系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，這種污染不可避免。這就增加了系統(tǒng)啟動(dòng)前的自凈時(shí)間。這種系統(tǒng)形式，對吊頂夾層內(nèi)的壁面裝飾也應(yīng)嚴(yán)格要求，應(yīng)采用滿足潔凈室裝修要求的材料進(jìn)行裝飾。特別是對未裝設(shè)粗效過濾器的FFU機(jī)組，更應(yīng)嚴(yán)格。否則，吊頂夾層的污染會(huì)加速FFU內(nèi)高效過濾器的污染、堵塞速度。對該夾層內(nèi)的電纜橋架、通信管線、工藝管線均應(yīng)嚴(yán)格要求，做到不產(chǎn)塵、不宜積塵，不散發(fā)有害氣體。
該方案可通過中央控制系統(tǒng)逐臺(tái)控制FFU，如果在某些時(shí)段潔凈室不需要100級時(shí)可停止部分或全部FFU，這種運(yùn)行方式節(jié)能潛力很大。FFU單臺(tái)噪聲不太大，但當(dāng)聯(lián)片安裝時(shí)疊加噪聲較大。盡管可把吊頂夾層和回風(fēng)夾道做成消聲箱來減弱噪聲，但FFU的風(fēng)機(jī)噪聲距潔凈室只隔一層高效過濾器，進(jìn)入潔凈室的噪聲很難處理，加之FFU直接安裝在吊頂框架上，其振動(dòng)會(huì)影響該實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)，故本設(shè)計(jì)不采用此方案。
FFU的另一種應(yīng)用是在進(jìn)風(fēng)口處裝有風(fēng)管接口，在這種系統(tǒng)形式中，F(xiàn)FU中的風(fēng)機(jī)起接力風(fēng)機(jī)的作用，其全壓比不帶風(fēng)管接口的要小，只要能克服高效過濾器阻力即可。這樣，也可使空氣處理機(jī)組的余壓減小，降低系統(tǒng)噪聲，對吊頂夾層內(nèi)的裝飾要求可降低。但這種系統(tǒng)大的缺點(diǎn)就是風(fēng)管尺寸大，占用較大的建筑空間。FFU靈活布置的*性也不能體現(xiàn)，這種系統(tǒng)實(shí)際上是把FFU當(dāng)作一般送風(fēng)口來使用。優(yōu)點(diǎn)是能保證每個(gè)FFU出風(fēng)均勻，也能使空氣處理機(jī)組的余壓降低，從而使機(jī)組噪聲降低。但FFU產(chǎn)生的噪聲抵消了上述噪聲的降低，且FFU產(chǎn)生的噪聲位于送風(fēng)末端，增加了降噪消聲的困難?？傊谶@種系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)起的作用是弊大于利，故在該系統(tǒng)中也不采用。也可在回風(fēng)夾道中設(shè)置冷卻干盤管來消除潔凈室的余熱，把新風(fēng)送入吊頂夾層與經(jīng)干盤管處理過的回風(fēng)混合后通過FFU送入潔凈室，這種方案的風(fēng)管系統(tǒng)更為簡單。由于FFU的噪聲、振動(dòng)不好處理，在本設(shè)計(jì)中也不采用。
四、中效機(jī)組作為送風(fēng)循環(huán)機(jī)組的特點(diǎn)
中效機(jī)組即裝有中效過濾器的送風(fēng)機(jī)組，吊掛在吊頂夾層，機(jī)組出風(fēng)口與送風(fēng)天花的靜壓箱相連，而進(jìn)風(fēng)口與回風(fēng)夾道頂部相連形成自循環(huán)系統(tǒng)。為什么循環(huán)機(jī)組采用中效過濾器，是因?yàn)槿舨捎么中н^濾器，雖然可降低風(fēng)機(jī)壓頭減少噪聲的產(chǎn)生，但用粗效過濾器來保護(hù)末端的高效過濾器不太科學(xué)，這樣做會(huì)降低高效過濾器的壽命。若采用亞高效或更高級別的過濾器，對末端高效過濾器的保護(hù)非常有效，但必然需要增加風(fēng)機(jī)的壓頭，這樣做產(chǎn)生的噪聲很難處理。所以，在實(shí)際設(shè)計(jì)選型時(shí)，經(jīng)常采用中效循環(huán)機(jī)組。中效循環(huán)機(jī)組的作用與上述FFU的作用相近，但消聲、減振效果要優(yōu)于上述的FFU。所以，在該潔凈室工程中采用中效循環(huán)機(jī)組。該方案的優(yōu)點(diǎn)是：中效過濾器加回風(fēng)口粗效過濾層共同保護(hù)送風(fēng)末端的高效過濾器，使高效過濾器的壽命得以延長；中效循環(huán)機(jī)組可配置低噪聲風(fēng)機(jī)，而風(fēng)機(jī)又由機(jī)組箱體包圍，噪聲得到有效隔離；噪聲通過機(jī)組送風(fēng)管衰減后進(jìn)入送風(fēng)天花的靜壓箱，可由靜壓箱內(nèi)的消聲裝置進(jìn)一步減弱，所以消聲效果較好。其缺點(diǎn)是要求較大的吊頂夾層空間。本方案采用8臺(tái)中效循環(huán)機(jī)組，每臺(tái)風(fēng)量為27604m3/h÷8=3451m3/h，取3500m3/h.之所以選8臺(tái)機(jī)組(單臺(tái)風(fēng)量3500m3/h/)是綜合考慮了送入靜壓箱風(fēng)量的均衡性及吊掛機(jī)組的體積與重量，機(jī)組太大、太重不適于吊掛且占用吊頂夾層空間較大。這方面需平時(shí)積累施工經(jīng)驗(yàn)，了解不同風(fēng)機(jī)及機(jī)組的性能、體積與重量。下圖為該潔凈室送風(fēng)管平面圖。

五、百級送風(fēng)天花的設(shè)計(jì)
百級送風(fēng)天花即滿布高效過濾器的送風(fēng)頂棚，有多種形式，本設(shè)計(jì)采用液槽密封形式的送風(fēng)天花。目前，液槽密封結(jié)構(gòu)有兩種形式。其一，高效過濾器上裝，即帶液槽的高效過濾器從上部裝入與之配套的框架刀口上，依靠高效過濾器邊框液槽內(nèi)的密封膠與框架刀口來實(shí)施對氣流的密封。這種結(jié)構(gòu)需要的靜壓箱高度較大，否則，高效過濾器調(diào)轉(zhuǎn)不開。雖然高效過濾器在刀口框架上方，但并非在吊頂夾層內(nèi)安裝，而是在潔凈室內(nèi)把高效過濾器穿過框架口伸入靜壓箱后再轉(zhuǎn)向放于框架的刀口上。所以，如果夾層空間小，高效過濾器轉(zhuǎn)不開。其二，高效過濾器下裝，即高效過濾器帶液槽的邊在下方，帶刀口的框架位于液槽的上方，與前一種情況正好相反，框架的刀口向下，把高效過濾器伸入靜壓箱內(nèi)，液槽邊在刀口正下方，用壓件托住高效過濾器，使其邊框液槽與刀口接觸來密封空氣，高效過濾器的重量由4個(gè)壓件承擔(dān)。
帶刀口的框架常用的材質(zhì)有鋁合金型材、不銹鋼型材。鋁型材運(yùn)輸、安裝比較方便，可工廠化制作現(xiàn)場組裝。但在連接縫處需靠密封膠密封，組裝后鉚釘外露，不太美觀。不銹鋼型材采用氬弧焊焊接，比鋁型材的插件鉚接密封性好。但如果在施工現(xiàn)場焊接，質(zhì)量不好保證。如果送風(fēng)天花面積小，可工廠化制作，現(xiàn)場安裝，這樣質(zhì)量可得到保證。如果送風(fēng)天花面積大，工廠化制作后的成品運(yùn)輸又有困難。在本設(shè)計(jì)中綜合上述優(yōu)缺點(diǎn)，采用不銹鋼型材工廠化制作。由于送風(fēng)天花的面積較大，考慮到運(yùn)輸?shù)囊蛩?，把送風(fēng)天花分割成三部分(即用25mm厚的彩鋼夾芯板將靜壓箱分割成三等分)。每部分安裝一整片刀口框架，把每一片框架分割成15個(gè)高效過濾器單元。這樣做比采用一個(gè)大的靜壓箱均壓效果好，但整個(gè)送風(fēng)面的盲區(qū)有所增大，不過，經(jīng)驗(yàn)算滿布比能滿足垂直單向流的要求。盡管如此，在本設(shè)計(jì)中采用了高效過濾器下部裝設(shè)阻尼孔板來消除送風(fēng)面盲區(qū)的影響，以保證百級單向流氣流組織。