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MAU+DC+FFU空调系统分析

MAU+DC+FFU空调系统分析

一、MAU+DC+FFU系统简介
MAU+DC+FFU空调系统主要用于洁净度要求较高(千级或以上)的电子洁净厂房,或者个别特殊场合。比如楼层很低的大面积万级厂房,若用AHU一次回风空调系统,系统风量大,送回风管太大无法施作,可考虑使用MAU+DC+FFU系统已减少空调风系统管道。
MAU+DC+FFU空调系统的三个组成部分分别负责洁净车间的三个主要参数:MAU主要负责湿度的控制,DC主要负责温度的控制,FFU主要负责洁净度的控制。此温度,湿度,洁净度分别独立控制的系统可以满足高洁净级别,温湿度高精度的要求。系统的处理过程可参考如下(图1):
   图1  MAU+DC+FFU处理过程
二、MAU(新风处理机组)
1、MAU新风量:新风量L=Max{排风量+正压风量,人员新风量}。
2、MAU送风露点含湿量:露点含湿量=室内点含湿量-室内散湿量*1000/(新风量*空气密度)。
3、MAU送风状态点:由计算出的露点含湿量在焓湿图上确定送风露点,送风露点通过风机温升后确定送风状态点。
4、注意事项:若送风露点偏低,需注意冷冻水进出水温度的选择。
三、 DC(干盘管)
1、DC风量:DC总送风量=FFU送风量-MAU送风量。
2、DC冷量:DC总冷量=室内计算冷负荷-新风处理室内部分负荷。
3、注意事项:(1)室内冷负荷计算时需注意别漏掉FFU风机的负荷;(2)DC推荐风速:1.5~2m/s,风阻<40Pa;(3)若用FCU(风机盘管)代替DC,需先确定FCU处理温差,由温差及上述算出的需处理冷量反算出FCU总处理风量,切记不可用厂商样本上的标准风量及冷量选型。
四、FFU(风机过滤单元)
1、FFU过滤效率:千级、百级建议用H14,十级建议用U15,一级建议用U16。
2、注意事项:FFU余压选择建议≥120Pa(DC阻力40Pa,回风夹道阻力40Pa,预留40Pa)。
五、空调控制原理
1.室内温湿度控制:
根据室外新风干球温度和相对湿度状况计算出焓值和露点温度,可分为夏季工况、过渡季节工况和冬季工况。,当室外露点温度>X℃时,为夏季工况;当室外露点温度<X℃,且室外温度≤XX℃时为冬季工况,其余为过渡季节工况。
(1)夏季工况:
a.室内湿度及送风温度由空调系统出风露点温度Td1控制:设定一次表冷露点温度Td为B℃,当出风露点高于(B+1)℃时,一次表冷电动二通阀开大,低于(B-1)℃时,则关小。二次表冷设定风露点温度Td1为A℃,当出风露点高于(A+1)℃时,电动二通阀开大,低于(A-1)时,则关小。
(2)冬季工况:
a.室内湿度由空调系统送风相对湿度Td1控制:设定Td1为C%,当送风湿度高于(C+5)%时,加湿器关小,低于(C-5)%时,则开大。
  b.热泵开启制热模式--设定出风管的干球温度T1为D℃,当低于(D-1)℃时,电动二通阀开大,高于(D+1)℃时,电动二通阀调小。
(3)过渡季节工况:
a.室内湿度由空调系统送风相对湿度Td1控制:设定Td1为C%,当送风湿度高于(C+5)%时,加湿器关小,低于(C-5)%时,则开大。
b.设定出风管的干球温度T1为A℃,当出风露点高于(A+1)℃时,电动二通阀开大,低于(A-1)时,则关小。 
 (4)室内的温度通过对应区域DC的冷冻水电动二通阀来控制: 室内温度高于(XX+1)℃时,冷冻水电动二通阀开大,室内温度低于(XX-1)℃时,则反之。
2.室内正压的控制:根据出口段风管内的静压变化而进行变频调节。主管道设置静压传感器,通过测量风管内的静压(现场可修改)输出信号控制变频器。
3.所有设定值可根据实际运行工况进行调整。
4.空调送风机与排风机联锁,启动时,先启动空调送风机,再启动排风机;关闭时则反之。
5.值班模式:FFU及MAU均调到低频率运行。
参考规范:
【1】   《洁净厂房设计规范》GB50073-2013
【2】   《洁净室施工与验收规范》GB50591-2010
【3】   《暖通空调·动力 全国民用建筑工程设计技术措施》JSCS-2009 
 
网文延伸阅读:
MAU新风空调机组控制逻辑
 
1、描述
新风机组,用来保持洁净室的正压和露点温度。
2、规格
风量/台:50000m3/h
洁净室空气的露点温度:10℃
洁净室正压:5Pa
3、总体概述: 2 b' ?
新风空调机组的主要目的是为了调整洁净室的露点和正压,最终保持洁净室的露点和正压在标准以内。
4、
4、模式:
MAU的工作模式:本地自动,本地手动,通过本地控制柜面板选择开关设定。在本地手动模式,操作员可以通过控制柜面板操作MAU远程自动,远程手动,备用模式,通过控制软件界面设置。在远程手动模式(本地自动模式)下,操作员可以通过控制软件界面操作MAU6
PID模式:自动模式,手动模式。PID手动时,操作员可以通过软件界面调整PID输出。
露点采用串级PID控制。包括两个PID回路,即主PID和从PID。
主PID的PV(过程值)是洁净室的平均露点温度;主PID的SP(设定值)是洁净室露点温度的设定值,即10℃。主PID的CV(控制值)用来调节从PID的SP(设定值)。 
从PID用来控制MAU的送风出口露点温度,因此从PID的PV就是MAU的送风出口露点温度,从PID的CV控制MAU冷冻水阀的开度或者控制加湿控制阀的开度。
主PID控制回路可以手动激活或取消。
5、露点控制 夏季除湿。
除湿是通过一个串级PID来控制的。PLC根据洁净室的四个温湿度变送器的信号,计算露点温度。这个平均值将被作为主PID控制器的PV(过程变量)。经PID运算输出CV(控制值),修正从PID的SP(设定值),从PID将调整表冷器的冷冻水阀以保持MAU的的送风露点在需要的设计值。 
主PID PV的选择:操作员可以选择四个变送器的平均值来控制,也可以只取其中一个变送器的值来控制。也可以将其中任何一个剔除出去,取其他三个变送器的平均值来控制。
6、露点控制 冬季加湿。
加湿也是通过一个串级PID来控制的。PLC根据洁净室的四个温湿度变送器的信号,计算出洁净室露点温度。这个计算值将被作为主PID控制器的PV(过程变量)。经PID运算输出CV(控制值),调整从PID的SP(设定值),从PID CV将调节加湿控制阀的开度以保持MAU的的送风露点在需要的设计值。
7、加湿、除湿模式切换控制。
PLC选择加湿还是除湿模式是由MAU入口空气的绝对湿度来决定的。具体来说,假如入口空气的绝对湿度小于6.8g/kg, PLC将采用加湿控制模式,加湿模式的PID控制回路将被激活。如入口空气的绝对湿度大于8.8g/kg, PLC将采用除湿控制模式,除湿模式的PID控制回路将被激活。当入口空气的绝对湿度介于6.8-8.8g/kg,将被PLC作为一个控制死区,在这个区域,PLC将保持进入死区前的控制模式。冷冻水的电动阀与加湿器的电动阀不能同时被PLC开启。
8、预热控制(焓值控制)。
加湿控制过程中,须先用预热盘管完成对空气焓值的控制,控制逻辑如下:根据室外的温湿度变送器,室外空气的绝对含湿量,加上经过热盘管后的空气温度一起被PLC计算后用来作为焓值控制PID的PV(即过程变量)。焓值控制PID的SP(设定值)是来自HMI(人机界面)的设定值,PID的CV(控制值)将调节热水盘管的电动阀开度以保持热盘管后面的空气焓值在设计值。
9、洁净室正压控制。
为了保持洁净室的正压,PLC将调整MAU的风机转速。这个控制变量来源于一对压差变送器,压差变送器的高压侧位于洁净室内,低压侧位于洁净室外部走廊。另外一个压差变送器是洁净室相对于洁净室的二楼。PLC通过计算两个压差变送器的平均值,作为PID的PV(过程变量),PID的SP(设定值)由人机界面输入值获得,PID的CV(控制值)将通过VFD(变频器)控制风机的转速以保持室内正压。
7 PID PV的选择:操作员可以选择两个变送器的平均值来控制,也可以只取其中一个变送器的值来控制。
10、风机启、停控制(远程自动,其余略)。
启动:
PLC输出一个开关量型号来打开进风阀,并且监控进风阀的开启状态,60秒后,假如进风阀的状态是开,则进行第2步,否则将发送进风阀打开失败的报警信号。
PLC将给风机VFD一个启动命令,并且输出一个模拟量给VFD,使VFD运行在设计的最低转速。同时,PLC打开相关联的加热电动阀或者冷水电动阀到50%,再进入自动调控。
3)。PLC监控风机的运行状态。
停止:
PLC发送一个停止命令给风机VFD。某些故障也能够发送停止命令。包括:风阀开关失败,VFD启停失败,VFD运行信号丢失等。
2)。PLC停用相应的露点和焓的从PID控制回路,输出调成4mA,关闭所有水阀。
PLC对进风阀发送关闭命令。
11、MAU的环切控制。
三台MAU根据设定的时间周期(如2周)来进行自动切换,两台运行,一台备用。假如一台运行的MAU发生故障并且备用机组设置在远程自动模式,则PLC自动启动这台备机来替代故障的MAU。