CN111634405A - 一种模块化舱室洁净度控制*** - Google Patents

一种模块化舱室洁净度控制*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种模块化舱室洁净度控制***，其特征在于，包括控制模块；人机交换模块；布置于舱室内的N个空调送风末端及M个空调回风末端；净化空调模块；舱室压差调节模块；舱室压差检测模块。本发明提供的***结构紧凑，采用模块化设计，可根据设备布置空间和洁净舱室的整体布置进行设计调整，可实现独立制冷/供暖或切换至中央空调制冷/供暖，满足任何季节的需求，同时自带PLC控制***，可根据舱室的洁净度和正压设置，通过净化空调模块的自动调节，达到舱室不同的洁净度和正压要求、满足舱室的环境控制要求。

Description

一种模块化舱室洁净度控制***
技术领域
本发明涉及一种舱室洁净度控制***，属于船舶制造领域。
背景技术
在船舶领域，部分特殊舱室如手术室、通用洁净实验室、化学洁净实验室和生物化学实验室等需满足一定的舱室洁净度要求。
普通船舶的中央空调***需服务于全船起居处所，对于有特殊洁净度要求的舱室往往无法实现有效的环境控制。能满足舱室洁净度要求的净化空调***要求很高，除空调器有特殊的过滤要求外，对于舱室末端也有很高的过滤要求，舱室需要满足一定的通风换气次数才能达到相应的洁净等级，同时必须保证舱室正压以防止外部污染气体进入。
不同的舱室有不同的洁净度等级要求，如：通用洁净实验室一般要求达到十万级至万级的洁净度要求；化学洁净实验室要求达到千级以上的洁净度要求；生物化学实验室要求达到万级至千级的洁净度要求；手术室在手术区域要求达到百级的洁净度要求。因此特殊舱室对于洁净度控制的环境要求很高。
发明内容
本发明的目的是：提供一种便于船用安装实施、模块化的、能精确控制舱室洁净度的环境控制***，可根据设定舱室的不同洁净度要求，来满足不同的需求。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种模块化舱室洁净度控制***，其特征在于，包括：
控制模块；
人机交换模块，与控制模块相连，用户通过人机交换模块设置舱室的洁净度等级；
布置于舱室内的N个空调送风末端及M个空调回风末端，N≥1，M≥1；
净化空调模块，净化空调模块的进风口与M个空调回风末端及外部新风入口相连通，净化空调模块的出风口与N个空调送风末端相连通，外部新风及空调回风在净化空调模块内混合后形成混合新风，混合新风在净化空调模块内经过过滤及制冷/加热后被送入N个空调送风末端，由控制模块根据用户设定的舱室的洁净度等级控制净化空调模块送入N个空调送风末端的风量；
舱室压差调节模块，用于在控制模块的控制下，保证舱室内的正压；
舱室压差检测模块，用于向控制模块反馈压差信号，控制模块根据接受到的压差信号对净化空调模块的空调回风、外部新风进风以及空调送风进行调节，同时配合对舱室压差调节模块的控制，使得舱室正压达到设定的舱室的正压要求。
优选地，每个所述空调送风末端设有一个高效过滤器。
优选地，所述控制模块采用PLC控制单元；所述人机交换模块采用触摸显示屏；所述舱室压差检测模块采用舱室压差传感器；所述舱室压差调节模块采用余压控制阀。
优选地，所述净化空调模块采用船舶已有的中央空调***提供的冷/热媒水对所述混合新风进行制冷/加热。
优选地，还包括水力模块及水源热泵机组模块，作为中央空调冷/热媒水***的备用，其中：
水力模块用于向水源热泵机组模块提供冷/热媒水，并接收返回自所述净化空调模块的冷/热媒水；
水源热泵机组模块利用换热介质对冷/热媒水进行制冷/加热后，再提供给所述净化空调模块，以制冷/加热所述混合新风。
优选地，通过换热介质进口向所述水源热泵机组模块提供所述换热介质，并由换热介质出口回收来自所述水源热泵机组模块的换热后的所述换热介质。
优选地，所述换热介质为水。
优选地，通过补水口向所述水力模块补充所述冷/热媒水。
优选地，所述水力模块包括冷/热媒水泵、膨胀罐及排水阀，其中：
冷/热媒水泵的出口与所述水源热泵机组模块相连通；冷/热媒水泵的进口与所述补水口相连通、接收返回自所述净化空调模块的冷/热媒水并与膨胀罐相连通，膨胀罐与所述补水口相连通并接收返回自所述净化空调模块的冷/热媒水，当***的冷/热媒水压力不足时，由所述补水口进行补水。
优选地，所述净化空调模块包括：
新/回风混合段，用于将所述外部新风及所述空调回风混合后形成所述混合新风；
G4级粗效过滤段，用于对所述混合新风进行G4级粗效过滤；
F7级中效过滤段，用于对所述混合新风进行F7级中效过滤；
制冷/加热段，用于对过滤后的所述混合新风进行制冷/加热；
加湿段，用于对制冷/加热后的所述混合新风进行加湿；
变频风机段，用于在所述控制模块的控制下按照一定的风量将加湿后的所述混合新风送入所述N个空调送风末端。
本发明基于船舶舱室不同的洁净度和正压的环境控制要求，结合了多型综合科考船通用洁净实验室、化学洁净实验室、生物化学实验室等有不同洁净度要求的洁净舱室的设计经验，提出了一种便于船用安装实施、模块化的、能精确控制舱室洁净度的环境控制***，可根据设定舱室的不同洁净度要求，来满足不同的需求。本发明提供的***由水源热泵机组模块、水力模块、净化空调模块、舱室送回风末端和PLC控制单元组成。
本发明提供的***结构紧凑，采用模块化设计，可根据设备布置空间和洁净舱室的整体布置进行设计调整，可实现独立制冷/供暖或切换至中央空调制冷/供暖，满足任何季节的需求，同时自带PLC控制***，可根据舱室的洁净度和正压设置，通过净化空调模块的自动调节，达到舱室不同的洁净度和正压要求、满足舱室的环境控制要求。
本发明的有益效果在于：
1)设计了一种模块化舱室洁净度控制***，***采用模块化设计，***由水源热泵机组模块、水力模块、净化空调模块、舱室送回风末端和PLC控制单元组成，管路连接安装方便。可根据需要选择或者取消相应模块，如不考虑季节切换和***备用，可取消水源热泵机组模块和水力模块，直接采用中央空调冷/热媒水***进行制冷/加热。
2)整个***采用PLC控制，自动调节，操作简单，可根据舱室的使用需求设定不同的洁净度环境等级。
3)本发明提供的***为独立***，非常适合布置空间较为紧张的船舶。可实现一个舱室达到不同的洁净度等级要求，根据使用需要可以将舱室的洁净度等级设定为百级、千级、万级或十万级等，做到一间多用，对于布置空间紧张的船舶尤为重要。
附图说明
图1为本发明提供的***的示意图，图中，序号9所对应的符号表示Y型过滤器，序号10所对应的符号表示截止阀，序号11所对应的符号表示控制自动补水的电磁阀，序号12所对应的符号表示电动三通阀；
图2为本发明提供的***在舱室内的布局示意图；
图3为本发明中净化空调模块的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1及图2所示，本发明提供的一种模块化舱室洁净度控制***可以在同一舱室实现不同的洁净度要求。本发明采用模块化设计和组成，包括水源热泵机组模块、水力模块、净化空调模块、4个空调送风末端1、4个空调回风末端2和PLC控制单元。
4个空调送风末端1及4个空调回风末端2布置于舱室内，每个空调送风末端1设置有高效过滤器。
舱室内还设有压差传感器3、余压控制阀4以及用于与PLC控制单元实现人机交互的触摸式液晶显示面板5。
用户根据舱室不同的洁净度的环境要求，通过触摸式液晶显示面板5设定需要的洁净度等级。PLC控制单元根据设定的洁净度等级对净化空调模块通过4个空调送风末端1送入舱室内的新风风量进行调节，以满足舱室不同洁净度等级下的风量要求。同时，压差传感器3向PLC控制单元反馈压差信号，PLC控制单元根据该反馈压差信号对送入净化空调模块的新风及回风进行调节(例如利用电动风阀进行调节)，以增加舱室的压力。PLC控制单元也可以根据该反馈压差信号将余压控制阀4开启，释放舱室内的压力。使得本发明提供的***的压力达到与预先所设定的正压要求。正压为了保证外接污染气体不进入舱室，对于洁净度要求的舱室，舱室正压始终保持一个恒定的值。用户可以通过触摸式液晶显示面板5设置舱室正压值，也可以在PLC控制单元运行的软件中预先设定舱室正压值。
在本实施例中，如图3所示，净化空调模块包括新/回风混合段、G4级粗效过滤段、F7级中效过滤段、制冷/加热段、加湿段及变频风机段，其中：
新/回风混合段与4个空调回风末端2相连通，同时，外部新风也被送入新/回风混合段中。空调回风与外部新风在新/回风混合段内混合形成混合新风。
G4级粗效过滤段用于对混合新风进行G4级粗效过滤。
F7级中效过滤段用于对经过粗效过滤的混合新风进行F7级中效过滤。
制冷/加热段则用于对经过粗效过滤及中效过滤的混合新风进行制冷/加热。如图1所示，本发明提供的***可独立于其他空调***，具有两路制冷/加热的供应，可以根据需要进行切换，满足任何季节时的使用需求。
在冬夏两季船舶现有的中央空调***开启时，可以将中央空调***的冷/热媒水送入制冷/加热段对混合新风进行制冷/加热。
而在春秋两季中央空调***关闭时，可以启动水源热泵机组模块及水力模块对混合新风进行制冷/加热。本实施例中，水力模块包括膨胀罐6、冷媒水泵7及排水阀8。冷媒水泵7的出口与水源热泵机组模块相连通。冷媒水泵7的进口与补水口相连通、接收返回自制冷/加热段的冷/热媒水并与膨胀罐6相连通。膨胀罐6与补水口相连通并接收返回自制冷/加热段的冷/热媒水。当***的冷/热媒水压力不足时，由补水口进行补水，通过冷媒水泵7为水源热泵机组模块提供冷/热媒水，确保***冷/热媒水的正常供应。排水阀8用于***清洗维护，或压力过高时排水。
水源热泵机组模块与冷却水出口及冷却水进口相连通，利用冷却水对水力模块提供的冷/热媒水进行换热后，再提供给净化空调模块的制冷/加热段，以制冷/加热混合新风。
上述中央空调***与水源热泵机组模块、水力模块在任何季节都可以随时进行切换运行，保证净化空调模块的制冷/加热供应。
加湿段用于对制冷/加热后的混合新风进行加湿。
变频风机段则在控制模块的控制下按照一定的风量将加湿后的混合新风送入4个空调送风末端，通过变频风机段实现风量的调节。
本发明提供的***采用模块化设计，结构紧凑，可以组合布置也可以分散布置，占地面积小，控制可靠。本发明可以实现一个舱室的多种洁净度控制，满足不同的使用需求。

Claims (10)

1.一种模块化舱室洁净度控制***，其特征在于，包括：
控制模块；
人机交换模块，与控制模块相连，用户通过人机交换模块设置舱室的洁净度等级；
布置于舱室内的N个空调送风末端及M个空调回风末端，N≥1，M≥1；
净化空调模块，净化空调模块的进风口与M个空调回风末端及外部新风入口相连通，净化空调模块的出风口与N个空调送风末端相连通，外部新风及空调回风在净化空调模块内混合后形成混合新风，混合新风在净化空调模块内经过过滤及制冷/加热后被送入N个空调送风末端，由控制模块根据用户设定的舱室的洁净度等级控制净化空调模块送入N个空调送风末端的风量；
舱室压差调节模块，用于在控制模块的控制下，保证舱室内的正压；
舱室压差检测模块，用于向控制模块反馈压差信号，控制模块根据接受到的压差信号对净化空调模块的空调回风、外部新风进风以及空调送风进行调节，同时配合对舱室压差调节模块的控制，使得压力达到设定的舱室的正压要求。
2.如权利要求1所述的一种模块化舱室洁净度控制***，其特征在于，每个所述空调送风末端设有一个高效过滤器。
3.如权利要求1所述的一种模块化舱室洁净度控制***，其特征在于，所述控制模块采用PLC控制单元；所述人机交换模块采用触摸显示屏；所述舱室压差检测模块采用舱室压差传感器；所述舱室压差调节模块采用余压控制阀。
4.如权利要求1所述的一种模块化舱室洁净度控制***，其特征在于，所述净化空调模块采用船舶已有的中央空调***提供的冷/热媒水对所述混合新风进行制冷/加热。
5.如权利要求1所述的一种模块化舱室洁净度控制***，其特征在于，还包括水力模块及水源热泵机组模块，作为中央空调冷/热媒水***的备用，其中：
水力模块用于向水源热泵机组模块提供冷/热媒水，并接收返回自所述净化空调模块的冷/热媒水；
水源热泵机组模块利用换热介质对冷/热媒水进行制冷/加热后，再提供给所述净化空调模块，以制冷/加热所述混合新风。
6.如权利要求5所述的一种模块化舱室洁净度控制***，其特征在于，通过换热介质进口向所述水源热泵机组模块提供所述换热介质，并由换热介质出口回收来自所述水源热泵机组模块的换热后的所述换热介质。
7.如权利要求6所述的一种模块化舱室洁净度控制***，其特征在于，所述换热介质为水。
8.如权利要求5所述的一种模块化舱室洁净度控制***，其特征在于，通过补水口向所述水力模块提供所述冷/热媒水。
9.如权利要求8所述的一种模块化舱室洁净度控制***，其特征在于，所述水力模块包括冷/热媒水泵、膨胀罐及排水阀，其中：
冷/热媒水泵的出口与所述水源热泵机组模块相连通；冷/热媒水泵的进口与所述补水口相连通、接收返回自所述净化空调模块的冷/热媒水并与膨胀罐相连通，膨胀罐与所述补水口相连通并接收返回自所述净化空调模块的冷/热媒水，当***的冷/热媒水压力不足时，由所述补水口进行补水。
10.如权利要求1所述的一种模块化舱室洁净度控制***，其特征在于，所述净化空调模块包括：
新/回风混合段，用于将所述外部新风及所述空调回风混合后形成所述混合新风；
G4级粗效过滤段，用于对所述混合新风进行G4级粗效过滤；
F7级中效过滤段，用于对所述混合新风进行F7级中效过滤；
制冷/加热段，用于对过滤后的所述混合新风进行制冷/加热；
加湿段，用于对制冷/加热后的所述混合新风进行加湿；
变频风机段，用于在所述控制模块的控制下按照一定的风量将加湿后的所述混合新风送入所述N个空调送风末端。
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