一、什么是净化空调系统

净化空调系统的主要目标是为受控环境提供可预测的空气质量条件，包含三大控制维度：颗粒污染控制（洁净度）、气流组织（空气流型与压力梯度）、以及热湿与换气控制（温度、相对湿度与换气次数）。系统既要抑制外来污染物进入，又要将内部污染源及时稀释或排出，以保证生产或实验过程的稳定性和产品质量。

二、核心原理

1. 分级过滤与多级净化
   空气通过多级过滤逐级去除大颗粒到超细颗粒：初效/中效滤网去除粗大颗粒，随后高效过滤器（如HEPA/高效滤芯）负责去除亚微米级颗粒。多级过滤既延长高效滤器寿命，又保证末端洁净度。
2. 空气流型与洁净度分区
   通过控制送回风口布局与风速，形成不同的流型：平行层流（单向流）用于对洁净度要求极高的区域；混合流或湍流适用于洁净度要求相对较低的功能区。流型决定颗粒输运路径与沉降规律，是净化设计的核心因素。
3. 压差控制（气压阶梯）
   采用“高洁净区→次洁净区→外部环境”的压差梯度设计，使气流由洁净向非洁净方向流动，防止污染反向入侵。压差由风量平衡与排风系统共同维持，常配差压传感器连续监测并联动风机/调节阀。
4. 温湿度与换气控制
   净化空调同时承担温度与湿度控制任务，通过冷源、加热器、加湿器/除湿器及冷却盘管等设备实现精确控制，保证工艺或环境对温湿度的要求，同时通过换气次数稀释气态污染物和挥发性物质。
5. 监测与自适应控制
   现代净化空调配备颗粒计数器、差压计、温湿传感器等，实现在线监测；配合楼宇自控系统（BAS）或专用控制器，能对风机、阀门、加湿系统进行自适应调节，提升稳定性与节能性。

三、主要组成部分与功能

• 空调机组（AHU）：集中处理新风、回风、冷却/加热、加湿/除湿及前置过滤，为各功能区提供处理后的送风。AHU设计应考虑净化场景的对温湿精度与风量波动的需求。
• 多级过滤器：初效→中效→高效（HEPA/高效无尘滤器）。末端高效滤器通常安装在送风口或天花末端，以保证送入洁净区的空气符合目标洁净度。
• 送、回风与排风系统：通过合理布置送风口、回风口与排风口实现气流组织与压差控制。重要区通常采用顶部送风、侧边或底部回风的布置方式。
• 扩散器/格栅/层流栏：控制风速分布并形成均匀风场，特别是层流区需实现平行、均匀的风速以减少湍动。
• 温湿调节装置：冷却盘管、加热器、加湿器与除湿器共同工作，配合管路与热源（冷水、蒸汽、电加热等）实现精细控制。
• 传感器与控制系统：温湿、压力、颗粒在线监测以及中央控制系统构成闭环控制，有助于及时报警与参数记录。
• 净化空调管道与密封：无尘级别的管道设计要求密封良好、材料抗静电并易于清洁维护。

四、空气流型对比

五、设计要点

1. 洁净度分区与功能布局：先依据工艺确定洁净等级分区，按功能布置缓冲区和气密门，形成合理的压差梯度与人流物流路径。
2. 风量与换气次设计：根据洁净度要求确定送风风量与换气次数（建议以工程经验和工艺需求为准），并预留仪表采样点与调节余量。
3. 末端过滤与送风均匀性：末端高效滤器与层流装置的选型、维护通道、过滤器更换方式需在初期设计中明确，保证日后维护可行。
4. 排风与室内污染控制：对排风路径与排风风量进行定额设计，必要时采用局部排风或工位罩以控制局部排放源。
5. 仪表布置与在线监测：在关键节点设置差压、颗粒计数与温湿在线监测，实现可视化与自动报警。
6. 节能与自适应策略：采用变频风机、热回收、需求侧调节等手段，在保证洁净度的前提下降低运行能耗。

六、运行与维护要点

1. 每日：
   • 检查差压表读数是否在设定范围；
   • 观察温湿度曲线与报警信息；
   • 记录运行参数（风机状态、阀门位置）。
2. 周/季：
   • 粗中效滤网清洁或更换；
   • 样本颗粒计数比对基线，判断是否有异常污染源；
   • 检查风机皮带/轴承、风阀动作是否正常。
3. 半年/年：
   • 末端高效过滤器完整性检查与更换（按压差或运行时间判断）；
   • 气流均匀性测试（风速分布测量）并调整扩散器；
   • 控制系统与传感器校准。
4. 故障排查原则：
   • 若差压异常：优先检查过滤器堵塞、阀门位置、风机性能；
   • 若颗粒计数上升：排查人员/物料流动、维护作业、门窗密封情况；
   • 若温湿波动：检验冷源、加湿器及冷却盘管结垢或阻塞。

七、典型问题与工程建议

• 颗粒污染突然上升：优先评估人、物进出管理与门禁操作，是否有施工或维护未按程序进行。
• 压差难以维持：检查回风阻抗与末端滤网堵塞，合理调整排风和新风比例。
• 能耗高但洁净度富余：评估是否可采用分区差异化控制（关键区高标准、非关键区降低风量），配合变频控制降低能耗。

净化空调系统通过多级过滤、精确气流组织与压差控制，实现对颗粒与气态污染物的有效管理；同时，温湿度与换气控制保障工艺环境稳定。工程设计需在“洁净度、可靠性、可维护性、能耗”之间取得平衡；运行维护强调在线监测与按周期保养，以确保系统长期稳定运行。对项目实施者而言，明确洁净分区、末端过滤策略与监测体系，是成功交付与长期运营的关键。