潔凈車間排風熱回收BA自控改造實踐

醫(yī)藥、電子類潔凈車間恒溫恒濕系統(tǒng)長期存在冷熱抵消問題。為維持潔凈區(qū)溫濕度與潔凈等級，空調機組先對新風深度除濕降溫，再通過電加熱補償溫度，造成大量能源浪費。原有自控多為固定參數運行，無法根據車間人員、生產負荷、室外溫濕度動態(tài)調節(jié)；排風攜帶的熱量直接排空，沒有有效回收利用，設備運行效率偏低，運維人員只能依靠人工巡檢調整機組參數。

針對潔凈車間存量暖通系統(tǒng)的痛點，采用排風熱回收裝置搭配BA樓宇自控系統(tǒng)進行升級改造。整套方案依托DDC控制器、工業(yè)邊緣網關，打通AHU機組、熱回收轉輪、送排風機、風閥、溫濕度與壓差傳感器，建立多變量協(xié)同控制邏輯，在保障潔凈車間壓差、換氣次數、溫濕度指標前提下，回收排風余熱對新風做預處理，減少機組冷熱對沖，實現節(jié)能目標。

一、系統(tǒng)整體架構設計

1. 現場感知與執(zhí)行層

在潔凈車間各區(qū)域布設溫濕度、壓差傳感器，監(jiān)測房間環(huán)境參數；在新風、排風總管安裝溫度、流量測點，采集熱回收裝置進出口工況。現場配置DDC控制器，驅動轉輪執(zhí)行機構、電動風閥、變頻送排風機、冷凍水/熱水調節(jié)閥，完成就地閉環(huán)調節(jié)。所有設備支持BACnet、Modbus等主流協(xié)議，兼容原有自控硬件，減少現場設備整體更換成本。

2. 邊緣控制與協(xié)議轉換層

邊緣網關匯聚各DDC、儀表數據，完成信號解析、數據濾波與本地邏輯運算。關鍵聯(lián)鎖保護策略在邊緣端本地執(zhí)行，網絡中斷時，熱回收機組、AHU依然保持獨立穩(wěn)定控制，保障潔凈車間環(huán)境安全。網關支持斷點續(xù)傳，保障能耗、工況數據完整存儲上傳。

3. BMS監(jiān)控平臺層

上位監(jiān)控平臺集中展示熱回收轉輪運行狀態(tài)、換熱效率、機組能耗、車間環(huán)境參數。平臺內置趨勢曲線、事件告警、能耗統(tǒng)計報表功能，支持手自動無擾切換，運維人員可遠程查看工況、修改參數、調取歷史記錄，實現車間暖通系統(tǒng)集中值守。

二、核心控制策略

1. 轉輪熱回收自適應調節(jié)

系統(tǒng)實時采集室外溫濕度、排風溫濕度，動態(tài)調整熱回收轉輪轉速。夏季利用排風低溫對新風預冷；冬季回收排風熱量預熱新風，降低AHU表冷、加熱段負荷。當室外工況惡劣或車間壓差異常時，系統(tǒng)自動降低轉輪負荷或切換旁通模式，優(yōu)先保障潔凈區(qū)壓差穩(wěn)定。

2. 消除冷熱抵消的AHU協(xié)同控制

改變傳統(tǒng)固定再熱模式，采用負荷優(yōu)先控制邏輯。優(yōu)先利用回收余熱補償新風負荷，減少電加熱投入；根據車間實時負荷動態(tài)調節(jié)冷凍水閥、加濕閥輸出，在滿足潔凈車間溫濕度精度前提下，最大限度降低再熱能耗。系統(tǒng)設置值班模式，非生產時段放寬參數區(qū)間，降低基礎能耗。

3. 潔凈區(qū)壓差聯(lián)鎖保護

持續(xù)監(jiān)測潔凈房間與走廊、不同潔凈等級房間之間壓差。當壓差偏離設定區(qū)間，系統(tǒng)聯(lián)動送排風變頻與風閥，快速修正風量；壓差嚴重異常時觸發(fā)告警，聯(lián)動相關設備保護邏輯，防止?jié)崈魠^(qū)氣流倒灌，保障生產環(huán)境符合規(guī)范要求。

4. 設備健康預警與預測性維護

平臺持續(xù)比對熱回收裝置進出口溫差與理論換熱效率，當換熱效率持續(xù)下降，可提前預判轉輪堵塞、過濾器臟堵等問題，生成維保提醒，避免設備低效長期運行，降低突發(fā)故障停機風險。

三、現場改造實施要點

存量潔凈車間改造需要優(yōu)先保障生產連續(xù)性，施工分段實施，減少對車間生產的干擾。前期勘測階段，梳理原有AHU點位、管路布局、設備協(xié)議，評估熱回收裝置安裝空間；自控點位、控制柜、控制邏輯做專項深化設計。

施工階段優(yōu)先完成儀表、DDC控制柜、邊緣網關安裝與接線，分步進行單點調試、聯(lián)動調試、工況模擬測試；分階段投入試運行，對比改造前后能耗數據，優(yōu)化PID參數與聯(lián)動邏輯。交付后提供操作培訓，方便運維人員掌握系統(tǒng)操作、參數調整與基礎故障排查。

四、改造項目收益

1. 降低暖通能耗：通過排風余熱回收，減少AHU冷熱抵消，有效降低車間空調系統(tǒng)長期運行電費。

2. 穩(wěn)定潔凈環(huán)境：動態(tài)多變量控制，保障車間溫濕度、壓差穩(wěn)定，滿足生產工藝要求。

3. 簡化運維管理：集中監(jiān)控+故障預警，減少人工巡檢工作量，異常事件及時告警，故障定位更高效。

4. 兼容性強：可對接現有BMS平臺，無需全部替換原有自控硬件，縮短改造周期，控制項目投入。