淺談某千級潔凈室的凈化空調設計

孫月秋

(渤海船舶職業(yè)學院，遼寧 葫蘆島　125100)

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淺談某千級潔凈室的凈化空調設計

孫月秋

(渤海船舶職業(yè)學院，遼寧 葫蘆島125100)

以某千級潔凈室為例，闡述了潔凈室凈化空調系統(tǒng)設計的一般原則；介紹了空調系統(tǒng)采用的布置形式，送排風量的計算方法，空調機組的設計及選用的一些想法和經驗，施工安裝中需注意的問題等；最后指出了潔凈室在工程設計中不能忽視的潔凈度等問題及解決方法。同時著眼于“ 風量降低、效果改善、節(jié)約能源、方便調節(jié)、提高性能” 的原則, 取得了較好的效果。

潔凈室；設計；空調；新風

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對實驗、研究和生產的環(huán)境要求越來越高，因而調節(jié)空氣品質的技術也隨之逐步擴大。其中，空氣潔凈技術越來越被廣泛應用。我們對于潔凈室的凈化空調設計,應該從滿足國家衛(wèi)生部頒布的GMP 標準考慮,除此之外還應針對當?shù)貧夂驐l件、工藝生產特點等情況以及業(yè)主的經濟條件和實際運行管理情況來綜合考慮,從而可以設計出和選出能更好地滿足生產工藝要求、管理方面性能優(yōu)越的空調機,從而達到既節(jié)省成本投資和運行費用,又滿足凈化工程的要求。

1　工程概況

本文所選的潔凈室為千級凈化潔凈室，凈化面積為67m2。凈化機房面積為38m2，與潔凈室毗鄰布置。

2　工藝要求及設計原則

2.1工藝要求。

根據(jù)工藝要求，該潔凈室內設計參數(shù)如下：

溫度：冬季 20±2℃ 夏季： 20±2℃

相對濕度：55±10%

照度：≥200Lex

噪音：≤55dB(A聲級)

潔凈區(qū)正壓值：15Pa

為使本潔凈室達到密封的要求，其圍護結構采用雙層彩鋼板加保溫層構成的彩鋼墻壁。

2.2 設計原則。

本設計采用一次回風加新風的全空氣系統(tǒng)，利用空氣處理機組把新、回風混合后的空氣處理到送風要求的狀態(tài)。為了滿足潔凈度的要求，本設計采用了三級過濾的空氣處理系統(tǒng)：首先在空氣處理機組內設置了初效和中效過濾器，在出風口的高效送風箱上裝有高效過濾器，從而完成了空氣凈化的處理過程。

3　設計內容

該系統(tǒng)的送風方式采用頂送，回風采用側下回的方式。

3.1潔凈室送風量Qs的確定。

①送風量Qs-1=系統(tǒng)的冷、熱負荷中的大值/[0.278×ρw×(tn-twn)]

②送風量Qs-2=n×V 其中：n=(nv、nmin)max

上式中：

Qs-1,2：系統(tǒng)送風量，m3/h

ρw:空調室外計算溫度下的空氣密度，kg/m3

tn:室內設計溫度，℃

twn：空調室外計算溫度，℃

n：設計計算采用的換氣次數(shù)，次/小時

nv：按不均勻分布理論計算的換氣次數(shù)，次/小時

nmin：保證房間在一定時間內自凈的換氣次數(shù)，次/小時

經過計算，系統(tǒng)的冷負荷為20KW，熱負荷為18KW。

對應于40次/小時亂流換氣次數(shù)，其nv=1.11×50=55.5次/小時。

對應于自凈時間為15min的千級自凈換氣次數(shù)nmin=55.3次/小時，故設計計算采用的換氣次數(shù)為二者的最大值：55.5。

上述兩種方式計算得到的送風量Qs-1、 Qs-2取大者，為55.5×65×2.8=10101m3/h。

3.2潔凈室新風量Qx的確定。

① 滿足衛(wèi)生要求，潔凈室所需的新風量Qx-1=人數(shù)×40m3/h=200m3/h。

② 保持潔凈室正壓所需的新風量Qx-2，包括：

通過余壓閥的風量= Qx-2-1，從余壓閥說明書上查得為：550m3/h。

由縫隙的漏出風量=Qx-2-2，參照《空氣潔凈技術措施》給的方法，估算得出：4×65×2.8=728 m3/h。

比較二者，選擇大者，Qx-2為：728m3/h。

③滿足總風量一定比例的新風量Qx-3。

按照《潔凈廠房設計規(guī)范》規(guī)定，對于亂流潔凈室，新風量還應不小于總風量的10%～30%，本設計中取20%，即：Qx-3=0.2×10101=2020m3/h。

比較Qx-1、Qx-2、Qx-3，取其大者為潔凈室新風量Qx=2020 m3/h。

3.3潔凈室回風量Qh的確定。

系統(tǒng)回風量應為系統(tǒng)總送風量減去新風量，即：

Qh=Qs-Qx=10101-2020=8081m3/h

3.4潔凈室內系統(tǒng)布置。

在潔凈室吊頂內均布了8個高效過濾器，每個過濾器出風口處加設了擴散板，以更好地混合室內空氣。高效過濾器選擇計數(shù)效率為99.99%的B型過濾器，額定風量下的初阻力≤220Pa。經過核算，初效+中效+99.99%高效過濾能夠達到千級凈化的要求。

送風過濾程序：新風+回風→ 初、中效過濾→ 高效過濾→ 送入室內

回風采用雙層彩鋼板做回風道，在下風側的彩鋼板上設置了7個回風百葉口進行回風，回風經過貼墻回風管引自機房。在外墻下風側安裝余壓閥一個，以保證房間內一定的正壓，排除多余的風量。

在房間的入口處設置FL-DS型吹淋室1臺，它是利用高速潔凈氣流吹落進入潔凈室人員服裝表面附著的塵粒。同時，由于進出吹淋室的兩扇門是不同時開啟的，所以它可以防止污染空氣進入潔凈室，從而兼起氣閘作用。設計選用小室式吹淋室，每次只允許單人吹淋，效果較好。

在回風、新風、送風管路系統(tǒng)中均設有對開多葉調節(jié)閥，以達到風量調節(jié)的效果。

風管采用優(yōu)質的鍍鋅鋼板，在外側加包阻燃的保溫材料，以保證送風溫度和潔凈度。

照明系統(tǒng)燈具為潔凈密閉燈箱，安裝方式為明裝，照度為200勒克斯。

3.5 機房內布置。

本設計潔凈機房與真空泵房合用，在真空泵上空2.700m處設置了4.8m×2.8m的鋼平臺，做機組放置處。同時根據(jù)機組大小，在平臺周圈預留一定寬度的檢修通道，并設有600mm×700mm的直爬梯一個，方便人員上下。

潔凈機組選用KQ-10000的空氣處理機組，內含MDB-75型制冷機，制冷量為20KW。機組組合段包括：新回風混合段、初效過濾段、加熱段、表冷段、中效過濾段、風機段、中間段。

新風從室外采集，新風口設在干凈地段，距地不少于2.0m，且在附近無排風口。

根據(jù)消防防火的要求，本設計在送風管道出機組處和回風管道進機組處加設了防火閥。同時，為了減少管道的噪聲及震動的傳遞，特在風機與風管的連接、彎頭處設置了軟接頭、消聲彎頭。

冷源由制冷劑提供，熱源為95/70℃熱水，由室外熱網提供。

3.6 潔凈室的建筑裝修和系統(tǒng)安裝要求。

對建筑裝飾材料的要求有光滑、耐磨、不產靜電、不宜集塵、熱絕緣性好等等，本著上述要求，本潔凈室內地面選用水磨石地面，墻面選用雙層彩鋼板構成的彩鋼墻壁。

潔凈室的施工尤其強調嚴格的施工程序。一般依次為：留洞打底、各專業(yè)安裝、內門窗安裝、修補洞口及周邊、基層打底、飾面抹灰和罩面板工程、嵌縫處理、油漆刷漿工程等。施工中應避免大面積的修補工作和返工。施工現(xiàn)場的環(huán)境溫度應不低于10℃。

我們在考慮凈化空調系統(tǒng)的風管及其零部件的制作過程中除按照一般通風空調系統(tǒng)的要求進行外，還要考慮其特殊性。

①場地：必須是已做好墻壁、門窗和地面且經常打掃的房間。

②密封：所有咬口縫、翻邊處、鉚釘處都必須涂密封膠。

③接縫：管道不允許有橫向接縫，縱向接縫也要盡量減少，且當?shù)走叀?00mm時，在底邊上也不允許有縱向接縫。

④加固筋：在管內不可以設置。

⑤法蘭：四角應設螺釘孔，孔距≤100mm，螺釘、螺母、墊片、鉚釘均應鍍鋅。

⑥測孔：管徑大于500mm的管子應設清掃孔及各種測孔。

⑦存放：制作完成后用中性清洗液沖洗，干燥后用塑料膜封口待安裝。

另外高效過濾器的安裝是凈化空調系統(tǒng)和潔凈室施工安裝的關鍵，也應注意以下幾點：

①安裝前清潔；

②系統(tǒng)應吹空清潔；

③潔凈室應再次全方位清掃，如用吸塵器吸塵，我們不能用普通吸塵器，必須用配備有超凈濾袋的吸塵器來清掃；

④如在吊頂內安裝，吊頂內應進行徹底清掃，然后試運裝系統(tǒng)在運行大于12h后再次清潔潔凈室，這之后方可安裝高效過濾器。

4　結論

在本次設計中，我們充分參閱了大量的設計技術資料，并在各專業(yè)人士的大力幫助下順利完成，必須遵守設計規(guī)范和生產工藝要求，同時本著“ 風量降低、效果改善、節(jié)約能源、方便調節(jié)、提高性能” 的原則, 取得了較好的效果。并且在所有的設計中均能夠使人員活動感到舒適、生產設備運轉可靠，抵抗污染和抵抗動態(tài)干擾的空間是我們追求的理想場所，同時將排水、電氣、建筑、機械、焊接等多專業(yè)緊密配合，嚴格按照GMP 的要求去執(zhí)行，遵守合理有效的平面布局，嚴格劃分各個有效區(qū)域，切斷交叉污染和有利于生產操作四大原則。另外，還有幾項指標的確定都應該引起我們的關注，如截面風速在風口風管的確定，噪聲等級、照度及新風量的比例等等，在設計中我們一定不能忽視這幾方面的因素。

[1] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.GB 50073-2013潔凈廠房設計規(guī)范[S].2013.

[2] 陳霖新.潔凈廠房的設計與施工[M].北京:化學工業(yè)出版社,2005.

[3] GB50019-2003《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》[S]. 中國計劃出版社， 2004.

[4] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.GB50242-2002 《建筑給排水及采暖工程施工質量驗收規(guī)范》[S]. 2002.

Class No.:TU83Document Mark：A

(責任編輯：鄭英玲)

Air-conditioning Design of Thousand-grade Clean Room

Sun Yueqiu

(Power Engineering Department, Bohai Shipbuilding Vocational College, Huludao, Liaoning 125100，China)

Taking a thousand-grade clean room as an example，the paper illustrated the general principles of air-conditioning designing of clean room, the arrange style of the system equipments，the calculation of the amount of ventilation air and the option of air-conditioning unit. The paper pointed out some problems need to be paid more attention. At the same time, it focused on the "air volume reduction, the effect improvement, energy saving, convenient adjustment, improve performance" principle, all of those problems have found out better solutions.

clean room; designing; air-conditioning; fresh wind

A

孫月秋，碩士，講師，渤海船舶職業(yè)學院。

1672-6758(2016)08-0036-3

TU831.3