非單向流潔凈室潔凈送風(fēng)量計(jì)算探討

王奇勛

摘? 要：潔凈室理論計(jì)算公式復(fù)雜，參數(shù)較多，容易混淆，為理順各參數(shù)關(guān)系，明確了解各參數(shù)對于潔凈風(fēng)量的影響，文章通過具體算例，將復(fù)雜的公式計(jì)算拆解、剖析、簡單化，方便工程師從設(shè)計(jì)角度，更好地理解其相關(guān)的各個參數(shù)，夯實(shí)理論基礎(chǔ)，提升技術(shù)實(shí)力。

關(guān)鍵詞：非單向流;潔凈風(fēng)量;理論計(jì)算;參數(shù)分析

中圖分類號：TU834 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）22-0056-03

Abstract： The theoretical calculation formula of clean room is complex， there are many parameters， and it is easy to be confused. In order to straighten out the relationship of each parameter and clearly understand the influence of each parameter on clean air volume， this paper disassembles， analyzes and simplifies the complex formula through specific examples. It is convenient for engineers to better understand the relevant parameters from the design point of view， lay the theoretical foundation and enhance the technical strength.

Keywords： non-unidirectional flow; clean air volume; theoretical calculation; parameter analysis

1 概述

在高科技廠房建設(shè)領(lǐng)域，潔凈室是其核心組成部分。潔凈室空調(diào)的設(shè)計(jì)的水平會直接決定項(xiàng)目建設(shè)的成敗和后續(xù)運(yùn)營的效果。其中重要的一個環(huán)節(jié)即是計(jì)算潔凈室的送風(fēng)量。經(jīng)過過濾處理送入潔凈室內(nèi)的清潔空氣，除了要承擔(dān)保證室內(nèi)的溫、濕度的送風(fēng)量外，還要排除、稀釋室內(nèi)的污染物，以維持室內(nèi)的空氣潔凈度，所以與一般房間的送風(fēng)量計(jì)算方法不同。潔凈室，不管是單向流，還是垂直層流，凈化原理都是一樣的，就是利用清潔空氣稀釋沖淡室內(nèi)的污染物，從而達(dá)到所要求的空氣潔凈度等級。

GB50073-2013《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，潔凈室的送風(fēng)量應(yīng)取下列三項(xiàng)中的最大值[1]：（1）滿足空氣潔凈等級要求的送風(fēng)量。（2）根據(jù)熱、濕負(fù)荷計(jì)算確定的送風(fēng)量。（3）按本規(guī)范第6.1.5條的要求向潔凈室內(nèi)供給的新鮮空氣量。

對于潔凈室，潔凈等級需求的風(fēng)量往往遠(yuǎn)大于溫濕度及新鮮空氣需求的風(fēng)量。在潔凈室建設(shè)中，空調(diào)投資往往站到機(jī)電投資的三分之一以上，而空調(diào)系統(tǒng)的投資和運(yùn)營很大一部分取決于循環(huán)風(fēng)量的處理，因此潔凈室送風(fēng)量的計(jì)算是設(shè)計(jì)工作中非常重要的環(huán)節(jié)之一，它直接影響潔凈室建設(shè)費(fèi)用的大小，以及后期運(yùn)行費(fèi)用的高低。

目前關(guān)于潔凈風(fēng)量的計(jì)算，沒有詳細(xì)的解釋與比較，基本只是一筆帶過，但由于公式復(fù)雜，參數(shù)較多，容易混淆，許多工程師不清楚計(jì)算方法，對相關(guān)影響參數(shù)認(rèn)識模糊。希望通過本文的實(shí)例的研究分析，明確了解各個參數(shù)對于潔凈風(fēng)量的影響，夯實(shí)基礎(chǔ)理論知識。

2 實(shí)例分析

根據(jù)風(fēng)量平衡原理，結(jié)合圖1所示的常見非單向流的潔凈室系統(tǒng)模型，可知：

式中， Qs：潔凈送風(fēng)量，m3/h;V：潔凈室體積，m3;G：潔凈室的單位容積發(fā)塵量，個/（m3·min）;N：潔凈室的含塵濃度，個/L;M：室外空氣的含塵濃度，個/L;S：回風(fēng)比，回風(fēng)量與送風(fēng)量之比;？濁h：回風(fēng)通路上過濾器的總效率，？濁h=1-（1-？濁1）（1-？濁3）;？濁x：新風(fēng)通路上過濾器的總效率，？濁x=1-（1-？濁1）（1-？濁2）（1-？濁3）。

從公式（1）中可以看出，室內(nèi)含塵濃度、室外空氣含塵濃度、回風(fēng)比、過濾器效率等參數(shù)都影響潔凈送風(fēng)量，為分析各參數(shù)對于潔凈度的影響，通過下面例題進(jìn)行討論。

某潔凈室面積為40m2，層高2.5m，結(jié)晶等級為萬級，總發(fā)塵量≥0.5μm的塵粒數(shù)為7.02×108pc/（m3·h），假定設(shè)置的送風(fēng)過濾系統(tǒng)為三級，過濾效率分別為？濁1=20%，？濁2=40%，末級過濾器？濁f=99.995%，設(shè)定新風(fēng)量Q0為總風(fēng)量Qs的20%，即回風(fēng)比r=0.8，室內(nèi)相對于周邊環(huán)境為正壓。

2.1 室外不同污染物濃度對非單向流潔凈室通風(fēng)量的影響

2.1.1 當(dāng)處于城市內(nèi)時

按表1的推薦值，室外大氣≥0.5μm的含塵濃度為M=3×108pc/m3，將M及其他參數(shù)代入式（1）可以得到

其中，

2.1.2 當(dāng)在城市郊區(qū)時

2.1.3 當(dāng)該潔凈室地處非工業(yè)區(qū)或農(nóng)村時

由以上計(jì)算結(jié)果可知，無論該潔凈室地處工業(yè)城市內(nèi)、工業(yè)城市郊區(qū)還是非工業(yè)區(qū)或農(nóng)村，得到的潔凈送風(fēng)量相差甚微，即室外大氣含塵濃度對潔凈室的潔凈風(fēng)量影響很小。

2.2 不同回風(fēng)比的影響

2.2.1 回風(fēng)比為0工況

取特殊極端工況，假設(shè)該潔凈室采用全新風(fēng)，即回風(fēng)量為0，S=0，則式（1）可簡化為下式（2）：

以室外大氣含塵濃度≥0.5μm為M=3×108pc/m3為例，代入式（2）

與前面計(jì)算比較可知，即使采用全新風(fēng)方式，與采用部分新風(fēng)的情況相差不大，約在1.8%左右，從工程角度，基本可以忽略。