浅谈某千级洁净室的净化空调设计

孙月秋

(渤海船舶职业学院，辽宁 葫芦岛　125100)



浅谈某千级洁净室的净化空调设计

孙月秋

(渤海船舶职业学院，辽宁 葫芦岛125100)

以某千级洁净室为例，阐述了洁净室净化空调系统设计的一般原则；介绍了空调系统采用的布置形式，送排风量的计算方法，空调机组的设计及选用的一些想法和经验，施工安装中需注意的问题等；最后指出了洁净室在工程设计中不能忽视的洁净度等问题及解决方法。同时着眼于“ 风量降低、效果改善、节约能源、方便调节、提高性能” 的原则, 取得了较好的效果。

洁净室；设计；空调；新风

随着现代工业的发展，对实验、研究和生产的环境要求越来越高，因而调节空气品质的技术也随之逐步扩大。其中，空气洁净技术越来越被广泛应用。我们对于洁净室的净化空调设计,应该从满足国家卫生部颁布的GMP 标准考虑,除此之外还应针对当地气候条件、工艺生产特点等情况以及业主的经济条件和实际运行管理情况来综合考虑,从而可以设计出和选出能更好地满足生产工艺要求、管理方面性能优越的空调机,从而达到既节省成本投资和运行费用,又满足净化工程的要求。

1　工程概况

本文所选的洁净室为千级净化洁净室，净化面积为67m2。净化机房面积为38m2，与洁净室毗邻布置。

2　工艺要求及设计原则

2.1工艺要求。

根据工艺要求，该洁净室内设计参数如下：

温度：冬季 20±2℃ 夏季： 20±2℃

相对湿度：55±10%

照度：≥200Lex

噪音：≤55dB(A声级)

洁净区正压值：15Pa

为使本洁净室达到密封的要求，其围护结构采用双层彩钢板加保温层构成的彩钢墙壁。

2.2 设计原则。

本设计采用一次回风加新风的全空气系统，利用空气处理机组把新、回风混合后的空气处理到送风要求的状态。为了满足洁净度的要求，本设计采用了三级过滤的空气处理系统：首先在空气处理机组内设置了初效和中效过滤器，在出风口的高效送风箱上装有高效过滤器，从而完成了空气净化的处理过程。

3　设计内容

该系统的送风方式采用顶送，回风采用侧下回的方式。

3.1洁净室送风量Qs的确定。

①送风量Qs-1=系统的冷、热负荷中的大值/[0.278×ρw×(tn-twn)]

②送风量Qs-2=n×V 其中：n=(nv、nmin)max

上式中：

Qs-1,2：系统送风量，m3/h

ρw:空调室外计算温度下的空气密度，kg/m3

tn:室内设计温度，℃

twn：空调室外计算温度，℃

n：设计计算采用的换气次数，次/小时

nv：按不均匀分布理论计算的换气次数，次/小时

nmin：保证房间在一定时间内自净的换气次数，次/小时

经过计算，系统的冷负荷为20KW，热负荷为18KW。

对应于40次/小时乱流换气次数，其nv=1.11×50=55.5次/小时。

对应于自净时间为15min的千级自净换气次数nmin=55.3次/小时，故设计计算采用的换气次数为二者的最大值：55.5。

上述两种方式计算得到的送风量Qs-1、 Qs-2取大者，为55.5×65×2.8=10101m3/h。

3.2洁净室新风量Qx的确定。

① 满足卫生要求，洁净室所需的新风量Qx-1=人数×40m3/h=200m3/h。

② 保持洁净室正压所需的新风量Qx-2，包括：

通过余压阀的风量= Qx-2-1，从余压阀说明书上查得为：550m3/h。

由缝隙的漏出风量=Qx-2-2，参照《空气洁净技术措施》给的方法，估算得出：4×65×2.8=728 m3/h。

比较二者，选择大者，Qx-2为：728m3/h。

③满足总风量一定比例的新风量Qx-3。

按照《洁净厂房设计规范》规定，对于乱流洁净室，新风量还应不小于总风量的10%～30%，本设计中取20%，即：Qx-3=0.2×10101=2020m3/h。

比较Qx-1、Qx-2、Qx-3，取其大者为洁净室新风量Qx=2020 m3/h。

3.3洁净室回风量Qh的确定。

系统回风量应为系统总送风量减去新风量，即：

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

3.4洁净室内系统布置。

在洁净室吊顶内均布了8个高效过滤器，每个过滤器出风口处加设了扩散板，以更好地混合室内空气。高效过滤器选择计数效率为99.99%的B型过滤器，额定风量下的初阻力≤220Pa。经过核算，初效+中效+99.99%高效过滤能够达到千级净化的要求。

送风过滤程序：新风+回风→ 初、中效过滤→ 高效过滤→ 送入室内

回风采用双层彩钢板做回风道，在下风侧的彩钢板上设置了7个回风百叶口进行回风，回风经过贴墙回风管引自机房。在外墙下风侧安装余压阀一个，以保证房间内一定的正压，排除多余的风量。

在房间的入口处设置FL-DS型吹淋室1台，它是利用高速洁净气流吹落进入洁净室人员服装表面附着的尘粒。同时，由于进出吹淋室的两扇门是不同时开启的，所以它可以防止污染空气进入洁净室，从而兼起气闸作用。设计选用小室式吹淋室，每次只允许单人吹淋，效果较好。

在回风、新风、送风管路系统中均设有对开多叶调节阀，以达到风量调节的效果。

风管采用优质的镀锌钢板，在外侧加包阻燃的保温材料，以保证送风温度和洁净度。

照明系统灯具为洁净密闭灯箱，安装方式为明装，照度为200勒克斯。

3.5 机房内布置。

本设计洁净机房与真空泵房合用，在真空泵上空2.700m处设置了4.8m×2.8m的钢平台，做机组放置处。同时根据机组大小，在平台周圈预留一定宽度的检修通道，并设有600mm×700mm的直爬梯一个，方便人员上下。

洁净机组选用KQ-10000的空气处理机组，内含MDB-75型制冷机，制冷量为20KW。机组组合段包括：新回风混合段、初效过滤段、加热段、表冷段、中效过滤段、风机段、中间段。

新风从室外采集，新风口设在干净地段，距地不少于2.0m，且在附近无排风口。

根据消防防火的要求，本设计在送风管道出机组处和回风管道进机组处加设了防火阀。同时，为了减少管道的噪声及震动的传递，特在风机与风管的连接、弯头处设置了软接头、消声弯头。

冷源由制冷剂提供，热源为95/70℃热水，由室外热网提供。

3.6 洁净室的建筑装修和系统安装要求。

对建筑装饰材料的要求有光滑、耐磨、不产静电、不宜集尘、热绝缘性好等等，本着上述要求，本洁净室内地面选用水磨石地面，墙面选用双层彩钢板构成的彩钢墙壁。

洁净室的施工尤其强调严格的施工程序。一般依次为：留洞打底、各专业安装、内门窗安装、修补洞口及周边、基层打底、饰面抹灰和罩面板工程、嵌缝处理、油漆刷浆工程等。施工中应避免大面积的修补工作和返工。施工现场的环境温度应不低于10℃。

我们在考虑净化空调系统的风管及其零部件的制作过程中除按照一般通风空调系统的要求进行外，还要考虑其特殊性。

①场地：必须是已做好墙壁、门窗和地面且经常打扫的房间。

②密封：所有咬口缝、翻边处、铆钉处都必须涂密封胶。

③接缝：管道不允许有横向接缝，纵向接缝也要尽量减少，且当底边≤800mm时，在底边上也不允许有纵向接缝。

④加固筋：在管内不可以设置。

⑤法兰：四角应设螺钉孔，孔距≤100mm，螺钉、螺母、垫片、铆钉均应镀锌。

⑥测孔：管径大于500mm的管子应设清扫孔及各种测孔。

⑦存放：制作完成后用中性清洗液冲洗，干燥后用塑料膜封口待安装。

另外高效过滤器的安装是净化空调系统和洁净室施工安装的关键，也应注意以下几点：

①安装前清洁；

②系统应吹空清洁；

③洁净室应再次全方位清扫，如用吸尘器吸尘，我们不能用普通吸尘器，必须用配备有超净滤袋的吸尘器来清扫；

④如在吊顶内安装，吊顶内应进行彻底清扫，然后试运装系统在运行大于12h后再次清洁洁净室，这之后方可安装高效过滤器。

4　结论

在本次设计中，我们充分参阅了大量的设计技术资料，并在各专业人士的大力帮助下顺利完成，必须遵守设计规范和生产工艺要求，同时本着“ 风量降低、效果改善、节约能源、方便调节、提高性能” 的原则, 取得了较好的效果。并且在所有的设计中均能够使人员活动感到舒适、生产设备运转可靠，抵抗污染和抵抗动态干扰的空间是我们追求的理想场所，同时将排水、电气、建筑、机械、焊接等多专业紧密配合，严格按照GMP 的要求去执行，遵守合理有效的平面布局，严格划分各个有效区域，切断交叉污染和有利于生产操作四大原则。另外，还有几项指标的确定都应该引起我们的关注，如截面风速在风口风管的确定，噪声等级、照度及新风量的比例等等，在设计中我们一定不能忽视这几方面的因素。

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50073-2013洁净厂房设计规范[S].2013.

[2] 陈霖新.洁净厂房的设计与施工[M].北京:化学工业出版社,2005.

[3] GB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》[S]. 中国计划出版社， 2004.

[4] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50242-2002 《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》[S]. 2002.

Class No.:TU83Document Mark：A

(责任编辑：郑英玲)

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

孙月秋，硕士，讲师，渤海船舶职业学院。

1672-6758(2016)08-0036-3

TU831.3