第七章工业建筑设计教案

1、第七章 工业厂房空调系统设计概要第一节 工业厂房空调过程分析一、空气处理过程二、空气处理装置厂房空调设计案例o案例一 大面积联合厂房分层空调设计o案例三 单层无窗大厂房通风空调设计厂房空调设计案例o案例一 大面积联合厂房分层空调设计案例三 单层无窗大厂房通风空调设计通风量计算o冬季：？o夏季：？通风量计算o存在的问题：资料不全。o经验换气次数o车间1通风量计算o存在的问题：资料不全。o经验换气次数o车间2 空调车间通风量计算o存在的问题：资料不全。o经验换气次数o车间3送排风形式o一、送风机组送风o二、屋顶送风机o三、屋顶排风机送排风形式o车间1和车间3设局部排风罩，排除高温烟气送排风形式o车

2、间1和车间3设局部排风罩，排除高温烟气送排风形式气流组织形式o送排风之间距离尽可能远o互不干扰，送风口在主导风向的上风侧o车间一：车间二空调系统设计o负荷分析车间二空调系统设计o负荷节能关键点：o1、屋面冷负荷o2、新风冷负荷车间二空调系统设计o减少新风量的措施：车间二空调系统设计o大车间如何实现“减少车间的温湿度偏差”？消防排烟系统的设计o2车间怎么办？消防排烟系统的设计o一般通风系统的无窗厂房（70摄氏度）o安装空调系统的无窗厂房o成品仓库的无窗大厂房oA、自然排烟：采光排烟窗 面积1/50oB、机械排烟：排烟分区，挡烟垂壁。消防排烟系统的设计o排烟量多少？o换气次数 4-6次厂房空调设计

3、案例o案例二 大面积联合厂房分层空调设计大面积联合厂房分层空调设计o什么是分层空调？o冷负荷如何计算？送风量？o典型的气流组织形式？大面积联合厂房分层空调设计o案例二 大面积联合厂房分层空调设计大面积联合厂房分层空调设计大面积联合厂房分层空调设计o采用半集中式空调大面积联合厂房分层空调设计o采用半集中式空调大面积联合厂房分层空调设计o冷负荷计算方法 大面积联合厂房分层空调设计大面积联合厂房分层空调设计o辐射转移冷负荷的计算大面积联合厂房分层空调设计大面积联合厂房分层空调设计气流组织设计o喷口射流：阻挡作用、衰减。气流组织设计o喷口射流：阻挡作用、衰减。气流组织设计o喷口射流：阻挡作用、衰减。第

4、二节 空气洁净厂房空调系统设计o一、洁净室级别o二、洁净室的分类以及对相关专业的要求o三、净化空调系统的设计o四、洁净室的计算o五、空气净化处理第二节 空气洁净厂房空调系统设计o一、洁净室级别o二、洁净室的分类以及对相关专业的要求o三、净化空调系统的设计o四、洁净室的计算o五、空气净化处理国家标准 YY00332000 无菌医疗器具生产管理规范o洁净度等级 尘粒最大容许数/立方米 微生物最大容许数o 0.5m 5.0m 浮游菌/m3 沉降菌/皿o100级 3,500 0 5 1o10000级 350,000 2,000 100 3o100000级 3,500,000 20,000 500 10

5、o300000级 10,000,000 60,000 1000 15o*表中数值为平均值；沉降菌用90mm培养皿取样，暴露时间不低于30分钟。国家标准 GB50333-2002 医院洁净手术部建筑技术规范 o等级 手术室名称 空气洁净度级别 沉降法(浮游法)细菌最大平均浓度o 手术区 周边区 手术区 周边区 #o 特别洁净手术室 100级 1000级 0.2个(5) 0.4个(10) 5o 标准洁净手术室 1000级 10000级 0.75个(25) 1.5个(50) 5o 一般洁净手术室 10000级 100000级 2个(75) 4个(150) 5o 准洁净手术室 300000级 5个(1

6、75) 5o细菌最大平均浓度单位:前者为个/30min90皿,后者(包括号内)为个/m3.o#即表示:表面最大染菌密度(个/cm2) . o级眼科专用手术室周边区按10000级 要求.洁净室的分类o 按气流流型洁净室的分类o按气流流型洁净室可划分为：o 单向流洁净室o 非单向流洁净室o 混合流洁净室o 矢流洁净室一、单向流洁净室o1、单向流（层流）洁净室，其中又分垂直单向流洁净室和水平单向流洁净室。图1 单向流气流流型o2、单向流气流的净化原理是活塞和挤压原理，把灰尘从一端向另一端挤压出去，用洁净气流置换污染气流。包括有垂直单向流和水平单向流。o 垂直单向流是气流以一定的速度（0.25m/s0

7、.5m/s）从顶棚流向地坪的气流流型。这种气流能创造100级、10级、1级或更高洁净级别。但其初投资很高、运行费很高，工程中尽量将其面积压缩到最小，用到必须用的部位。o水平单向流是气流以一定的速度（0.3m/s0.5m/s）从一面墙流向对面的墙的气流流型。该气流可创造100级的净化级别。其初投资和运行费低于垂直单向流流型。二、非单向流洁净室1、非单向流洁净室的气流流型又可分为顶送下回；顶送下侧回；顶送顶回等。图2 非单向流气流流型o2、非单向流气流的净化原理是稀释原理。一般型式为高效过滤器送风口顶部送风；回风的型式有下部回风、侧下部回风和顶部回风等。依不同送风换气次数，实现不同的净化级别，其初

8、投资和运行费用也不同。三、混合流洁净室图3 混合流气流流型o混合流气流是将垂直单向流和非单向流两种气流组合在一起构成的气流流型。这种气流的特点是将垂直单向流面积压缩到最小，用大面积非单向流替代大面积单向流以利节省初投资和运行费。四、矢流（对角流）洁净室o 选上侧圆弧型高效过滤器风口送风，对侧下回风口回风的气流流型。图4 矢流气流流型o矢流洁净室的气流是以放射型的流线流出，流线之间没有竖向交叉，可用相对少量的送风获得较高级别的洁净度。多用在医药、医疗和电子等行业的小洁净室中。在某些特殊的实验室中也得到广泛的应用。五、各种气流流型洁净室的风量、冷量、初投资和运行费的比较（仅供参考）不同洁净级别洁净

9、厂房的送风量、冷量投资耗电的指标气流流型洁净级别（级）送风量（m/s）（次/h）耗冷指标（W/m2）投资指标（元/ m2）耗电指标（W/m2）单向流垂直101000.25m/s1300150010000130001.251.35水平1000.3m/s8001000500060000.91.0非单向流10005060次/h 600700280030000.250.33100002530次/h500600200022000.220.261000001520次/h350400140016000.130.16注：表中的送风量、单向流以断面风速表示， 非单向流以换气次数表示。 表中冷量指标一般指电子工业

10、洁净厂房。表中的初投资包括洁净厂房的围护、冷冻供应系统、空调净化系统，不含土建结构和自动控制的投资。表中的耗电量系指制冷系统和空调送风系统耗电，不含电加热和电加湿的耗电量。按洁净室主要的控制对象洁净室的分类o按洁净室主要控制对象划分洁净室又可划分为：o 工业洁净室o 生物洁净室一、工业洁净室o1、工业洁净室主要的控制对象是灰尘粒子（不分有生命的、无生命的）。o2、工业洁净室主要应用在电子、航天、航空、机械、化工、化学制药、能源、纳米等工业中。尤其是电子工业和光电子工业更是离不开洁净室和洁净技术。 二、生物洁净室o1、生物洁净室主要控制对象是有生命的、活的微生物粒子，如病菌、病毒等对人类、动物、

11、环境有害的粒子。o2、生物洁净室广泛地应用在医疗（洁净手术室、洁净病房）、生物制药、实验动物饲养、生物安全实验室、卫生防疫检疫的事业中。生物洁净室的发展速度非常快，而且得到了各方的认同和重视。三、工业洁净室与生物洁净室的差别工业洁净室与生物洁净室的差别表比较项目工业洁净室生物洁净室研究对象（主要）灰尘、粒子只有一次污染。微生物、病菌等活的粒子不断生长繁殖，会诱发二次污染（代谢物、粪便）。控制方法净化措施主要是采取过滤方法。粗、中、高三级过滤，粗、中、高、超高四级过滤和化学过滤器等。主要是采取：铲除微生物生长的条件，控制微生物的孳生、繁殖和切断微生物的传播途径。过滤和灭菌等。控制目标控制有害粒径

12、粒子浓度。控制微生物的产生、繁殖和传播，同时控制其代谢物。对生产工艺的危害关键部位只要一颗灰尘就能造成产品的极大危害。有害的微生物达到一定的浓度以后才能够成危害。对洁净室建筑材料的要求所有材料（墙、顶、地等）不产尘、不积尘、耐磨擦所有材料应耐水、耐腐且不能提供微生物孳生繁殖条件。对人和物进入的控制人进入要换鞋、更衣、吹淋。物进入要清洗、擦拭。人和物要分流，洁污要分流。人进入要换鞋、更衣、淋浴、灭菌；物进入要擦拭、清洗、灭菌；空气送入要过滤、灭菌，人物分流，洁污分流。检测灰尘粒子可用粒子计数器检测瞬时粒子浓度并显示和打印。微生物检测不能测瞬时值，须经48小时培养才能读出菌落数量。洁净室洁净度等级

13、标准ISO 14644-1o一、ISO-14644是国际标准，现在美国、欧洲、日本、俄罗斯和我国都采用此标准，美国原来应用的是美国联邦标准209A、B、C、D、E，现在美国也不用了。原来我们熟悉的100级、1000级、10000级和100000级都是源自美国联邦标准FS 209B，现在它们分别被国际标准ISO-14644标准中的5级、6级、7级和8级所替代。空气洁净度等级（N）表中粒径的最大浓度限值（个/m3）0.1m0.2m0.3m0.5m1m5m1102/210024104/31000237102358/4100002370102035283/51000002370010200352083

14、229610000002370001020003520083202937/3520008320029308/3520000832000293009/352000008320000293000 ISO-14644的洁净度等级标准列如下 洁净室及洁净空气中悬浮粒子的洁净度等级ISO-14644o注： 每点应至少采样3次。o 本标准不适用于表征悬浮粒子的物理、化学、放射及生命性。o 根据工艺要求可确定12粒径。o 根据要求粒径D的粒子最大允许浓度由下式确定（粒径0.1m5m）o o （个/m3）o式中N为洁净度等级在19级中间可以0.1为最小单位递增量插入。 2.08Nn(0.1/D)10C二、国标

15、洁净等级标准ISO- 14644与各国洁净度等级标准的比较如下 国际标准ISO-14644与各国标准的比较表国际标准ISO-14644中国标准GB 50073美国标准FS 209E俄国标准TOCT 50766日本标准TIS 9920德国标准/P0/11/P11122/P22233M1.5P33344M2.5P44455M3.5P55566M4.5P66677M5.5P77788M6.5P88899/P9/9注：美国联邦标准FS 209E已经停止使用4 洁净室的消防、节能和环保o4.1 洁净室的消防o4.1.1 洁净室的建筑消防o一、洁净室建筑不利于防火的因素o1、空间密闭、围护结构气密性好，一

16、旦火灾温度会迅速上升，大量烟气不易排出，令人窒息又不利于疏散和扑救。o2、洁净室建筑内各种关卡多，对外出口少，疏散通道不畅，延长了疏散距离和时间。o3、洁净室建筑装修有一些高分子的合成材料会产生浓烟和毒气。工艺生产中往往会使用大量的易燃易爆的化学物质也是洁净室潜在的火灾威胁。o因此洁净室的防火和人员疏散非常重要。二、洁净室建筑耐火等级o1、甲乙类洁净室建筑的耐火等级应为一级或二级，宜为单层建筑，其最大占地面积不易超过3000 m2。o2、丙、丁、戊类洁净室建筑的耐火等级可为一级或二级，可为单层或多层，除丙类建筑占地面积不应超过8000 m2（单层、二级）；6000 m2（多层、二级）；4000

17、 m2（多层、三级）外，丁类和戊类占地面积不限 三、洁净室人员的安全疏散o在进行洁净室平面规划时考虑人员疏散的原则o1、疏散路线要简捷明了，便于寻找和识别。o2、疏散路线要做到步步安全（着火房间房间门疏散走道楼梯间室外）。o3、扑救线路不要与疏散路线交叉。o4、疏散通道要通畅，少曲线，少高低不平，少宽窄变化。o5、疏散方向至少有2个可供人员疏散。o6、疏散门的开启方向应有利于人员的疏散逃生。第二节 空气洁净厂房空调系统设计o一、洁净室级别o二、洁净室的分类以及对相关专业的要求o三、净化空调系统的设计o四、洁净室的计算o五、空气净化处理o2、排风量的计算o通风柜的排风量 洁净室净化空调系统的节能

18、o 洁净室的空调负荷o洁净室的净化空调负荷由下面几部分组成：o一、室内负荷o主要包括：o1、室内作业人员的散热、散湿负荷。o2、室内照明灯具的散热负荷。o3、洁净室围护结构（墙、顶、地、门、窗）的传热、传湿负荷。o4、生产设备和生产过程的散热、散湿负荷。o二、洁净室新风处理的热、湿负荷。夏季是降温去湿；冬季是加热、加湿。o三、空气循环时风机（或FFU）的温升和水泵的温升负荷。o4.2.2 洁净室的空调负荷特点o一、高级别洁净室（100级，10级，1级）是垂直单向流洁净室，其送风机的风量非常大，高达400500次/h换气，而且风机的压头也很高，一般多在10001500Pa，因此风机温升的负荷大。

19、按理论计算：在集中送风方式的系统中，风机的温升为1.5，仅此一项的负荷就是500700W/m2；如果采用FFU送风方式，风机温升的负荷也要250350 W/m2。因此，风机温升的负荷大是其一个负荷特点。o二、服务于微电子和光电子的高级别洁净室因工艺排风量大，所以新风量也很大，新风量一般在1020次/h换气；因此，处理如此多新风的负荷大约为400800 W/m2；个别工艺的排风量更大，固新风负荷也还会更大。因此新风负荷大是其第二个负荷特点。o三、生产设备和生产过程的散热、散湿负荷大，是高级别洁净室的第三个负荷特点。生产负荷的大小是与工艺生产本身的性质、生产设备的密闭、保温、通风以及水冷却的情况有

20、关。o四、围护结构的传热、照明灯具的散热以及作业人员的发热这三项负荷相对比较小，三项负荷之和还不足总空调负荷的10%（其中：照明负荷大约2530 W/m2；围护结构负荷大约2030 W/m2；作业人员负荷大约1015 W/m2），这是高级别洁净室第四个负荷特点。洁净室空调净化系统的节能措施o研究高级别洁净室的空调净化系统节能，应首先从分析其空调负荷特点入手，抓住空调负荷中的主要矛盾，才能事半功倍。从前面可知，高级别洁净室空调负荷中占90%以上的负荷是：新风负荷、风机温升负荷和工艺设备和工艺过程负荷三项。这是它的主要矛盾。o一、降低新风空调负荷的节能措施o1、减少排风量。改进工艺和工艺设备，尽可

21、能不排风，少排风。采取密闭式排风罩在同等的排风效果下尽量减少排风量。o2、减少正压漏风量。加强洁净室围护结构的密封性，既能保持洁净室必要的正压值，又可减少所需的正压漏风量。o3、提高新风空气处理设备的效率。二、降低风机温升负荷的节能措施o1、在确保洁净室洁净度的前提下，尽量减少送风量，尽量用局部高净化来替代全面高净化。o2、加强空调设备和空调系统的密闭性，减少漏风量。o3、采取净化送风与空调送风分离的送风方案，使90%的净化送风量就近循环以减少风机温升负荷。o4、采用FFU加新风机组加干盘管的送风方式以减少风机温升负荷。o5、提高风机效率，采取变频措施。o三、工艺设备和工艺过程的发热是工艺生产

22、本身的问题，只能依靠工艺自己来解决。四、除上述措施之外，还可采取如下措施o1、合理选择和确定洁净室内的工艺参数（温度、湿度、洁净度）o洁净室的净化空调是重点能耗大户，因此在选择和确定洁净室的洁净度和温、湿度时要慎之又慎。即在满足生产工艺要求的前提下，不应过高过严要求。否则，其能耗会大幅度上升。有专家分析计算洁净室内温度放宽1时其能耗可节省3%左右；其相对湿度放宽5%时其能耗又可节省3%左右。另外负荷计算时安全裕量不应留有过大，否则设备的耗电会大大增加，为了今后的发展最好留有动力设备的空位。2、优化净化空调系统空气处理过程o净化空调系统空气处理过程的优化对节能的效果十分明显，优化的目的就是减少或

23、消除冷热抵消现象和降低风机温升。o在“洁净手术部和医用气体设计与安装”的国家标准图的例题中的计算结果是这样的：对于一级洁净手术室（北京）夏季耗冷量，当采用一次回风系统时是60 kW，而采用二次回风系统时只有25 kW，当采用新风机组深冷抽湿处理时其耗冷量只有20 kW。3、合理选择净化空调设备o 设计建造洁净室时要选用高效率的净化空调设备（冷机、风机、水泵）。o 选择低阻高效的过滤设备，风机和水泵的压头选择不宜过高。o 电动设备最好采取变频措施。o4、低位热能的利用和废热的回收o低位热能和废热回收的潜力非常大。现在很多专家在这方面进行了大量研究，如：工艺冷却水的回收和利用；喷水气化潜热的利用；

24、冷冻机、空压机废热的回收以及利用冷冻水和中温水回水混合制造中温水等等。o5、加强水管和风管的保温。o6、减少冷热源的跑、冒、滴、漏。o7、采取热回收，充分利用废热。o8、尽量利用天然能源作空调系统的预冷和预热，如：太阳能、地下水、土壤能等。o9、利用蓄冰和蓄热等优惠政策。 生物洁净室尤其是生物安全实验室的排风一般含有活性的有毒有害的病菌等微生物。因此这类排风须经过过滤灭菌后再排放。如手术室的排风须经过中效过滤方能排到室外；P3实验室的排风须经过高效过滤器过滤后方能排到室外；P4实验室的排风须经过两级高效过滤器过滤后才能排到室外。为了安全最好采用袋进袋出的高效过滤器装置。o洁净室设计o 洁净室净

25、化空调设计程序步骤o设计前的准备工作及应收集的有关数据和资料o一、收集国家和地方有关洁净室建设的政策，标准，规范o1、洁净度等级的国家标准和国际标准ISO 14644o2、“洁净厂房设计规范”GB 50073-2001o3、“电子工业洁净厂房设计规范”（修订中）o4、“制药工业洁净厂房设计规范”（修订中）o5、“医院洁净手术部建筑技术规范”GB 50333-2002o6、“实验动物环境及设施”GB 14925-2001o7、“生物安全实验室建筑技术规范”GB 50346-2004o8、“洁净室施工验收规范”JGJ 71-90o9、“电子工业洁净厂房施工及验收规范”（制订中）o10、“采暖通风与

26、空气调节设计规范”GB 50019-2003o11、“通风与空调工程施工质量验收规范”GB 50243-2002o12、“建筑设计防火规范” GB 50016-2008o13、“高层民用建筑设计防火规范”GB 50045-2001等。o二、该项目的“可行性研究报告”以及上级主管部门对报告的批复意见；该项目的“设计任务书”和建设方对该项目建造的有关要求、意见和建议。o三、该项目建厂地区的气象资料、水文地质资料和周围大气污染的环境状况。o四、洁净室内生产工艺对净化空调的要求和必须收集的生产工艺的技术条件和有关数据、资料：o1、洁净厂房内的生产工艺设备平面布置图和设备清单，以及工艺对吊顶高度的要求。

27、o2、工艺对洁净室内的洁净度、温度及精度、相对湿度及精度、正压、振动、噪声、照度、静电、屏蔽等要求，越具体越好。o3、洁净室内生产工艺设备的产热量、产湿量、产尘量。各设备的安装功率、效率、热转化系数和同时使用系数等。o4、洁净室内生产工艺设备的局部排风量、排放气体的性质、成份、浓度和废气排放量以及废气治理方法。o5、洁净室内生产运行的班次、运行规律、生产的最大班人数。净化空调系统和排风系统的划分原则o根据建筑专业提供的建筑平面图，工艺专业提供的工艺设备平面图和工艺对各洁净室的洁净度，温、湿度等环境的要求，即可进行净化空调系统的划分工作。o一、净化空调系统的划分原则o1、洁净度，温、湿度及其精度

28、相同或相近的洁净房间宜划为一个净化空调系统。便于洁净度和温、湿度的控制。o2、距离较近的洁净房间宜划为一个系统，可减少系统管道的长度和管道交叉。o3、有条件时可将4级、5级单向流和6级、7级、8级非单向流组成混合流净化空调系统。o4、洁净室不宜与一般空调房间合为一个系统。o5、使用规律和使用时间不相同的洁净室不宜合为一个净化空调系统。o6、产尘量大、发热量大、有害物多、噪声大的房间宜单独设计为一个系统。o7、混合后会产生剧毒、引起火灾和爆炸的房间不应合为一个净化空调系统。o8、有剧毒和易燃易爆的甲、乙类房间应单独设系统，而且应为不回风的直流系统。o9、一个净化空调系统不易过大。一般情况下，净化

29、送风量不宜超过100,000 m3/h，否则空气处理设备过大、噪声大、送回风管道大、占空间和面积大，使用也不灵活。o10、净化空调系统划分时还应考虑到送风管、回风管、排风管以及水,电,气等管线的布置，尽量作到合理、短捷、使用管理方便，尽量减少交叉和重叠。o11、净化空调系统新风的热湿和净化处理可集中也可分散设置。二、工艺设备局部排风系统的划分原则o1、工艺设备的局部排风系统不宜过大，每个排风系统的排风点数不宜过多，这样排风管理调节方便，排风效果好。o2、一个排风系统不宜跨在两个或两个以上的净化空调系统。o3、混合后产生剧毒、爆炸、火灾、凝水、结晶和有害物的排风不应合为一个排风系统。o4、使用规

30、律不同房间和设备的排风不应合为一个排风系统。 空调负荷计算（热湿、风量、水力三大平衡计算）o一、洁净室的热负荷计算（热平衡计算）o1、洁净室的热负荷包括下列各项:o 围护结构的传热负荷计算：tFKQii传 （kW） 式中：Ki 围护结构的传热系数（W/m2） Fi 洁净室围护结构的面积（m2） t 洁净室内外温差（） 室内人员的热负荷计算 人员的显热负荷 Q人显 = nq人显（kW）o 人员的潜热负荷 Q人潜 = nq人潜（kW）o 人员的全热负荷 Q人全 = Q人显+ Q人潜（kW）o 式中：n 室内的人数（人）o q显 每个人的显热负荷（kW/人）oq潜 每个人的潜热负荷（kW/人） 室内

31、的照明负荷计算o （kW）o 式中：N 照明设备的功率（kW）o n0 整流器消耗的功率系数（n0=1.01.2）on1 安装系数（明装n1=1.0，暗装n1=0.60.8 ）on3 照明设备的同时使用系数。NnnnQ310灯 室内设备的产热负荷计算o 电热设备热负荷 Q设热 = n1n3n4N（kW）o 电动设备热负荷 Q设动 = n1n2n3N/（kW）o 电子设备热负荷 Q设电 = n1n2n3N（kW）o式中：N 设备的功率o n1 安装系数（n1= 0.70.9）on2 负荷系数（n2 = 0.30.7）on3 同时使用系数。on 4 通风保温系数。o、洁净室总的热负荷计算o总显热负

32、荷 o总全热负荷 FFUQQQQQQ设灯人显传显FFUQQQQQQ设灯人全传显二、洁净室的湿负荷计算（湿平衡计算）o洁净室的湿负荷包括下列各项：o1、室内人员产湿计算：o （kg/h）o式中：w人 每个人的湿负荷（kg/h人）o2、室内设备的产湿计算o （kg/h）o 式中：F 产湿设备的水蒸发面积（m2）o 产湿设备单位面积的水蒸发量（kg/m2h） o3、洁净室总的湿负荷计算o 人人wnW设设wFW设人WWW 三、洁净室的风量计算（风平衡计算）o1、洁净室的送风量的计算o洁净室的送风量不仅仅能消除洁净室的总的余热，余湿以保证洁净室的温度和相对湿度；而且，洁净室的送风量还应能消除室内产生的灰

33、尘等粒子的污染，以保证洁净室的洁净度等级。因此，洁净室的送风量应为消除余热的送风量，消除余湿的送风量和消除粒子污染的净化送风量三者之间最大的送风量为该洁净室的送风量。 t i o 消除洁净室内余热的送风量计算：o （m3/h）o式中：Q显，Q全分别为洁净室的显热和全热负荷（kW）o c 空气的比热（1.01 kJ/kg）o 空气的密度（1.2 kg/ m3）o 洁净室的送风温差（）o 洁净室的送风焓差（kJ/kg） i/Qtc/QL全显热 消除洁净室内余湿的送风量计算：o （m3/h）o式中：W 洁净室的湿负荷（g/h）o 空气的密度（1.2 kg/ m3）o 送风的绝对含湿量差（g/kg）o

34、 消除（稀释）室内产生粒子的净化送风量计算：o在一般情况下，由于室内产尘量G很难准确，因此,在工程中都不用上述公式计算送风量。而采用断面风速法（单向流洁净室）和换气次数法（非单向流洁净室）进行净化送风量的计算。d/W1000L湿 o气流流型和送风量（静态）空气洁净度等级气流流型平均风速（m/s）换气次数（次/时）14单向流0.30.5/5单向流0.20.5/6非单向流/50607非单向流/152589非单向流/1015注： 表中换气次数适应于层高小于4.0m的洁净室。 室内人员少、热源少时，宜采用下限值。2、洁净室的新风量计算o洁净室的新风量不仅仅要补充洁净室的排风量和维持洁净室正压的泄漏风量

35、，同时还要保证洁净室内工作人员每人每小时不小于40m3的新鲜空气量的要求。因此oL新 = L排+L正n40 （m3/h）o 式中：L排 洁净室总的排风量（m3/h）o L正 维持洁净室正压的总泄漏风量（m3/h）o n 洁净室内人数o 洁净室内设备局部排风量计算o L排 = 3600FV （m3/h）o 式中：F 排风罩的开口面积（m2）o V 开口部的平均风速（m/s）o 洁净室正压泄漏风量计算：o正压泄风量可用缝隙法和换气次数法进行计算：o 缝隙法o 式中：q 单位缝隙长度的漏风量可查表（m3/hm）o l 缝隙长度（m）o 漏风系数o 换气次数法可查表得到。 lqL正 围护结构单位长度缝

36、隙的渗漏风量表（m3/hm） 门窗形式压差（Pa）非密闭门密闭门单层密闭固定钢窗单层密闭开启钢窗传递窗壁板5170.3102461.04.53.00.6153081.36.04.00.8203691.57.05.01.02540101.78.05.51.230441.43548122.19.07.01.54052132.310.07.51.74555152.510.58.01.95060162.611.09.02.0 洁净室的压差值与房间换气次数表（次/时）压差（Pa）有外窗密封较差有外窗密封较差无外窗土建式50.9152.21.

37、81.5203.02.52.1253.63.02.5304.03.32.73405.04.23.2450四、净化空调系统的水力计算（水力平衡计算）o净化空调系统的水力计算包括水系统和风系统的水力计算两大部分。水系统（冷冻水和冷却水系统）的水力计算，其目的是为了进行水系统的阻力平衡（减少失调）选择管径和水泵；风系统（送风系统、回风系统、新风系统、排风系统）的水力计算主要目的是为了确定风管的管径（尺寸）和选择风机（送风机、排风机）。o系统的水力计算其实就是系统的阻力计算。o系统的总阻力H总= （Pa）o式中： 各管段的磨擦阻力（Pa）。o

38、Z 各部件的局部阻力（Pa）。 ZPm o1、磨擦阻力 （Pa）o式中： 磨擦阻力系数。o D 管道的“直径”（m）o 圆形管道D即是圆的直径。o 矩形管道D为当量直径 a和b均为矩形的边长（m）。o v 流体在管道中的平均流速（m/s）。o 流体的密度（kg/m3）。o L 管道的长度（m）。o 流体的动压头（Pa）。 o2、局部阻力 （Pa）o式中： 空调净化系统中配件的局部阻力系数。L2vDP2mba2abD2v2（Pa） 2vZ2七个典型的空气处理系统即空气处理过程的优化o第一大类：三种，第二大类：四种o净化空调机组（空气处理机组AHU）集中设置在空调机房内，全部的净化空调送风均在净化

39、空调机组内进行净化和热、湿处理，然后由庞大的送风管道将全部的送风输送到洁净室的吊顶上部，再经过设在洁净室吊顶上的终端高效过滤器或高效过滤器送风口过滤后送到洁净室内，来实现洁净室工艺生产所需要的温度、湿度、洁净度和房间的压差，洁净室的回风经回风口、回风管再接回到空调机房的净化空调机组内与新风混合后重复进行净化和热、湿处理。o此方案又可分为全新风送风方案（直流系统）；一次回风方案；一、二次回风方案和(MAU)加(FFU)方案等四种不同的净化空调送风型式。o这种送风方案是当前洁净室特别是非单向流洁净室应用最广泛的净化空调送风方案。这种送风方案的系统划分明确，风量和温、湿度控制调节都单一。o但是洁净度

40、级别较高、送风量较大时，存在着空调机房占面积大，送、回风管体积大占面积和占空间大，送、回风管道长，送风机的余压高，噪音大,风量输送耗电量大等问题。因此，这种送风方案较适用在低级别的非单向流洁净室的送风，对5级以上的单向流洁净室送风就不太经济合理了。一、AHU全新风的净化空调送风方案（直流系统）o全新风净化空调送风方案是用于特殊的不允许回风的洁净室的送风方案中。如：洁净室内工艺生产类别为甲、乙类火灾危险等级或工艺过程产生有剧毒等有害物不允许回风的洁净送风系统中。其原理图和焓湿图如下。o 示意图 焓湿(i-d)图空调机组（AHU）全新风空气处理方案示意图及焓湿图 二、AHU 一次回风的净化空调送风

41、方案o一次回风的送风方案多用在洁净室内的发热量或产湿量很大，消除室内余热或余湿的送风量大于、等于或近于净化送风量的低洁净度等级的非单向流洁净室中。此方案的原理图和焓湿图如下：示意图 焓湿(i-d)图空调机组（AHU）一次回风空气处理方案示意图及焓湿图三、AHU 一、二次回风的净化空调送风方案o为了节能、消除空气热湿处理过程中的冷热相互抵消，在洁净室净化送风量大于其消除余热、余湿的空调送风量时，最好采用一、二次回风方案，将二次混合点设计在系统送风点上,该方是最节能、最经济的送风方案。其原理图和焓湿图如下：示意图 焓湿(i-d)图空调机组（AHU）一、二次回风空气处理方案示意图及焓湿图四、MAU+

42、RAU的净化空调送风方案o此方案多用于多个洁净室其洁净度，温、湿度要求不同，室内的产热量和产湿量也不尽相近，为了确保每个洁净室的洁净度，温、湿度及其精度的要求,就要设置多个循环机组,循环机组的送风量是净化送风量,并且在机组内设置必要的热、湿处理设备,用来补充新风机组热、湿处理的不足和保证该洁净室温、湿度精度的微调节。o由于循环机组设在洁净室的吊顶上面，循环机组的送风余压相对都较小，机组体积和机组噪声、振动也较小，送回风管也比较短小；但是，要注意循环机组的凝结水排放问题，往往这种方案的问题都出在凝结水排放的处理上。此方案的新风机组设在空调机房内，这些洁净室所需的新风全部由新风机组（MAU）进行净

43、化和热湿的集中处理。然后分配到每一个循环机组内与其回风混合。o新风机组的新风量不仅仅要补充各洁净室的排风还要保证每个洁净室的正压。新风机组的热湿处理最好到某洁净室空气的机械露点上，如果将新风热湿处理点低于洁净室的机械露点作到新风不仅承担新风本身的湿负荷，而且还将洁净室的湿负荷也消除掉，此时循环机组内的表冷器可为干式表冷器。此方案的原理图和焓湿图如下：示意图 焓湿(i-d)图MAU加RAU空气处理方案示意图及(i-d)图o净化送风和空调送风分离的方案，此方案通常被称作半集中式或分散式的送风方案。o为了大大地节省运行时的能耗，将消除洁净室内余热、余湿的空调送风量（通常大大地小于洁净室的净化送风量）

44、，由设在空调机房内的新风机组（MAU）进行必要的净化和热湿处理，而将占总送风量5090%的保证洁净室洁净度的净化送风量由设在洁净室附近的循环机组进行净化和补充的热、湿处理，或直接采用吊顶上的FFU（风机过滤器机组）和干盘管来解决洁净室的洁净度等级和温度的微调节。 o第二大类：净化送风与空调送风相分离的送风方案，不仅可节省运行的能耗，而且大大地减少了空调机房面积，省掉了庞大的送、回风管道，降低了洁净室的空间高度。此种净化空调送风方案又可分为：空调机组(AHU)加风机过滤器机组(FFU)方案,新风机组（MAU）加循环机组（RAU）加（FFU）方案；新风机组（MAU）加风机过滤器机组（FFU）加干冷

45、盘管(DC)方案等三种送风方案。 五、空调机组AHU(MAU）加风机过滤器机组（FFU）的净化空调送风方案o此方案中净化空调系统的全部热、湿负荷（洁净室内产生的热、湿负荷及新风的热、湿负荷）全部由设在空调机房内的空调机组来负担。此时，空调机组的送风量是消除本系统余热、余湿的空调送风量（其中包括全部新风和部分回风，但远远小于保证洁净室洁净度等级的净化送风量），它应能确保洁净室内的温度和相对湿度的恒定。o o而该洁净室的洁净度由设在洁净室吊顶上的风机过滤器机组（FFU）将净化送风量就地循环过滤来保证。此方案中应该注意的是，FFU运行过程中所产生的热量也应由空调机组来承担。此方案更适合用于在大面绩非

46、单向流洁净室内有局部的垂直单向流的混合流洁净室中。 其送风原理图和焓湿图如下：示意图 焓湿(i-d)图AHU加FFU空气处理方案示意图及焓湿图六、新风机组（MAU）加循环机组（RAU）加风机过滤器单元（FFU）净化空调送风方案o此方案多用于多个洁净室其洁净度，温、湿度要求不同，室内的产热量和产湿量也不尽相近，为了确保每个洁净室的洁净度，温、湿度及其精度的要求,就要设置多个循环机组,循环机组的送风量是净化送风量,并且在机组内设置必要的热、湿处理设备,用来补充新风机组热、湿处理的不足和保证该洁净室温、湿度精度的微调节。o。由于循环机组设在洁净室的吊顶上面，循环机组的送风余压相对都较小，机组体积和机

47、组噪声、振动也较小，送回风管也比较短小；但是，要注意循环机组的凝结水排放问题，往往这种方案的问题都出在凝结水排放的处理上。o此方案的新风机组设在空调机房内，这些洁净室所需的新风全部由新风机组（MAU）进行净化和热湿的集中处理。然后分配到每一个循环机组内与其回风混合。新风机组的新风量不仅仅要补充各洁净室的排风还要保证每个洁净室的正压。o新风机组的热湿处理最好到某洁净室空气的机械露点上，如果将新风热湿处理点低于洁净室的机械露点作到新风不仅承担新风本身的湿负荷，而且还将洁净室的湿负荷也消除掉，此时循环机组内的表冷器可为干式表冷器。o当多个洁净室中有若干个1级、10级、100级等高净化级别的垂直单向流

48、洁净室时，为了减少循环机组（RAU）的负担和送、回风管道的断面，此时循环机组仅解决该单向流洁净室的空调送风量，以保证洁净室的温度、相对湿度和洁净室的正压，而占90以上的绝大部分送风量有设在洁净室吊顶上的FFU来负担，以保证洁净室的高洁净度级别。此方案的原理图和焓湿图如下：示意图 焓湿(i-d)图MAU加RAU加FFU空气处理方案示意图及(i-d)图七、新风机组（MAU）加风机过滤器机组（FFU）加干冷盘管(DC)的净化空调送风方案o此方案是新风机组将新风处理到洁净室热湿比线与相对湿度95%线交点以下，新风机组不仅将本身的湿负荷去掉，而且还负担洁净室内产生的湿负荷，新风机组要确保洁净室所需要的相

49、对湿度。而新风机组热处理不足部分的干冷负荷将由设在洁净室吊顶上（或夹道内）的干表冷器来补充。因干表冷器是设在FFU循环空气通过的吊顶上或夹道内，因此，干表冷所弥补的干冷负荷被循环空气带到洁净室内。 o由新风机组处理过的新风用管道以最能与FFU循环空气均匀混合的方式送到洁净室的送风静压箱内。oFFU布置在洁净室的吊顶上，与新风混合的循环风经FFU被高效过滤器过滤后送到洁净室内，以保证洁净室的洁净度。FFU的规格以1200mm600mm和1200mm1200mm居多，其断面风速应为0.45m/s，余压应120Pa，噪声应50dB(A)为好。FFU的风机风量应可调，高效过滤器应可更换。o干冷盘管一般

50、由双排组成，为了减小阻力铝翅片间距3mm，阻力损失应为3040Pa，循环风通过干盘管的面风速20粒径粒径1m，7020粒径粒径1m，9970粒径粒径05m，99.995 5080100120 效率为大气尘效率为大气尘计数效率计数效率 高效高效A高效高效B高效高效C高效高效D999999999999粒径粒径01m ， 99999999999999粒径粒径01m ， 99999190220250280A，B，C三类效三类效率为钠焰法效率为钠焰法效率；率；D类效率为类效率为计数效率；计数效率；C、D类出厂要检类出厂要检漏漏 过滤器的主要特性指标过滤器的主要特性指标o特性指标：面速和滤速，效率，阻力，

51、容尘量。特性指标：面速和滤速，效率，阻力，容尘量。一、面速和滤速一、面速和滤速面速：面速： （m/s） 滤速：滤速： （cm/s） 式中式中 Q 通风量，通风量，m3/h； F 过滤器断面面积，过滤器断面面积，m2； f 过滤器滤料断面面积，过滤器滤料断面面积，cm2。FQu3600FQfQv028. 01036001046 过滤器的主要特性指标过滤器的主要特性指标效率效率1、效率、效率 （4-3） 式中 过滤器的过滤效率，%； G3过滤器捕集到的粉尘数量，pc/s； G1过滤器进口气流中的粉尘数量，pc/s； Q 通风量，m3/s； N1过滤器进口气流中的含尘浓度，pc/L； N2过滤器出口

52、气流中的含尘浓度，pc/L。12121131)NNQNNNQGG（ 过滤器的主要特性指标过滤器的主要特性指标效率效率2、穿透率、穿透率 （4-4）式中 K过滤器的穿透率，%。3、净化系数、净化系数 （4-5）式中 KC过滤器的净化系数，%。 1KKKC1阻力阻力1、滤料阻力、滤料阻力（4-6）式中 p1 过滤器的滤料阻力，Pa； A 滤料的结构系数。2、结构阻力、结构阻力（4-7）式中 p2 过滤器的结构阻力，Pa； B 过滤器的结构阻力系数。3、全阻力、全阻力（4-8）式中 p 过滤器的全阻力，Pa； C 过滤器的全阻力，系数。Avp 1nBup 2mCvp 4.2 过滤器的主要特性指标过滤

53、器的主要特性指标容尘量容尘量容尘量：过滤器需更换时，其上所含有的粉尘量。容尘量：过滤器需更换时，其上所含有的粉尘量。指标：过滤器终阻力为初阻力指标：过滤器终阻力为初阻力2倍，或效率为初始效率的倍，或效率为初始效率的85%。4.过滤器的设计效率过滤器的设计效率o过滤器的出厂（鉴定）效率，过滤器的出厂（鉴定）效率，0.3mo过滤器的设计效率，过滤器的设计效率，0.5m可将可将0.5、0.6、0.8、1.0带入进行计算。带入进行计算。转换后有：转换后有：0.5m， = 0.99994% 0.5m， = 0.99998%23 . 0)/(12ddeKK 过滤器的串联效率过滤器的串联效率过滤器的串联效率

54、：过滤器的串联效率：一、高效过滤器的串联效率一、高效过滤器的串联效率例例计算二级高效过滤器的串联效率。计算二级高效过滤器的串联效率。条件：条件：)1 ()1)(1 (121n 大气尘浓度 M=106 pc/L粒径m0.60.8 1.0粒径分布0.410.050.07分级效率0.99910.999850.999940.9999840.99999921.0过滤器的串联效率过滤器的串联效率高效过滤器串联时，第二道过滤器降低不大。高效过滤器串联时，第二道过滤器降低不大。意义意义：二级或二级以上高效过滤器串联，比提高一级高效过滤器：二级或二级以上高效过滤器串联，比提高一级高效过