北京市某电子厂房工艺性空调工程设计大学论文

第1章工程概况以及设计初始资料1.1工程概况本工程是北京市某电子厂2号厂房工艺性空调工程，该项目在北京市一个经济发展区，总建筑面积：2890㎡，其中：孔调间主免机：约1800㎡，级房间主免机：275㎡。1.2工程技术要求基本要求：1.按照文献1的相关要求，参考文献2及《工艺条件及要求》进行设计，保证生产线能够相对独立地正常运行。本次设计主要考虑2#厂房首层9-10#涂布生产线洁净生产环境的建立；2.为相同的11-12#涂布生产线预留规划冷热源及空调设备位置；3.严格控制厂房内空气压力分布状况。生产线单独或同时运行时，应保证各生产线内设有排风点；4.如有必要，排风须经过有效过滤；排风系统应设置防倒流装置；排风中含有机挥发物的，需经适当处理后方可排放。5.提出空调系统自控方案及节能措施。6.系统风量的确定送风量：按照前述相关的设计规范及《生产线工艺条件及要求》确定；排风量：详见随附的《生产线工艺条件及要求》；新风量：除《生产线工艺条件及要求》的明确要求外，房间内工作人员数量：生产用房按1人/16.8m3统计，检验及管理用房按1人/6m3统计，房间面积小于统计面积时，按最小统计面积计算。按卫生要求新风量舒适区30m3/（人.h），洁净区：40m3/（人.h）。1.3工程冷热源初始资料冷源：人工制备冷冻水，需自行设计选择系统及设备，要求冷冻水的供回水温度为7℃-12℃；热源：开发区外网提供0.4MPa热水。选择设计换热器、加湿器，使其能够对实际所需的蒸汽量进行调节，实现测量与控制。软化水由该厂软化水站直接提供，本次设计不涉及该项内容。为相同的11-12#涂布生产线预留规划冷热源及空调设备位置软化水由该厂软化水站直接提供，本次设计不涉及该项内容。1.4设计内容及任务详见任务书。1.5当地室外气象参数查手册可知北京室外参数如下[3]：表1-1北京市室外气象参数[1]P102夏季空调室外计算干球温度冬季空调室外计算温度夏季空调室外计算湿球温度冬季空调室外计算相对湿度夏季空调室外计算平均温度冬季通风室外计算温度夏季室外平均风速冬季室外平均风速夏季室外大气压力冬季室外大气压力1.6室内计算参数为了使厂房内室内参数更加直观明了，将洁净区内的参数列于表1-1中。表1-2洁净房间室内参数汇总表类别名称夏季冬季温度（℃）湿度（%）温度（℃）湿度（%）舒适区办公用房128±1℃55±15%18±1℃55±15%办公用房228±1℃55±15%18±1℃55±15%办公用房328±1℃55±15%18±1℃55±15%厕所28±1℃55±15%18±1℃55±15%附属用房128±1℃55±15%18±1℃55±15%附属用房228±1℃55±15%18±1℃55±15%附属用房328±1℃55±15%18±1℃55±15%附属用房428±1℃55±15%18±1℃55±15%仓储区28±1℃55±15%18±1℃55±15%包装区28±1℃55±15%18±2℃55±15%洁净区脱外衣26±1℃55±10%20±2℃55±10%男更26±1℃55±10%20±2℃55±10%女更26±1℃55±10%20±2℃55±10%缓冲26±1℃55±10%20±2℃55±10%人流洁净走廊26±1℃55±10%20±2℃55±10%物料暂存27±1℃55±10%20±2℃55±10%9#清洗间26±1℃55±10%20±2℃55±10%9#清洗区27±1℃65±10%20±2℃65±10%上料区26±1℃55±10%20±2℃55±10%10#清洗间26±1℃55±10%20±2℃55±10%10#清洗区27±1℃65±10%20±2℃65±10%涂布缓冲间23±1℃30±5%23±1℃30±5%9#涂布间21±1℃25±5%21±1℃25±5%集中控制室23±1℃55±10%23±1℃55±10%10#涂布间21±1℃25±5%21±1℃25±5%干燥区27±1℃60±10%20±2℃60±10%1.7工艺流程人流：脱外衣→更衣→更衣缓冲间→风淋室→上料区→风淋室→涂布缓冲间→集控室；物流：脱外包→物料暂存→上料区→清洗间→清洗区→涂布间→干燥区→包装间→仓储区。第2章负荷计算第2章负荷计算2.1工程原始资料（1）崴强：点子厂房外强风味三层，嘴歪层风味上下量层，1.2m以下为昏宁图气枪，1.2m以上为菜色刚板报文家新板材，加薪材料为100mm剧本一席板，中间层为50mm空气层，里层为50mm彩钢板。其中，，保温层厚度90mm，K=0.47W/㎡·℃。（2）那其NG：采用50mm剧本才刚板；（3）顶棚构造：采用颜面才刚板猜聊；（4）外窗构造：采用Low-E中空玻璃[4]，K=2.7W/㎡·℃。（5）地面构造：应用贴土非保温地面，K值采用地带划分值计算。（6）房间类型：轻型。2.2负荷计算基本内容逐次对为胡机构、等广找名、师内设备、关岛及其塔式内热源三适量，任源三热量等分别进行了负荷计算，最后汇总各类冷负荷，并最终求出制冷的设计冷负荷。2.3冷负荷计算2.3.1外企活无免副和该部分形成的计机蒜是可楞副和Q（W）,通常按下式[4]计算：（2-1）2.3.2外窗冷负荷该部分温差传热形成的计算时刻冷负荷Q（W），通常按下式[4]计算：（2-2）2.3.3外窗辐射冷负荷该部分辐射形成的计算时刻冷负荷Q（W），按下式[4]计算：（2-3）2.3.4闷顶及内墙冷负荷墙、窗、闷顶等结构，相邻房间不是空调房间时，其冷负荷按下式[5]计算：（2-4）注：根据表2-1，本次的，表2-1邻室计算温差邻室散热量（℃）很少（如办公室、走廊）0～2<23W/㎡323～116W/㎡5>116W/㎡72.3.5地面冷负荷离外墙2m内计算方式如下式：(2-6)2.3.6人体显热冷负荷可按下式[4]计算：(2-7)2.3.7灯具冷负荷可按下式[4]计算：(2-8)2.3.8设备冷负荷可按下式[4]计算：（2-9）2.3.9人体潜热冷负荷人体潜热，可按下式[4]计算：（2-10）冷负荷计算表详见附录1.2.4湿负荷计算本工程中在房间形成的湿负荷，主要由人员散湿形成，如果有特殊工艺如清洗间，则要单独计算湿负荷。2.4.1人体散湿量计算时刻的散湿量D（kg/h）可按下式[4]：（2-11）2.4.2水面蒸发散湿量该时刻敞开水面的散湿量D（kg/h）可按下式[4]：（2-12）湿负荷计算详见附录1。2.5热负荷计算由于本适区冬季采管加新风向室供暖，房间持正压，故不考冷的渗与入。且冬季考虑地传。按下列步骤计算：（2-13）热负荷计算表见附录2。第3章系统划分及风量确定第3章系统划分及风量确定3.1系统的划分洁净室系统划分有按朝向、使用时间、室内温系统单湿系统单度条件、热负荷系统单特性、排系统单风，按洁系统单净度等系统单级、工系统单艺性系统单质共七种划分原则[6]。本设计主要考虑满足涂布生产工艺要求和控制需求，依生产区的洁净度等级，室内参数和工艺流程将整个车间划分为5个系统，其中涂布车间采用ISO5级系统；另外干燥区、清洗间和清洗区等对除热除湿要求较高的区域分为一个ISO7级系统；洁净区其余更衣、上料、人流洁净走廊、集控室设置成单独系统单系统；舒适区分为办公区和仓储区分为两个系统。遵循按室内温湿度条件、热负荷特性、排风综合进行划分，同时满足各系统单独控制且不交系统单叉污染。系统划分图（参见图3-1）。图3-1系统划分示意图3.2系统风量的计算根据房间内的换气次数计算先确定各空调房间必需的送风量（对于五级间通过截面风速确定），同时求出新风量，进而求得排风量及系统总的回风量。对于余热余湿大的房间，还需余热余湿的校核计算；3.2.1新风量的确定在不知道排风两盒包吃室内镇压得请框下抱枕该是内的保证供给洁净室内的新鲜空气量大于等于40m³/（h·人）的新风量之间取大值[7]。3.2.2送风量的确定在计算室内送风量时因在三个量之间选取最大值，这三个量分别为：保证空气洁净度的送风量，根据冷、湿负荷计算的送风量，向室内供给的新风量[7]。本工程对于非单向流房间先以为保证空气洁净度等级而确定送风量，该方法用换气次数法进行计算，之后再进行校核。换气次数法采用以下公式[8]：(m³/h)(3-1)对于ISO5级间，其换气次数按要求另用断面风速进行折算，计算表参见附录3。3.2.3回风量的确定在送风量确定并校核完毕之后，同时新风量也确定下来，依据回风量为送风量与新风量之差，回风量就可以随之确定下来。送、回、排风量的确定参见附录4。3.3有关自净时间的校核非单流的自间指的是室内从某污染物状态降低到某洁净状态所需要的时间。非单向洁净室的自经是间饭应了房间收到无然或会副的能力，故这个时间约段约好。单向流净自间一般不超过30min[6],可以用下式进行计算：（3-2）这个过程中，有关洁净室圆的值，根据汗成弄度文献[8]，定为pc/L，查得文献[2]得出N，进而得出自净时间。相关计算见附录5。3.4含尘浓度校核在洁系统单净室设计中，人在洁系统单净室内是主要的发系统单尘源，洁系统单净室内的人的发系统单尘量占到总量的80%-90%。针对室内的正常操作状态下的室内含尘浓度，，可根据(3-3)计算[9]。对于N，设单位面积的空间中（净高为3m），有1人的发尘量为粒/min，因此室内含尘浓度为：pc/L，其余部分的相关计算见附录6。第4章风管的水力计算第4章空调风系统方案与气流组织的确定本设计的风系统分为三种不同的系统，其中舒适区两种，为风机盘管加新风处理系统，并且新风不承担室内的负荷和仓储区的二次回风全空气系统；另外在洁净区分为两种，在净化级别低于ISO6级的厂房内，采用二次回风系统，二次回风经过空调机组；净化级别高于ISO6级（含6级）的厂房内采用（MAU）+（FFU）的方案进行空气处理。关于本次设计当中的气组织，同样分为两种不同形式，分别为舒适区送顶回，洁净区顶送4.1舒适区方案的确定在本次设计中，舒适区面积约为1150㎡，相比于洁净区来讲，面积较大，但仍要对独立房间具有较高的控制能力，比如包装区，办公室等。在舒适区办公室如果做一次或者二次回风，一来不好控制各个房间的运行参数，二来系统不容易平衡，相互之间独立性差。此外，风系统单机盘系统单管可灵系统单活系统单调节室内的温度，当无人时，机组可停止运行，节约成本和能源；对于工业厂房而言，将来扩建时，增设风盘也相对容易一些。因此本次设计办公区采用新风加风机盘管的空气处理方案：由于仓储区面积较大，分布区广，且不用灵活调控各个区域，故采用全空气系统。针对这个方案，在本次设计的新风机组加风机盘管处理空气的系统中，再出力新分时是内涵之于心分涵之象等。则风机管成丹是内圈不副和，师傅和与时内部风心分时副和，新风机组承担新风冷负荷和部分新风负荷。以办公用房1为例，其冬夏图如图4-1所示。（a）(b)

图4-1风机盘管焓湿图（a）冬季（b）夏季仓储区冬夏季焓湿图如图4-2所示4.2洁净区的空调方案确定4.2.1净化级别低于ISO6级方案在净化级别低于ISO6级的系统，显然要用全空气的空调处理系统。由于这些系统回风量都相对较大，也没有很大余湿量，因此可以考虑采用二次回风的处理方案[6]。不过若采用一次回风的方式，在焓湿图上显示，由于回风量很大，新风比较小，混风状态点与室内状态很接近，若这样将总风量表冷至机器露点，接着就要将很大的送风量再加热到送风状态，因此会十分消耗且浪费能源。当采用二次回风处理空气时，可以有效的避免以上出现的情况，因此经过综合考虑之后，在此类的系统中采用二次回风的空气处理方式。洁净房间的空气数据处理参数见附录7。4.2.2净化级别高于ISO6级（含6级）由于在这样净化级别高的房间，不仅需要高效的净化空气能力，还需要考虑气流分布的均匀性，高精度的恒温恒湿，大量的新风量与很高的换气次数。此外，洁净室里空调的冷副和很大但是是副和较小，惹事比几乎是无限大的。此外，用FFU友一下机各好处：（1）可操控，满布率较高；（2）FFU将静压箱中的风送入室内，使上部顶棚为负压，负压使室内密封，进而灰尘不能进入室内，对洁净度有利；（3）风系统阻力小，出风的速度低；单位风量能耗低；再加上现如今FFU加MAU的方案在如今的设计施工中被广泛应用。因此选用以上方案进行空气处理。具体空气处理过程流程如下：4.3舒适区气流组织的确定在舒适区，以办公室2为例，在室内布置2个风口，室内平均风速按如下公式计算：(4-1)总风量按以下公式计算：（4-2）4.4洁净区气流组织的确定4.4.1ISO7、8级间的气流组织确定采用顶送底回立柱回风方式如图4-2，立柱回风能够避免回风夹道，不用再前期的建筑中打造地板格栅，减少建筑成本，同时安装方便，能够满足二次回风的回风形式。4.4.2ISO5、6级间的气流组织确定在五级间，气流组织应该采用单系统单向流当中的垂直系统单单向流，而六级间同样系统单采用顶送底回系统单地板格系统单栅回风的方式，新回风混合，再通过FFU送入室内。这样气流如图4-3在室内形成“活塞”式送风，使室内的气流更均匀，满足室内的各项参数。图4-2ISO7、8级间气流组织示意图图4-3ISO5、6级间气流组织示意图第5章风管的水力计算着次分管设计的税力机算才用加定流苏发。通过学习得知，确定风管的管径及计算整个系统的最不利环路的阻力确定空调机组中风机的机外余压，进而确定风机。根据管内的流速，以及轴测草图当中的管长和粉量来及算。根据选定的管到段面，求出实际的管那流苏，然后对与最不利管路并联的管路做阻力平衡计算，并保持不大于15%，若是经调整仍不能将不平衡率缩至范围之内，则通过加调节阀来进行平衡。5.1风管的管径确定根据文献[2]风管内的风速宜符合：1.总风管风速宜为6-10m/s；2.无送、回风口的支管宜为4-6m/s；3.有送、回风口的支管宜为：2-5m/s。以人流洁净走廊的JK-2系统如图5-1为例，通过计算可知每个风口送风量为：935.8m³/h，假设流速为4m/s，则1-2管道断面面积应为：，故实际流速为v=3.69m/s。依次类推通过水力计算草图如图5-2即可逐步定出每一段风管的尺寸。图5-1JK-2水力计算草图5.2风管的阻力计算风管的总阻力包括沿程阻力与局部阻力。5.2.1风管的沿程阻力在风管的沿程阻力计算中，先假设管内流体的流速v（m/s），通过以下公式计算：（5-1）式中：5.2.2风管的局部阻力局部阻力压力损失按下式进行计算：（5-2）式中：每个洁净房间的送、回风管水力计算，以及舒适区的新风风管水力计算见附录8。5.3计算系统总阻力设最不利环路阻力，；机组内部阻力，如国旅段，加惹段，标冷短，记为；其他阻力，包括风阀阻力，风口阻力，软接阻力等等，记为；针对最不利环路，体统的总阻力为，由此即可进行下一步的机组选型计算。5.4风机的选型依据风机的风量以及风压损失进行风机选型，其中风机风量≈（1～1.1）×总风量；风机静压≈（1.1～1.15）×总阻力。据此，可将各个系统的风机依次选择出来。图5-2风管水力计算草图第6章空气处理设备的选型第6章空气处理设备的选型在本次设计中，根据各个系统焓湿图的处理过程、所需要的风量，冷量和热量，加湿量，以及各个样本的详细程度，经济实用性来考虑，选择空调机组的功能段，以保证正常生产和室内参数的满足。本章主要对洁净区的空机组、FU进行选型，另外也对普通舒适区的风机管进行选型。下面以净化区的ISO5级间的系统以及舒适区的办公室为例进行选型说明。6.1机组各段选型原则机组的选型采用天加TAC系列的组合式空气处理机组。其中包括新、回风混合段，标冷短、接惹段、位修段、加是段、分级段、军流段、位修断、重小段、送风段，根据每一个系统当中实际的空气处理过程，其中表冷段根据风量与冷量进行选择，加热段根据加热量进行选型，加湿段采用干汽加，机根据风机的风量和风压损失进行选择。各功能段中各项诸如加量、加量等参数详见附录9。6.1.1机组的初步选型该系统的新风量是16444m³/h，冷量为133Kw。根据样本可初选机组TAC1319HCW，额定风量为：17380m³/h迎面风速为2.5m/s，迎风面积为1.52㎡，宽×高为：1300×1900mmxmm。6.1.2初中效过滤器初效过滤器为袋式，595×595×46，数量为3，终阻力为70Pa；中效过滤器为袋式，595×595×600，数量为2，终阻力为140Pa。6.1.3表冷段、加热段其表冷段新风工况下，根据风量，选择4排管，表冷量为183Kw，额定水量为36.2m³/h，进水温度7℃，出水温度为12℃，风阻118Pa，水阻为15.2kPa。其加热量同理能够这样选出；6.1.4风机段有水力计算可知，该系统的，955×1.1=1050Pa，故选择规格为ZK18--450，风机全压为1100Pa，静压为450Pa，功率为11Kw。各个机组的功能段的具体参数以及其相应的型号见附录10。6.2FFU的选型FFU，它是目前子行洁净室最常用的洁净压送设备，可以自动调速，方便设计和设计。同时，FFU将静压箱中的风吹入洁净室内，使静压箱保持负压，从保证未被净化的空气不能进入洁净室内。此外，FFU的迎面风速较大，效率很高，能够满足五级间的大风量的净化要求。在本次设计中，FFU的技术参数如下表6-1：表6-1FFU选型基本参数表型号FFU--930C风机类型FBM风机外型尺寸1175×575×300额定风量（m³/h）低高9001400HEPA过滤效率≥99.99%，≥0.3μm6.2.1FFU的个数选用的FFU的台数为：（6-1）通过（6-1）计算可知，五级间的FFU台数为：18～25台。本次设计顾及到满布率以及风量的满足性，于是取其台数为20台。注：由于FFU所用风机的电动机发热量较大，在冷负荷计算时，就已经将这部分热量算入冷负荷当中[7]P137。其余房间台数以及型号详见附录11。6.3风机盘管的选型由于本次设计房间的冷负荷均由风机系统单盘管承担。由于盘管用久之后，影响传热效果，冷热负荷须按表6-2进行修正[4]，选型计算表参见附录12。表6-2风机盘管冷热负荷修正系数盘管使用条件仅用于冷却干燥仅用于加热升温冷却、加热两用修正系数1.11.151.2在本次设计中，风机盘管两用，因此，在选型时，乘以一个系数1.2。第7章水管的水力计算第7章水管的水力计算7.1管段的沿程阻力计算再机算水罐眼成组里是，梭巡供是和机算四路和水馆是以样的，沿程阻力公式为：（7-1）式中：7.2管段的局部阻力计算局部阻力依然与风管的相似，具体公式如下：(7-2)式中：水管的水力计算表见附录13。第8章制冷机房的设备选型第8章制冷机房的设备选型本次设计的制冷系统含有之冷级组、楞却他、风机水汽、冷吨水本、冷冷缺水本、定压装置、补水泵、水处理设备并对其分别进行了选型。8.1制冷机组的选型经计算，所有。系统的制冷量，包括各。个空调。机组。的制冷量，风机盘管的制冷量，新风。机组的总冷量，共计514.56Kw。在机组选型时考虑1.1的修正系数，进而总冷量为：566Kw，依据此。制冷量可以选择一台螺。式制。冷机组，制冷。剂为：HCFC22。具体的参数数据如下表：表8-1制冷机组性能参数表基本参数蒸发器侧冷凝器侧型号冷量出水温度进水温度流量水压降进水温度进水温度流量水压降LSBLG620613Kw7℃12℃105m³/h44kPa30℃35℃137m³/h44kPa8.2冷却塔的选型冷塔的台数与冷机台数相对应，根据制冷机组冷却水量可以得出冷却塔的流量，且与机组的进水度相匹配来选取冷却塔。本次设计选用逆式冷却塔，型号为：LBCM-LN-250，冷量为137m³/h，台数为一台，度5220mm，径5180mm，温水入管200mm，冷水出管200mm，排水管和补水管为50mm，溢水管为100mm。8.3分集水器的选型8.3.1分集水器上接管尺寸计算此分水器担负五个系统，分别为：JK-1，JK-2，JK-3，风机盘管加新风，仓储区全空气系统。水量计算公式如下：（8-1）以JK-3系统为例，其冷量为85.51KW，由（8-1）得出，流量为14.8m³/h。根据下式：（8-2）DN65，DN50，DN50。具体计算见附表8。8.3.2分集水器的确定取风税汽中的六苏为：0.5m/s，宗六两位无各系通六两只和，为103.7m³/h，通过（8-2）得出管径为271mm，跟据国家无分刚关贵各，选用D273×7，D300，因此《05K232分（集）水器分气缸》中选取分头搞度为132mm，派无关为DN50。其长度130+（125+120）+（80+120）+（65+120）+（50+120）+（50+120）+120+2×132=1484mm。8.4冷冻水泵的选型冷冻水泵与机组相对应，本次设计中采用一用一备的方案，扬程通过计算得出251602×1.2/10000=30m，故能够依此选出水泵。参数如下表：表8-2冷冻水泵基本参数表型号流量扬程长×宽×高DFW150-25026030900×279×6408.5冷却水泵的选型冷却水泵与冷冻水泵选型具有相似之处，扬程同理可得约为16m水柱，故能够选出水泵，基本参数如下表： 表8-3冷却水泵基本参数表 型号流量扬程长×宽×高DFW200-25028022.2m1050×356×7558.6定压补水装置的选型着一会饿设计的定压类型选用部水本顶压的方式。部水本已晕一杯，着个设机取0.5%，则系统的补水量为3.1m³/h。定压罐的容积计算按下式计算：（8-3）式中：=3.1×3/60=0.155m³，故=1.05×0.155/（1-0.65）=0.465m³。所以跟据突击可以选出和是顶一布偶水撞之，选完如下表：表8-4补水定压装置的基本参数表型号管体直径×高总容积配用水泵型号流量扬程L×B×HRSN600600×18700.5TQL003-20-1603.535m300×230×4208.7软化水箱的选型阮画水象的税亮与系吞的部水量以样，故选了L×B×H=1000×2500×1500滴软话谁先箱，期他的朊化妆之在这个设机中部在做缝隙和解是。第9章管道的防腐与保温第9章管道的防腐与保温9.1管道的防腐通风调系的风管、管与设的防措通常以料为主，其风也采用聚乙塑料行防腐。以送含有腐介的空送管为，内外就刷多次漆才行，用这些措施可以有效的加强风管的耐腐蚀性，延长风管的寿命，从而达到节省管材，降低以后生产成本的目的[6]。9.2管道的保温现、响、应、国家号召，节能、环保已、经是一、种深入、人心的设。计理。念，本次。设计第。一是满足。电子。厂房正。常生。产的