1、洁净空调设计浅谈洁净空调设计一、常用设计规范二、洁净室暖通专业涉及的各系统三、洁净室定义及等级划分四、常见两种空调净化系统及气流方式洁净空调设计浅谈洁净空调设计浅谈一、常用设计规范二、洁净室暖通专业涉及的各系统三、洁净室定义及等级划分四、常见两种空调净化系统及气流方式五、风量计算六、空调机组参数计算七、干盘管参数计算八、FFU数量计算一、常用设计规范 1.洁净厂房设计规范GB50073-2001 2.实用供热空调设计手册陆耀庆主编 3.简明空调设计手册赵荣义主编 3.采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003暖通专业空调部分通风部分MAU+FFU+DCC系统AHU+HPEA系统一般排
2、气系统酸碱排风系统有机排风系统消防排烟系统常用于单向流系统常用于非单向流系统室内、设备排气系统，直接排放设备酸碱排风系统，处理后排放设备有机排风系统，处理后排放室内消防排烟系统，直接排放二、洁净室暖通专业涉及的各系统三、洁净室定义及等级划分1.洁净室的定义洁净室的定义：图片源自洁净厂房设计规范2.洁净室等级划分：洁净室等级划分：洁净室以洁净度大小来划分等级；洁净度指：以单位体积空气某粒径粒子的数量来区分洁净程度。分为十级、百级、千级、万级、十万等见下图图片源自洁净厂房设计规范我国的等级标准是参照美国版本值进行单位换算而来，美标以PC/立方英尺为单位，1立方米35.2立方英尺百级三、洁净室定义及
3、等级划分3.如何实现洁净度要求：如何实现洁净度要求：1.防止内部产尘；室内结构材料、材质、洁净服2.防止外部颗粒进入室内；正压、气密3.高效过滤器拦截颗粒 FFU/HEPA4.及时带着生产过程中的颗粒 大风量、气流三、洁净室定义及等级划分四、常见两种空调净化系统及气流方式1.MAU+DCC+FFUMAU指新风空调处理机组，一般仅承担新风负荷与室内湿负荷，不承担室内冷负荷。起维持正压、调节室内湿度作用。DCC指干式冷盘管，仅承担室内冷负荷，不承担室内湿负荷，供应中温水。FFU指风机过滤模块，由高效滤芯和风机组成，此处可引申滤芯等级、材质、尺寸及风机选型该系统常用于千级及以上大型电子厂房单向流四、
4、常见两种空调净化系统及气流方式2.AHU+HEPAAHU指混合空气处理机组，由部分新风和回风混合处理后送入洁净房，既承担新风负荷、湿负荷也承担室内冷负荷。HEPA指高效过滤箱体，由高效过滤器和钢制箱体组成。该系统常用于千级及以下小型电子厂房或药厂、实验室等非单向流五、风量计算设计中需要计算的风量分别是总送风量、新风量、回风量1.总风量计算：图片源自洁净厂房设计规范五、风量计算1.总风量计算：上图中第2项根据热、湿负荷计算确定的送风量，在洁净室设计中该值一般为3项中最小的一项，所以该项经常被我们略过。下面主要讲第1项和第3项1.1第第1项为保证洁净等级的送风量：项为保证洁净等级的送风量：见下图保
5、证洁净等级的送风量主要分两种计算方法：平均风速计算法和换气次数法下面分别对两种计算方法进行说明：1.1.1换气次数法换气次数法 适用范围：1000及以下的洁净室的风量计算Q1 首先换气次数的含义：单位时间内更换房间内所有空气的次数。单位：次/小时 房间送风量=换气次数*房间体积，公式如下：公式代号可以根据自己的喜好选用：Lsn*V 式中Ls非单向流洁净室洁净送风量，CMH；V房间体积,m3；n房间换气次数,次/小时；五、风量计算 1.1.2平均风速法平均风速法 适用范围：单向流洁净室风量计算Q1 设计单项流的洁净室，厂房是按断面风速产生均流。如果从换气次数角度出发，自然换气次数越多也就越容易实
6、现，但是换气越多也就意味着初投资和能耗的增加，垂直单项流洁净室的断面风速不宜低于0.25m/s,低于此风速气流容易出现紊流，但是断面风速也不要太大不超过0.4m/s.为了便于直接计算风量推出两个小公式可以根据自己的喜好选用，现在例在下面：Ls3600*v*F 式中Ls单向流洁净室洁净送风量，m3/h；v断面平均风速，m/s；F垂直气流方向的洁净室断面积，m2五、风量计算 其实平均风速阀也可以换算成换气次数法 n=3600v/h Lsn*V体 式中Ls单向流洁净室洁净送风量，m3/h；n房间换气次数次；v断面平均风速，m/s；h房间净高m；V体洁净室断房间体积，m2 两个公式从不从角度反应风量的
7、计算，后者是满足习惯了用换气次数计算风量的群体，其实两者是一样的，可以互相转化。方便不同爱好的朋友使用！如果按着0.250.4m/s的风速，房间净高按3m，那么n=300480次。由上可见百级单项流换气十分高，所以选取风速一定要慎重五、风量计算1.2向洁净室供应的新鲜空气量即新风量计算向洁净室供应的新鲜空气量即新风量计算Q3 根据洁净厂房设计规范6.1.5洁净室内的新鲜空气量应取下列二项中的最大值：1 补偿室内排风量和保持室内正压值所需新鲜空气量之和。2 保证供给洁净室内每人每小时的新鲜空气量不小于40m3值。上面两条是现执行的国家规范的规定，其实以前还有一条规定：洁净区新风量等于非单向流总风
8、量的1030%，单向流总风量的2%4%。（本条应用时候垂直单向流2%，水平单向流4%，1000 10%，10000 20%，十10000 30%。）本规定现可用于验证新风量计算是否正确以及做方案设计时的估算很方便五、风量计算 以下分别对新风量2项取值计算分别说明如下：第第1项补偿室内排风量和保持室内正压值所需新鲜空气量之和项补偿室内排风量和保持室内正压值所需新鲜空气量之和关于洁净厂房设计规范6.1.5.1用公式表示：L新=V排+V正 关于排风量的计算都是根据所提供的设备表，统计各种排风量，最后加和，理论上就可以作为设计的排风量，但是实际设计中需要根据经验放些误差量，集中排风系统庞大，二次配管的
9、现场复杂，导致计算的数值存在较大偏差，为满足生产工艺需要，设备维持正常的静压时，总排风量远大于计算的统计数字。五、风量计算关于正压风量常用换气次数法来估算V正=（26）V V洁净室的体积 ，这个是经验数五、风量计算第第2项保证供给洁净室内每人每小时的新鲜空气量不小于项保证供给洁净室内每人每小时的新鲜空气量不小于40m3值值这一项直接从字面上理解即为房间人数*40以上两项数据一般都是第1项数据大。五、风量计算五、风量计算回归送风量计算取值第1项保证洁净度所需送风量第3项洁净室新鲜空气量以上两项对比取大值，洁净室一般都是第一项值大。洁净室系统的送风量应在洁净室送风量的基础上再加上系统漏风量。做设计
10、的时候建议漏风率按下表选取：关于送风系统新风空调机组的计算此处以MAU+DCC+FFU系统为例新风机组只负担新风负荷，计算的时候直接从焓湿图的室外焓处理到机械露点即可。下面是该过程的焓湿图：六、空调机组参数计算 制冷量的计算 本图片显示的空气处理过程理论是行的通的，但是实际计算工程中应用很少（或说是错误的），因为这个处理过程和平时我们工程实际应用的过程不太一致，但是无论处理过程如何，新风机组的制冷量肯定是正确的，即：Q=G新（hw-hl）1.2/3600 KW 式中 G新:新风量kg/h hw:室外空气状态焓值KJ/kg；hl:室内状态焓值KJ/kg 热量的计算 关于再热量的计算不同的送风形式
11、计算略有差别，理解处理过程，关键是要理解新风空调机组只负担新风冷负荷和房间湿负荷，新风处理到什么状态，取决于新风与室内回风何时混合.六、空调机组参数计算下面举两种常见的例子1.新风送至上技术夹层与回风混合：经过干盘管降温等湿处理的回风与新风在上技术夹层（吊顶上的静压箱）混合，此时新风仅需要处理到送风状态点。过程如下六、空调机组参数计算2.新风送至下技术夹层与回风混合：此时新风与回风混合后经过干盘管处理，此时的新风需要处理到室内状态点。过程如下：六、空调机组参数计算小结：相比较后者的新风机组再热量大，干盘管的制冷量大，前者新风机组正好相反，所以现多用前者。其中W室外状态点已知，L机械露点可以直接
12、求出，N室内要求状态点已知，O为送风状态点 就可以根据焓湿图求出。Q再热=G新（hn-hl）1.2/3600 KW或Q再热=G新（ho-hl）1.2/3600 KW用那个公式关键看混合过程。六、空调机组参数计算冬季加热量的计算新风机组的加热量分为预热和加热，而是否需要预热，关键在于冬季室外的气温，如果常年温度不低于5，空调机组就不需要预热，预热的主要目的是防止冰塞（偶尔为了加湿效果也设该段）。加热关键看冬季的热负荷，下面主要讲下加热的负荷计算。Q热=G新（ho-hw）1.2/3600 KW由于o送风状态点已知，W室外状态点已知点的状态参数均知道，根据上式即可求得加热量。小结：实际上在广东地区，
13、由于冬季室外温度不是很低，通常电子厂房室内发热量很大，厂房往往到冬季仍然需要制冷。六、空调机组参数计算加湿量的计算 关于加湿量的计算，可以再焓湿图上计算得到，本文不在详述，下面主要列举几种加湿方式。舒适性空调系统中的加湿过程有等温加湿、等焓加湿、加热加湿、冷却加湿等。等温加湿设备主要有干蒸汽加湿、电极加湿、电热加湿等；等焓加湿设备主要有喷水室加湿（循环水）、高压喷雾加湿、超声波加湿、湿膜加湿等；加热加湿设备主要有喷水室加湿（热水）等；冷却加湿主要有喷水室加湿（冷水，水温在空气露点温度和湿球温度之间）。在民用建筑中，受条件限制，喷水室已很少采用，各种常用的加湿方法的优缺点：六、空调机组参数计算六
14、、空调机组参数计算加湿量计算：冬季空调房间空气可建立如下湿平衡关系式：考虑房间的风量平衡，加湿设备的加湿量的计算公式如下：W=Gw(dndw)(2)式中 W加湿设备加湿量，Kg/h。G送入室内的新风量或房间渗风量，Kg/h；dn室内空气含湿量，g/Kg；dw室外空气含湿量，g/Kg。六、空调机组参数计算 关于干盘管的计算 制冷量的计算 干盘管的制冷量根据冷负荷计算表，就是围护结构负荷，照明负荷，机械设备负荷，人员负荷等的总和。这些详细的计算都很清楚本片限于篇幅不在叙述。这里讲下在焓湿图上的复核计算。即：Q干=G回（hn-ho）1.2/3600 KW 或Q干=G送（hn-ho）1.2/3600
15、KW 具体采用哪个计算关键看混合过程。N室内要求状态点，O为送风状态点。Q干 估算可以取300-350w/m2。七、干盘管计算DCC总面积的计算因DCC没有动力系统，完全靠FFU的形成的负压循环，由于FFU风机全压有限，所以DCC的面风速和阻力均有要求。要求如下：表面速度为2.5-3m/s，阻力小于50pa。由回风量和干盘管要求面风速计算得DCC总面积，再进行台数分解七、干盘管计算 关于FFU的计算 关于满布率 满布率（或满布比）=FFU过滤器的净面积/洁净室布置FFU的截面积 关于MAU+FFU+DCU的厂房模式，FFU的选择影响对于洁净度影响很大，下面先给分享下我找到一组关于FFU满布率最
16、低值的数据。FS 209D CLASS 过滤器配置 1 100 10 100 100 56 八、FFU数量计算 1,000 10 10,000 7 100,000 4 关于一级与10级的FFU满布整个吊顶，目前国内外也都是这样设计。1000级以后的基本不用FFU除非特殊需要或考虑结构一致等，目前关于100的布置各家不一，100洁净室国外目前采用最多的就是满布FFU，对于100垂直单项流FFU的满布率各资料众说不一，有的不低于56%，有的不低于65%还有的不低于80%。但是如果100洁净室在采用垂直单向流的较为理想条件就可以不用满布，建议按着净化空调的规定采用不低于80%最好。以上数据可以作为参
17、考。八、FFU计算 关于FFU的台数计算 首先确定冷负荷风量与换气次数风量的大小，然后取其中较大者，代入下面公式：AFFU=（G冷，G换）maxGFFU 式中G冷 冷负荷计算的风量m3/h；G换换气次数计算的风量m3/h；GFFU 单台FFU标准风量的80%（或小于80%）m3/h 有了这个数值后在于下面的公式计算出的数量相比较：AFFU=0.8*S1/S2 式中S1为布置FFU的洁净室截面积；S1为单台FFU的净截面积八、FFU计算 0.8是取满布率为80%两者计算较大值为FFU台数，两者也可以互为校核 小结：关于上面FFU的计算，其中是我个人的学习积累，是我个人的想法，具体的正确性需要与共同交流，但是有一点为了在相同风量下获得较理想的洁净度以及延长FFU过滤器的寿命，根据有关资料显示，送风量要比过滤器的额定风量小，考虑到投资成本，经济送风量取过滤器额定风量的80%比较理想。八、FFU计算
