洁净空调设计文献综述

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1、文献综述题目学生姓名专业班级学 号院（系）指导教师（职称）完成时间洁净空调系统设计与施工摘要现代工业生产和现代科学研究对空气环境的要求越来越严格，对洁净厂房的需求 量也随之增加，洁净空调系统的应用越来越广泛。洁净空调系统中很多地方不同于普 通空调系统，本文将对洁净空调系统设计与施工作做一个简要概述。关键词 空调系统设计/洁净空调/洁净度等级The design and construction ofClean air conditioning systemABSTRACTIncreasingly stringent requirements of modern industrial produ

2、ction and modern scientific research on the air environment, and also increases the demand for clean room, clean air conditioning system more widely. Clean air-conditioning systems in many places is different from ordinary air-conditioning systems. This article will give a overview of the design and

3、 construction of clean air conditioning system.KEY WORDS The design of air conditioning system, clean air-conditioning,level of cleanliness1 引言当前，随着我国经济的持续增长，科学技术水平不断得以提高，现代工业生产和 现代科学研究更多得要求微型化、精密化、高纯度、高质量和高可靠性，使得洁净技 术也随着科学技术的发展和工业生产的进步而得到惊人的快速发展。这在食品工业、 制药领域，电子行业等都有明显的表现。由于生产技术不断进步，人们对生产相关高 科技产品的生产

4、环境或操作环境的要求也愈加严格，对洁净厂房的需求量也随之增 加，洁净空调系统的应用越来越广泛。洁净空调系统不同于一般空调系统，根据要求的洁净度等级，它的系统设计、设 备选择、风管制造、安装过程的要求都比较高。洁净空调系统是空调工程的一种，它 不仅对室内空气的湿度、温度、风速有一定要求，而且对空气中的含尘粒数、细菌浓 度等均有较高的要求,以及去除空气中对人体有害气体的功能。因此洁净空调系统对 通风工程的设计、施工均有特殊的要求和相应的技术措施 1。洁净室净化空调系统是整个空调系统中非常复杂的一个部分,融合了多种学科的 知识,尤其是随着科技日新月异的变化,节能减排、自动控制等与洁净室净化空调系统

5、融合在一起,这对设计与施工提出了更高的要求2。2 洁净空调遵循的相应规范及要求我国关于洁净空调方面的主要规范有：洁净厂房设计规范(GB50073 2001)、 通风与空调工程施工质量验收规范(GB50243 2002)、洁净室施工及验收规范 (JGJ71-90)、医药洁净手术部建筑技术规范(GB50333 2002)、药品生产质量管理 规范等3。系统在设计和施工时应严格遵守国家关于相关规范，保证厂房洁净要求 和施工质量。3 洁净空调系统特点洁净空调系统首先对控制区的洁净度有很高要求，不合要求的环境会妨碍生产。 除了对洁净度要求较高外，还对温度、湿度、震动、噪声等都有不同程度要求洁净室 与洁净厂

6、房能源消耗比其他的建筑大得多4。3.1 送风量大 在洁净空调设计中，要求的洁净度越高，所需提供的送风量也越高。洁净空间主 要通过洁净空气的循环来实现对空气中非生物粒子和生物粒子的控制，达到洁净的标 准，所以必须要有足够的送风量才能保证室内的洁净度。S.C.HU等人对洁净室的空 气流动特性进行了测量5，结果显示，大部分情况下洁净空间的风量根据室内换气次 数来计算，通常是十倍，甚至几十倍。如果是单向流洁净室，换气次数可达到房间体 积的几百倍6。3.2 风机全压高洁净室一般至少采用三级过滤器过滤，其中仅高效过滤器的初阻力就在 200 Pa，终阻力将在700800 Pa左右。为了保证洁净空间的正负压要

7、求，一般也要采用集 中送、回风方式，洁净空间的管道阻力一般也要比普通空调的多一倍以上，因此要求 空气处理机组的送风机有较高的压头。3.3 温湿度控制精度高 洁净室的温湿度控制的精度一般是为了满足工艺要求，例如在电子产品的制造 中，对温湿度的控制要求非常严格，在医药和生物实验等方面，对温湿度的控制精度 也有要求。为了实现恒温恒湿，那么要求空气处理机组具备对制冷、制热、加除湿精 密控制的方式。3.4 正负压控制严格 为保障洁净室的洁净度，防止粉尘、细菌扩散到其他的洁净区域,洁净房间的正 负压控制非常重要，准确有效的控制正负压极其关键。实际应用中一般都是采用正压 维持，但对于使用有毒、有害气体或使用

8、易燃易爆溶剂以及其他有特殊要求的生物洁 净室则采用负压控制。要想有准确的压差控制值，在洁净室空气处理机组要求要有较 低的漏风率，同时采用集中送回风的分流段也在空调箱中广泛应用。3.5 拥有良好的过滤系统洁净技术对微生物、尘埃等的控制程度，主要取决于过滤器的性能。洁净室一般 至少要经过三级过滤，空气处理机组配备初、中效过滤器，送风末端配高效过滤器。 除了本身不能有任何的泄漏，过滤器在空调箱的密封也要引起注意。4 洁净室的冷负荷的计算冷负荷通常可按采暖通风与空气调节设计规范等规范计算。洁净室空调负荷 包括夏季的空调冷负荷和冬季的空调热负荷，但洁净空调的冷负荷又有其特殊性，一 般情况下洁净室处于建筑

9、的内区，所以围护结构引起的冷负荷可按稳定传热计算。另 外，对于洁净空调系统，负荷还应包括新风负荷和二次加热负荷710。5 洁净室的送风量计算洁净室的送风量计算不同于一般的空调房间,因为经过过滤处理送入洁净室内的 清洁空气除了要保证室内的温湿度满足要求外 ,还要稀释室内的污染物 ,以维持室内 的空气洁净度,并且要保证室内的新风要求。参考黄晓静等人711的设计分析，洁净 室内的送风量应取下列最大值:（1）为保证空气洁净度等级需要的送风量；（2）根据热湿负荷计算确定的送风量；（3）向洁净室内供给的新风量。生产厂房中的净化空调系统的风量和换气次数应满足 GMP 规定要求，根据关志 涛的研究12：10

10、万级洁净度厂区:换气次数应 15 次/小时，万级洁净度厂区:换气次 数应 25 次/小时，百级净化空调系统断面风速应取 V=0.45m/s。6 洁净室的空气平衡合适的压差对保持洁净室的洁净度有重要意义。Tengfang Xui3的研究发现，压 差低于0.2Pa以下时，可以满足高条件要求的环境空气洁净度。根据唐正刚的研究, 图 1 表示空调系统的空气平衡关系，从图中可以看出:当把系统中的送、回风口调节 阀调节到使送风量L大于从房间吸走的回风量时，房间是呈正压状态。而送、回风量 差Ls则通过门或窗的不严密处渗出。室内的压力值厶H（N/m2）正好相当于空气从缝隙渗出时的阻力。一般情况下室内正压在51

11、0N/m2即可满足要求，过大的正压会降 低了系统运行的经济性。Llit4純U-0Li=0.1L图1空调系统的空气平衡关系图对于全年新风量可变的系统，和在室内要求正压并借门、窗缝隙渗透排风的情况 下，空气平衡的关系如图2所示。设房间内从回风口吸走的风量为Lx,门窗渗透排风量为Ls,进空调箱的回风量为Lh,新风量为Lw,贝V：对房间来说，送风量图2全年新风量变化时的空气平衡关系当过渡季节采用较额定新风大的新风量，而要求室内恒定正压时，则在上两式中 必然要求LxLh及LwLs，而Ls-Lh=Lp, Lp即系统要求的强制机械排风量。通常在 回风管路上装回风机和排风管（图2）进行排风，根据新风量的多少来

12、调节排风量，这 种系统称为双风机系统。对于洁净间有局部排风的情况，同样也可用上述原则去分析 空气平衡问题。7洁净空调系统的排烟防火系统安装洁净空调系统的多为化工、电子、医药等行业，其相对特殊性使得洁净空调 系统的排烟防火系统有别于普通工业民用建筑。为保障洁净车间内生命和财产安全， 安装火灾探测系统，合理的防排烟系统设计十分必要的。Shih-Cheng Hui4等人研究了在洁净室的垂直层 流的早期烟雾探测 器设备(VESDA)的定位。穆卫亮等人15建立了火灾危险程度分析数学模型，选定了影响建 筑火灾安全的因素并赋予其权重 ,分别对洁净车间发生火灾后,不同通风空调工况条 件下火灾危险等级进行了计算

13、分析。计算结果表明事故通风及防排烟系统启动后，能 有效的降低车间的火灾危险性等级。常力等人16利用数值模拟的方法探讨洁净空调系统对火灾探测产生的不利影响， 得出结论对于初期火灾发热量、发烟量较大的场所传统火灾探测器仍可使用，但工程 实例中感烟探测器布置受到较大局限，往往增设探测点也不能完全解决问题。对于火 灾功率小、发烟量、发热量较小的洁净室来说空调系统的影响就更为显著，在这类场 所建议采用灵敏度较高的吸气式火灾探测器.8 洁净空调系统的节能洁净空调系统首先是一空调系统，所以一般空调系统的节能措施都适用于洁净空 调系统的节能设计。同时洁净空调系统有自己的节能特点。 Rich Tsung-Chi

14、 Hsu 的研 究21表明了带有回热功能的双冷冻水系统具有最低的电力消耗。李颖等人2223通过 实时监测室内二氧化碳浓度与余压状态，控制系统变新、排风量，通过理论分析及实 验过程验证了洁净空调系统变新风量控制可行并具有很好的节能效果。9 洁净空调系统的施工与维护9.1 洁净空调系统的施工与监理 张闻喜1719等人对洁净空调系统的施工做了一些探讨。其中对材料选用，风管制造， 法兰连接，空调安装与调试等都有所介绍。叶松20总结了一些施工过程质量控制的要点:( 1) 对进场材料设备的验收程序一定要严格把关；风管材质要符合设计要求，对原 材脱脂工序坚持全检；( 2) 风管预制主要控制制作环境要符合，规

15、定工艺要符合设计；(3) 安装过程的封闭控制以及法兰、紧固件要符合规范要求；( 4) 空调机组的试运转要脱开风管系统，漏风量测试；(5) 洁净室壁板除检查平整度、垂直度外，主要控制密封状况，包括门窗的密封，水电气孔洞密封，以及表面清洁要使用无脱落纤维织物搽拭；（6） 交叉施工,主要是自流坪施工 ,洁净厂房一定要防止施工过程产生的二次污 染。在监理过程中，应时刻从安全出发，建立安全、质量、综合监理体系，监理的内 容程序在安全、质量、监理内容、程序的基础上将国家有安全法律法规、标准融合进 去，组成一个完整的监理体系，形成分工与综合的统一。这样在工程建设上，使安全 工程技术、质量工程技术得以互补共用

16、，更充分地发挥其工程技术的潜力。9.2 洁净空调系统的管理与维护由于洁净厂房的特殊性,对其使用管理也提出了较高要求 ,药品、生物制品厂房 GMP 认证和管理都有很严格的规定,建议建设单位应由专业部门专人管理。定期进行 功能检测,对初效过滤器及时清洗,中高效过滤器及时更换,空调水系统过滤器清洗。 在生产间歇期间对精华空调系统进行检修。日常要加强对作业员工的行为检查, 严格 按洁净厂房的要求配备好员工的装备 ,防止个别员工违规操作,确保生产环境符合要 求。参考文献1 张吉光净化空调M.国防工业出版社,2003,1:12 吴辉,张执强.净化空调系统的设计与施工分析J.工程技术,2011, 29:63

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