精密測量潔淨實驗室設計

摘要：介紹了潔淨室通風及空調係統的設計過程，主要的設計計算在於(yu) 確定係統的送風量。按照本文的設計參數所建造的潔淨實驗室，經校核，符合潔淨等級要求。

關(guan) 鍵詞：潔淨室； 通風及空調係統； 送風量

1 引言

隨著現代工業(ye) 的發展，對實驗、研究和生產(chan) 的環境要求越來越高，空氣調節技術的內(nei) 容也隨之逐步擴大。現代空調技術不僅(jin) 包含空氣的溫度、濕度和速度的概念，而且還包含了調節其潔淨度、壓力以至成分、氣味的概念，以適應現代化的科學實驗和生產(chan) 活動對空氣潔淨度的要求。

現代化的科學實驗要求室內(nei) 空氣潔淨度滿足加工的精密化，產(chan) 品的微型化，產(chan) 品的高純度和產(chan) 品的高可靠性。顯然，如果有微粒進入產(chan) 品，就有可能造成障礙、短路、雜質源和潛在缺陷。因此，潔淨室技術已成為(wei) 科學實驗和生產(chan) 活動現代化的標誌之一。

本文針對一個(ge) 具體(ti) 的潔淨實驗室，給出了潔淨室的通風及空調係統設計，重點說明其風量的確定。

2 工程概述

本工程位於(yu) 西安市市區，為(wei) 潔淨實驗室改造工程，共有六個(ge) 房間，分別用於(yu) 精密測量、齒輪修形、齒輪測量及氣浮塊加工等。根據業(ye) 主要求，實驗室的室內(nei) 條件如下：超淨室 潔淨等級1000級，其中一部分（約占超淨室麵積的一半）為(wei) 100 級；室內(nei) 幹球溫度20℃± 1℃，相對濕度50% ± 5% ；準備間和精密測量室 潔淨等級10 000級；室內(nei) 幹球溫度20℃± 1℃，相對濕度50% ± 5%；走廊及齒輪修形室、齒輪測量中心、氣浮塊加工室潔淨等級均為(wei) 100 000級；室內(nei) 幹球溫度20℃±2℃，相對濕度50% ± 5% 。需要改造的實驗室總麵積為(wei) 224m2，層高3m。

3 潔淨室的氣流組織和係統設計

潔淨室按照氣流可以分為(wei) 四類，分別為(wei) 單向流潔淨室、亂(luan) 流潔淨室、輻流潔淨室和混合流（局部單向流）潔淨室。根據工程實際情況，實驗室中房間較多，各個(ge) 房間情況都不盡相同，所以設計時將超淨室設計為(wei) 混合流潔淨室，其餘(yu) 房間設計為(wei) 亂(luan) 流潔淨室。

4 潔淨室計算

潔淨室和一般空調房間不同，其送風量不是由係統的冷熱負荷來計算的，因為(wei) 這樣計算的風量遠小於(yu) 由淨化要求按換氣次數或房間截麵風速計算得到的風量，因

此，對淨化空調係統，一般先按淨化要求的換氣次數或截麵風速來計算送風量而不管其冷熱負荷如何。

4.1 亂(luan) 流潔淨室送風量

亂(luan) 流潔淨室送風量的理論計算如下：

式中nv —潔淨室換氣次數，次/h；

V —潔淨室淨體(ti) 積，m³；

G—單位容積發塵量，粒/（m³ . min）；

N —亂(luan) 流潔淨室穩定含塵濃度，粒/L；

S —回風量與(yu) 送風量之比；

ηh —回風通路上過濾器的總效率；

ηx—新風通路上過濾器的總效率。

因為(wei) 上式難以計算，所以本改造工程中采用經驗換氣次數。

《潔淨廠房設計規範》建議的動態級別下換氣次數的經驗值分別為(wei) ：

1 000級                nv≮50

10 000級               nv≮25

100 000級              nv≮15

在本淨化實驗室的設計中，對各個(ge) 亂(luan) 流房間的換氣次數是如下規定的：1000級80次/h，10 000級40次/h，100 000級20次/h，以確保達到潔淨度等級的要求。

4.2 單向流潔淨室送風量

單向流潔淨室送風量以房間截麵平均風速為(wei) 準來計算：

Q₂ = 3600u F （ 3）

式中F —垂直於(yu) 氣流的房間截麵積，m2；

υ—截麵平均風速，m/s。

應有υ≥υ_min，υ_min 是在運行中經常保持的最低風速，稱為(wei) 下限風速，按表2 取值。

根據表格中數據，本淨化實驗室中超淨室的局部單向流部分下限風速設定為(wei) 0.3m/s。

4.3 係統總風量

係統總的送風量應在潔淨室送風量基礎上再加上係統漏風量。因為(wei) 工程施工中嚴(yan) 格按《潔淨室施工及驗收規範》製作安裝風道係統和空調設備，根據相關(guan) 資料，其漏風率取表3 所示數值。總風量潔淨室送風量之和。

根據以上計算，並考慮到計算中尚有很大餘(yu) 量，最後確定係統總送風量為(wei) 30000m³/h。

4.4 係統新風量

《潔淨廠房設計規範》GB50073-2001 中規定：潔淨室內(nei) 的新鮮空氣量應取下列二項中的最大值：

（1） 補償(chang) 室內(nei) 排風量和保持室內(nei) 正壓所需的新鮮空氣量之和；

（2 ）保證供給潔淨室內(nei) 的新鮮空氣量應不小於(yu) 40m³/（h.人）。

在本潔淨實驗室中，不同潔淨室之間以及潔淨區與(yu) 非潔淨區之間的壓差取為(wei) 20Pa。根據《潔淨廠房設計規範》以及正常狀況下室內(nei) 人員情況，最後確定係統總的新風量為(wei) 4000 m³/h。

5 空調負荷計算

潔淨室的空調負荷計算與(yu) 普通空調係統相同。根據氣象參數、室內(nei) 設計參數及得熱量等，采用工程上常用的冷負荷係數法計算。這一部分設計與(yu) 普通空調計算沒有區別，這裏不再贅述。

6 結語

（1） 本潔淨室工程為(wei) 精密實驗室改造工程，其自身有一定的特殊性。因為(wei) 房間較多，並且各個(ge) 房間的潔淨度等級要求各不相同，所以設計時各個(ge) 等級分開考慮，得到不同的氣流組織形式，即亂(luan) 流潔淨室和單向流潔淨室。

（2）潔淨室和一般空調房間有所不同，其送風量不是由係統的冷熱負荷來計算的。在本潔淨室改造工程中，先分別計算各個(ge) 房間的送風量，對於(yu) 亂(luan) 流潔淨室采用經驗換氣次數法，對於(yu) 單向流潔淨室采用截麵平均風速法，最後得到係統總的送風量。

（3 ）係統新風量根據新的《潔淨廠房設計規範》GB50073-2001的規定，並結合該工程的具體(ti) 情況取值。

參考文獻：

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[5] GB50073－2001，潔淨廠房設計規範[S].

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