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    淺談各類潔凈室的設計要點

    www.stlouisirishpiper.com 2019-05-29 10:08:28 閱讀

    潔凈室凈化空調系統的冷、熱源:

    凈化空調系統冷源的選擇:

    一、集中冷凍站和分散獨立冷源的比較和選擇。

    大型規?;纳a工廠集中設置冷凍站,對建造投資和運行管理都是比較有利的。但是由于一些溫、濕要求差別比較大供冷參數不同;運行規律、運行時間不同的潔凈車間來說,在集中冷凍站基礎上,就近設置分散、獨立、專用的制冷機組,這對節省能源,保證參數和方便運行管理都有極大的好處。

    二、冷媒采用冷凍水還是氟立昂直接蒸發。

    對于大型的工廠由集中的冷凍站供給冷凍水作為凈化空調系統的冷媒較為有利。因冷凍水輸送方便,輸送過程冷損失較??;而且,冷凍水作冷媒對凈化空調系統參數的控制、調節和維護管理也都比較有利。但是小的獨立分散的制冷機組可采用水冷冷水機組,也可采用風冷直接蒸發的制冷機組。這要根據具體項目的具體情況而定。

    三、采用壓縮式制冷機還是采用直燃式溴化鋰吸收式制冷機。

    活塞式、離心式、螺桿式制冷機都是壓縮式制冷機,在凈化空調設計中最多采用的還是離心、螺桿等壓縮制冷機。因為其投資低,運行管理方便,但其運行耗電很高。壓縮式制冷機組的冷凍水供水溫度可調,最低供水溫度可為4℃。但是,在供電緊張而燃氣和煤供應較為方便的地區,尤其是有廢熱廢蒸汽可以利用的場***用直燃式溴化鋰吸收式制冷機更為經濟,尤其是這種制冷機組在供冷的同時還可供熱。

    四、凈化空調系統冷凍水的溫度的確定

    當以冷凍水作為凈化空調系統的冷媒時,在一般的情況下,冷凍水的初溫(表冷器冷凍水的進口溫度)應比處理后空氣的終溫(設計計算中確定)至少要低3.5℃;如果是以冷凍方式去濕降溫為目的空氣處理系統,冷凍水的終溫(表冷器冷凍水的出口溫度)應比處理后空氣的終溫低0.7℃;用作干式冷盤管的冷凍水的初溫(進口溫度)應比潔凈室內空氣的露點溫度至少高2℃。

    凈化空調系統冷源的選擇:

    一、以冬季防凍為目的新風預熱加熱器的熱媒最好采用電加熱或蒸汽加熱,一般不宜采用熱水作熱媒,這樣預熱器本身可能有被凍壞的危險。

    二、空調機組內加熱器的熱媒可采用熱水、蒸汽或電加熱,其中電加熱控制靈活方便,溫度控制精確度高,但運行費昂貴,一般在沒有熱水和蒸汽供應的地方才用電加熱;用熱水作熱媒時不僅調節和管理方便、而且控制精度也高是加熱器最常用的熱媒;當溫度的精度要求不高(如℃)也可采用蒸汽作加熱器的熱媒。

    三、當溫度的精度要求很高的時候(如℃)宜在送入潔凈室的支管上設溫度精度微調節的電加熱器是一個可行的方法。

    四、凈化空調系統的加濕比較方便、可行、經濟、可靠的方法是用過熱蒸汽(≥0.2MPa)作熱媒采用干蒸汽加濕器進行加濕,或采用電熱式或電極式加濕器。當相對濕度的精度要求不高且加濕量較大時,宜采用水來加濕,可采用淋水,濕膜或噴霧(高壓噴霧或高壓微霧)等形式。

    空調和凈化設備的選擇:

    過濾器的基本知識和過濾器的選擇

    一、過濾器的分類:按過濾器的性能(效率、阻力、容塵量)進行分類,根據我國有關規范可將過濾器劃分為粗效、中效、高效、亞高效、高效和超高效六大類。

    根據我國“空氣過濾器”GB/T14295-93(新標準:GB/T14295-2008)國家標準劃分

    空氣過濾器的效率和阻力

     

    高效過濾器和超高效過濾器的效率和阻力。

    性能指標性能類別額定風量下的大氣塵計數效率(%)額定風量下的初阻力(Pa)A 高效額定風量下的鈉焰效率≥99.9≤190B 高效額定風量和20%額定風量的鈉焰效率≥99.99≤220C 高效額定風量和20%額定風量的鈉焰效率≥99.999≤250D 超高效額定風量和20%額定風量的計數效率(≥0.1μm)≥99.999≤280。

    根據我國“高效空氣過濾器”GB13554-92(新標準GB/T3554-2008)國家標準劃分

    高效過濾器和超高效過濾器的效率和阻力

     

    我國過濾器分類與歐美國家分類的比較表:

     

    各類過濾器效率的測試方法:

    對于空氣過濾器的效率而言,相同的過濾器其效率的測試方法不同它們的效率的值也不相同,因此使用過濾器時不僅僅要了解其過濾效率,而且還要知道它們效率的測試方法。

    1、一般通風用粗效、中效、高中效過濾器效率的測試方法。

    ① 計重法:有人工塵計重法和大氣塵計重法,此方法源于美國,國際流行,多用于粗效過濾器的效率測試。

    ② 比色法:源于美國,國際通行,用于中效過濾器的效率測試。

    ③ 人工塵計數法:歐洲通行,將取代比色法,用于中效測試。

    ④ 大氣塵計數法:我國的標準。

    2、高效過濾器測試方法

    ① 鈉焰法:中國標準。

    ② DOP法:源于美國,國際通行。

    ③ 油霧法:俄國標準,在德國和我國也通行。

    ④ MPPS法:歐洲標準將取代上述各種方法(最低透過率粒徑法)。

    各類空氣過濾器的功能和作用:

    各種過濾器都具有一定的功能,都不是萬能的。它的功能就決定了它的作用和使用范圍。對其選用正確,使用合理,它們就能充分發揮功能,起到應起的作用;如果選用不當,使用不合理,不僅不能發揮其作用,有時還會產生相反的后果。它們的功能和作用如下:

    1、粗效過濾器:其功能是去除≥5μm的塵埃粒子,在空調凈化系統中作為預過濾器。其作用是保護中效.高效過濾器和空調箱內的其他配件以延長它們的使用壽命。

    2、中效過濾器:其功能是去除≥1.0μm的塵埃粒子,在空調凈化系統中作為中間過濾器。其作用是減少高效過濾器的負荷,延長高效和空調箱內配件的使用壽命。

    3、高中效過濾器:其功能是去除≥1.0μm的塵埃粒子,在空調凈化系統中作為中間過濾器,在一般通風系統中可作為終端過濾器。

    4、亞高效過濾器:其功能是去除≥0.5μm的塵埃粒子,在空調凈化系統中作中間過濾器,在低級凈化系統中可做終端過濾器使用。

    5、高效過濾器:是空調凈化系統中的終端過濾器,它的功能是去除≥0.3μm的塵埃粒子,達到凈化目的。是潔凈室必備的凈化設備。

    6、超高效過濾器:其功能是去除≥0.1μm的塵埃粒子,是建造高級別潔凈室(0.1μm潔凈室)的必備凈化設備,是該潔凈室的終端凈化設備。

    空氣處理機組的選擇:

    空氣處理機組包括空調器(AHU)、新風機組(MAU)和循環機組(RAU),都是空調凈化系統常用的空氣熱濕交換和空氣凈化處理設備。

    一、工業潔凈室用空調機組

    工業潔凈廠房的空氣處理機組是服務于凈化空調系統的,因此空氣處理機組也必須滿足凈化空調所需的特點。

    1、潔凈廠房的溫、濕度和潔凈度要求嚴格,一般情況室內熱負荷很大、空氣處理的焓差很大、冷卻后的空氣的露點溫度很低,因此空氣處理機組的保溫性能要好(保溫材料為聚苯乙烯或聚氨脂發泡時保溫層厚度≥40mm),防止表面結露,冷耗過大;同時還應避免冷橋現象的產生。

    2、因凈化空調系統總阻力較大,故要求空調機組的風機壓頭很高(≈1500Pa),因此隨之要求空調機組圍護板壁的強度和剛度要好,不要產生負壓段凹進去,正壓段凸出來的變形。

    3、為了減少冷損失和漏風,則要求空調機組的密封性能好,特別是段與段的聯接處和門開啟處的密封。按標準要求空調機組的漏風率≤1%。

    4、為了保證潔凈廠房的溫、濕度和潔凈度,并且盡量節省能量,要求空調機組有較好的自動控制,如風機的變頻等。又因為空氣的冷、熱、濕處理的功能較多,故空調機組體形較大、長度較長。

    二、生物潔凈室用空調機組

    生物潔凈室是以微生物(細菌、病毒等)為主要研究對象的,微生物與塵埃粒子不同,它是活的、不斷生長繁殖的粒子,因此服務于生物潔凈室的空氣處理機組應具備如下特點:

    1、為了方便滅菌、消毒、空調機組的內表面以及內部的零配件應耐消毒藥品的腐蝕,表面要光潔。

    2、因為潮濕是微生物生長的最佳條件。因此,空調機組內部不能集水集塵,結構要方便排水;表冷器凝結水應設有自動防倒吸功能,并順利排出凝結水;更不能采用淋水段。

    3、空調機組的加濕只能采用干蒸汽加濕器(電極式或電熱式蒸汽加濕器),而不能使用濕膜、超聲波和高壓噴霧等有水的加濕器。

    4、為了防止空氣帶水,空調器表冷器的斷面風速V<2.0m/s。

    5、空調機組的密封要可靠,其漏風率≤1%。

    6、空調機組的強度和剛度要好,有一定的承壓能力。

    7、各級(粗效、中效、亞高效)過濾器的過濾效率要高,而且最好采用一次性的拋棄型過濾器。

    三、表冷器、加熱器、加濕器的選擇

    1、表冷器是空調機組降溫去濕的關鍵設備,一般表冷器由銅管和鋁翅片構成。表冷器的換熱面積(排數)要經計算求得,在設計中,設計人員要把空氣經表冷器處理前后的參數(溫度、相對濕度或焓)以及冷凍水的供回水溫度提供給供貨商,由供貨商計算和配置表冷器。表冷器后面要設擋水板,表冷器下部設滴水盤,凝結水排水要通暢,排水管上要合理地設置水封。水封的高度要與空調器內的壓力相匹配。

    2、加熱器是空調機組中的加熱設備。在空調機組中有一次加熱(預熱)和二次加熱(再熱)兩組。加熱的熱媒有蒸汽、熱水和電。

    ① 一次加熱(預熱)器設置在新風進入空調機組處,其目的是為了防凍和防混合結霜、結霧。因此,一次加熱器一般用在北方(長江以北)較冷的地區。長江以南不會結凍的地區可不設一次加熱器。一次加熱后的新風溫度一般為+5℃。用加熱器后的溫度探頭來控加熱量。一次加熱的熱媒最好是蒸汽和電,如果用熱水做熱媒要考慮加熱器本身的防凍問題。

    ② 二次加熱(再熱)器設在表冷器之后,設置目的是為了調節潔凈廠房內的溫、濕度以達到設計參數。因為,二次加熱量越小就越節省空調的運行費用,故在設計時要選擇二次加熱量較小的節能方案。二次加熱的熱媒最好用熱水,因為熱水在溫、濕調節時比較穩定可靠。

    ③ 當潔凈廠房的溫、濕度精度要求極高和非常嚴格時,為了確保其參數有時在風管上還要設置微調的電加熱器。

    3、加濕器是空調機組中的加濕設備,在冬季時為了保證潔凈廠房內必要的相對濕度,必須對空調送風進行必要的加濕。

    加濕器一般有兩種,一種是以水為加濕源的等焓加濕。如濕膜、淋水、超聲波、高壓噴霧等加濕器。這種加濕方法簡單、價格便宜,加濕量也大,但其加濕的精度較差。一般相對濕度要求在>10%的情況下用得較多。水加濕的方法不應用在生物潔凈室。因為,水加濕會給微生物提供良好生存繁殖條件。

    另一種加濕方法是以蒸汽為加濕源的等溫加濕。如蒸汽加濕器、干蒸汽加濕器、電極式(電熱式)蒸汽加濕器等。這種加濕方法必須有蒸汽源,如果沒有蒸汽必須用電來產生蒸汽。此種加濕方法價格較高,但加濕精度很高,當相對濕度要求≤±5%時應采用等溫加濕方法。它廣泛應用在電子工業的潔凈廠房和生物潔凈室的加濕中。

    4、淋水室和化學過濾的應用

    ① 淋水室是空調熱濕交換的空氣與冷媒直接接觸的方式。此種淋水形式不僅可用于熱濕交換上,還可以對新風進行品質上的處理。例如,集成電路用的潔凈廠房其污染源不僅僅是塵埃粒子,而且,重金屬離子和分子級低濃度的化學污染也成為超大規模集成電路生產的重要污染源,當凈化空調系統的新風采用淋水室的濕法處理時,可以去除新風中的NH4、SO4、NO3等分子級的化學污染,當采用自來水和純水兩級淋水時其效果會更好。

    ② 活性碳過濾器和化學過濾器是空調機組中去除異味和分子級低濃度的化學污染的重要設備,一般多用在新風機組中。

    消聲器和消聲彎頭的選擇:

    潔凈廠房的噪聲按國家規范“潔凈廠房設計規范”(GB 50073-2013)的規定,單向流潔凈室空態噪聲≤65dB(A);非單向流潔凈室空態噪聲≤60dB(A)。這就要求在凈化空調系統的送風、回風管道上(排風管道上)都要設置必要的消聲設備,尤其在回風管道上。消聲器的選擇要進行計算。

    潔凈廠房的凈化空調系統的消聲器和消聲彎頭不應給凈化系統帶來污染。最好采用微孔板式消聲器和消聲彎頭,也可選用其他潔凈空調系統專用的阻式或抗式消聲設備。

    凈化空調機組送風機的選擇

    凈化空調系統的送風機設在空調機組內,其送風機應具有如下特點:

    一、有足夠的余壓。一般除克服機外管網系統的總阻力以外,還要考慮克服高效過濾器的終阻力和一定的安全裕量。但風機壓頭選得過大不但能耗大,而且還會產生較大的噪聲。

    二、要有足夠的送風量。即消除室內余熱、余濕和凈化的最大風量,并且還應有10%的的安全裕量。

    三、風機應為變頻風機,送風量依系統阻力變化可以自動調節,即保證了潔凈廠房內的溫、濕度和潔凈度又做到節省耗源。

    四、要高效率和低噪聲。

    FFU及干冷盤管的選擇:

    一、FFU(風機過濾器單元)。

    FFU是近年普通應用在單向流和混合流中的重要凈化設備。它是有標準模數尺寸(1200×600mm,600×600mm,1200×1200mm等)的風機和過濾器(高效過濾器、超高效過濾器)的組合體做為潔凈室的終端設備,分散或集中地布置在潔凈廠房的吊頂上。為了保證潔凈廠房的室內參數,它經常與干冷盤管和新風機組配合使用。

     

    其性能參數最好是:

    1、斷面平均風速為0.45m/s,而出風速度的均勻性應為平均風速的±15%。

    2、FFU的機外余壓應≥100Pa,最好是140Pa以上。

    3、FFU的單體噪聲應≤50dB(A)。因在單向流潔凈廠房中往往成百臺上千臺的FFU集中設在吊頂上,如果單體噪聲太高,則疊加噪聲就不能被接受。

    4、斷面風速可調。智能化調節,變頻調節都是可行的。

    5、FFU風機的壽命最少應大于50000小時。

    二、干冷盤管:

    干冷盤管是新風機組加干冷盤管加FFU空調凈化送風方案的潔凈廠房控制溫度的關鍵換熱設備,設置在潔凈廠房回風夾道的下部或上部。對其性能要求如下:

    1、為了避免在系統正常運行時干冷盤管產生結露現象,因此通過干冷盤管的進水水溫要高于室內空氣露點1℃~2℃。

    2、為了導走潔凈廠房空調系統啟動時產生的冷凝水,干冷盤管系統還要設置滴水盤和排水系統。

    3、干冷盤管的排數最好為雙排,而且空氣通過時阻力不能太大,因此盤管鋁翅片的間距最好為3mm。

    4、為了減少空氣通過盤管的阻力,通過盤管的風速應> 2m/s。

    施工圖的繪制:

    一、施工圖主要設計文件有:圖紙目錄、設計與施工說明、設備表、計算書和圖紙

    二、施工圖內容

    1、圖紙目錄

    2、設計與施工說明

    ① 設計說明:主要介紹設計概況、設計依據、設計范圍、室內外的參數,冷、熱媒的來源和參數,采暖、通風、空調、凈化系統的冷、熱、濕負荷的指標和系統方案及其控制方法。

    ② 施工說明:說明設計中使用的材料、附件、系統的工作壓力和試驗壓力以及施工安裝的要求和注意事項。

    ③ 圖例。

    3、設備表

    設備的名稱、規格型號、技術參數、數量、服務對象。

    4、設計圖紙

    ① 平面圖: 建筑輪廓、軸線、房間名稱、地面標高、指北針。

    采暖平面圖的散熱片位置、片數、管道位置和主管編號、管道配件、干管標高坡度坡向。

    通風空調凈化風管畫雙線,水管畫單線,管道的管徑、安裝標高、設備和管道、風口的大小和定位尺寸,管道的配件如消聲器、防火閥、調節閥等規格型號。

    ② 剖面圖:在管道多、交叉多的平面圖表示不清楚的地方畫剖面圖,剖面圖要給出設備、管道等與建筑的板、柱、梁、地之間的人才關系,注明設備、管道、配件的尺寸和標高。

    ③ 流程圖、系統圖和自動控制原理圖。

    ④ 節點詳圖。

    計算書的內容

    包括:空調凈化的負荷計算書;風量計算書、管道的水力計算書;設備(制冷機、空調器、冷卻塔、水泵風機等)的選擇計算書等。

    所有圖紙中,凈化空調原理圖和凈化空調自動控制原理圖非常重要的圖紙,它能反映出設計的全部內容。如:系統型式,冷、熱量大小,節能優化,室內的溫濕度、潔凈度等重要內容。

    施工現場的工地工作

    工地工作的內容很多,如:

    一、施工圖交底。設計人員向施工單位和建設甲方介紹設計內容、施工要求、設備選擇以及施工時的注意事項等。

    二、施工圖變更修改。應施工單位或建設單位的要求對原設計的施工圖進行合理的修改變更以滿足施工方或建設方的要求。

    三、配合建設單位和施工方對工程進行調試和竣工驗收。

    四、必要的現場服務和參加現場的例行會議。

    潔凈室的竣工驗收調試,性能測試和潔凈室的綜合評價:

    竣工驗收的調試工作要分以下四個步驟進行。

    調試前的準備工作;單機試車;聯動調試;潔凈室的性能測試和綜合評價。

    調試前的準備工作:

    一、調試的組織準備

    成立以建設單位(業主)為組長的有設計單位、施工單位、監理單位人員參加的調試小組。調試小組領導調試的全面工作,調試小組協調各方面的關系,調試小組為調試工作提供各種軟硬條件。

    二、編制調試大綱

    在調試小組領導和組織下,編制調試大綱。調試大綱是調試工作的指導性文件。調試大綱的內容包括:組織分工、人員安排、物資調動;調試項目、調試方法、調試儀表;調試程序、調試進度、調試計劃安排等。調試大綱的編制使調試人員思想明確、認識統一、步調一致、行動整齊,使調試工作順利進行。

    三、施工現場質量的會檢

    在調試小組的領導組織下,有建設單位、設計單位、施工單位、監理單位的有關領導和技術人員參加,對施工現場、施工質量進行全面會檢。從冷凍站、換熱站、鍋爐房、變配電站、空調機房到供冷、供熱、供電系統、空調凈化系統和自動控制系統。從設備(冷凍機、鍋爐、水泵、冷卻塔、空調器等)、配件(閥門、風口、消聲器等)、管道和管線到保溫、設備基礎、管道支吊架等的工程施工質量進行全面會檢??词欠癜磮D施工、查與設計圖不符之處,找施工質量不合格項目并查其原因。并對施工、加工、安裝等質量問題逐一填寫“缺陷明細表”,提出整改意見,限期(正式調試之前)整改完畢。

    四、空調設備、空調系統的清掃

    1、調試之前對潔凈室進行全面、徹底的清掃是十分必要的。對潔凈室的地面、墻面、吊頂、門窗進行認真、全面、徹底的大掃除(最好請專業的清潔公司);對空調設備、空調管道(送風管、回風管、新風管),空調配件(清聲器、閥門、風口等)進行檢查、檢漏和擦試。達到潔凈要求為止。

    2、安裝粗效、中效過濾器進行第一次空吹。在徹底清掃的基礎上,安裝空調器內的粗效和中效過濾器。對整個凈化空調系統進行空吹,空吹時間為24~36小時,使整個系統得到初步的凈化。

    3、安裝高效過濾器。系統空吹后可以安裝高效過濾器。高效過濾器在安裝之前,要求對其逐一進行檢漏,對有泄漏者進行堵漏。檢漏在臨時檢漏臺上進行,塵源利用大氣塵。被檢合格的高效過濾器方能進行安裝,安裝完畢后對高效過濾器的安裝密封再進行檢漏(利用塵埃粒子計數器掃描),達到安裝合格。

    4、高效過濾器安裝檢漏合格后再對凈化空調系統進行第二次空吹??沾禃r間24小時,然后方可進行入調試程序。

    五、測試儀器、儀表、工具的準備

    1、調試前要對調試中所用的儀器儀表進行調試和標定(超過使用時間還需重新進行標定)。所用的儀表包括測量風速、風量、溫度、相對濕度、壓差、噪聲、振動、轉數、時間、大氣壓力和潔凈度的儀器儀表等。

    2、調試所用的器材、工具的準備。如:電工工具、管工工具、扳金工工具、鉗工工具以及爬高上下的梯子等。并且請施工單位配合電工、管工、扳金工和鉗工。

    3、調試和測試工作所用的圖紙和記錄表格的準備。

    單機試車:

    單機試車是對工程中的所有的設備、配件等單體進行試車。單機試車的目的是對這些設備、配件的安裝質量和產品出廠質量的檢查和考核。單機試車的主要內容有:

    水、電先行。即首先對供水供電的設備和系統進行檢查和考核。如水泵、變壓器、配電箱、開關等。要保證供水、供電的正常、可靠。

    進而,對供冷設備(冷凍機、冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水等)、供熱設備(鍋爐、換熱器、熱水泵等)、空調設備(表面冷卻器、加熱器、加濕器、過濾器、風機等)、自動控制設備、儀表、閥門以及各系統的配件進行單體考核??词欠衲軡M足設計要求和正常運行。尤其對轉動設備如風機、水泵要試轉看是否運轉平穩,有無雜音和碰撞和反轉現象;用電設備接線是否正確;冷凍機和鍋爐是否能達到設計要求;空調器中表冷器的降溫去濕能力、加濕器的加濕能力等等進行單體檢查、考核。如果出現故障和發現問題,應立即排除。

    對于大型設備如冷凍機、鍋爐、空調器等(尤其是進口設備)在單機試車時最好有生產廠家的調試人員現場指導或由生產廠家負責試車,待運轉正常后再移交給使用單位。單機試車為聯動調試做好各個單體設備的準備工作。

    聯動調試:

    聯動調試一般情況下分為兩個階段進行,即風量分配階段和聯動調試階段。

    一、風量分配

    風量分配即將各個潔凈室的送風量、回風量、新風量、排風量全部按設計要求調整到設計風量。因為一個潔凈廠房可能有多個空調送風系統和排風系統,或一個空調送風系統要負擔多個潔凈室的送風。因此,風量分配調試工作是一項工作量大、時間長、耐心細致的工作。風量分配調試工作也是整個調試工作的重點工作。常用的風量分配調試方法采用標準風口法。

    標準風口法:一個潔凈室可能有幾個、幾十個空調送風口、回風口。因為它們之間都是相通的,當調整某一個風口送風的風量時其他送風口的風量也會跟其變化。因此,采用標準風口法。

    所謂標準風口法,就是在風量分配之前,將所有閥門都開到最大的情況下,在所有的送風口這中找到最不利的送風口(送風量最小的送風口),將此風口作為標準風口。在標準風口上設一監測儀表,隨時測試標準風口的風量變化。然后調整其它所有風口風量。因為調整任何一個風口風量時,都會影響已調整過的風口的風量的變化;因此,在調整任何一個風口風量時,都要以標準風口當時風量為參照風量,使所有被調風口的風量均隨標準風口的風量變化而同步變化。

    當一個凈化空調系統負責多個潔凈室空調時,調試要以潔凈室為單位由末端向總干管方向進行,對各潔凈室首先調整其送風量的相對關系量,然后,再用系統的總閥門來將每個送風口,每個潔凈室的送風量都調整為真實的設計送風量。

    聯動調試在風量調整和單機試車后進行。聯動調試就將凈化空調系統和為凈化空調系統服務的所有系統即:供冷系統(冷凍機、冷卻塔、水泵以及供冷系統上所有的配件)、供熱系統(鍋爐、水泵以及供熱系統上所有配件)、供電系統(配電箱、變頻器……)和自動控制系統全部投入運行,考核各系統的綜合性能和聯動性能。必要時,在潔凈室內人為的設置一定量的負荷,考核溫、濕度探頭、中間儀表和執行機構的聯動是否敏感、協調;考核溫、濕度探頭是否準確,精度是否合格。

    潔凈室的性能測試和綜合評價:

    在風量調整和聯動調試的基礎上,潔凈室空調凈化系統以及為其服務的所有系統,均處于正常運行狀態。接著進行潔凈室的性能測試和綜合評價。

    1、潔凈室的性能測試:

    潔凈室性能測試內容包括:

    潔凈度測試、風量測試、正壓測試、風速測試(單向流潔凈室 )溫度、相對濕度測試、噪聲測試等。

    ① 潔凈度測試:采樣點布置在工作面上(0.8~1.0m),采樣點數量N=A1/2(A是潔凈室面積‘m2’)。塵埃粒子計數器的采樣量要大于1升/分;每個采樣點連續有效采樣三次。取其平均值做該點的測量值。全部測點的測量值的平均值作為潔凈室的潔凈度。

    ② 風量或風速測試:單向流潔室測量斷面風速、非單向流潔凈室測其風量。

    斷面風速的測量:距吊頂上送風高效過濾器(HEPA)300mm處布置測點,測點間距為600 mm,用熱球風速儀測其各點風速。

    風量測試:在送風管或送風口上測送風風量。方法是用比托管和微壓差計,測風管內各點的動壓,測點間距為100mm。再計算送風量。

    在風量調整和聯動調試的基礎上,潔凈室空調凈化系統以及為其服務的所有系統,均處于正常運行狀態。接著進行潔凈室的性能測試和綜合評價。

    一、潔凈室的性能測試

    潔凈室性能測試內容包括:

    潔凈度測試、風量測試、正壓測試、風速測試(單向流潔凈室 )溫度、相對濕度測試、噪聲測試等。

    在對潔凈室性能測試的基礎上,根據對潔凈室潔凈度、溫、濕度、正壓、風量、噪聲等測試結果,對潔凈室的建設和性能進行竣工驗收的綜合評價。

    三個凈化工程的典型案例:

    大面積ISO 6級頂送頂回非單向流潔凈室工程案例

    一、工程概述

    深圳賽意法集成電路有限公司封裝工序潔凈廠房是我國第一個大面積1000級4300m²的頂送頂回的氣流流型潔凈廠房的成功實例。

    同時它還是:國內個別學術權威所說的頂送頂回氣流流型是不會做凈化空調的人設計的工程實例。

    信息產業部第十一設計院設計大師王唯國 推薦十一院凈化空調設計人員,要認真學習賽意法設計的精髓和大手筆創造工程實例。

    賽意法外方總裁稱深圳賽意法的封裝廠方是他們跨國公司最優秀的后工序封裝廠房。

    也是在連續運行二年后動態測試潔凈度>400個/ft³,產品成品率高達99%的后工序凈化廠房。

    賽意法公司的第二期工程(十院設計)和第三期(十一院設計)完全套用了第一期工程的頂送頂回的氣流流型。

    在2005年西安交大黃淑娟教授帶領多名博士生運行先進(美國引進)的CFD數字模擬方法,從理論上證明了頂送頂回的氣流流型是正確的和可行的。該實驗結果的論文,在2007年國際污染控制年會的交流大會上發表。

    后來在我國“潔凈廠房設計規范”的修改中肯定了頂送頂回是一種非單向流的氣流流型。

    1.工藝要求的各種參數:

     

    二、問題的起因

    在與外方的設計聯絡會上,外方總裁要求該潔凈廠房在凈化空調系統的布置時一定要方便工藝設備的擺放,下部不能有回風口。因廠房寬度為48M,中間只有一排柱子,利用柱子回風很難解決氣流的均勻問題,外方提出:他們意法跨國公司的后工序(封裝)潔凈廠房的凈化空調系統都是采用頂送頂回的氣流流型,深圳的封裝廠房也不例外一定要做成頂送頂回。

    作為一個中國的設計人員不能給中國人丟臉,不能說不會做。只能說我們也可以做。但是壓力確實很大,頂送頂回的氣流流型過去我們沒有做過,1000級潔凈度潔凈倉房的頂送頂回的氣流流型就更沒有做過。4300m²大面積更是破天荒的。為此我們查閱了大量的美國、日本和韓國的有關資料和文獻.設計時我采取了如下多條措施來保證潔凈廠房的潔凈度和溫濕度,并且做到方便施工﹑調試和運行,努力做到一次成功。

    三、設計中采取的措施

    換氣次數為 50次/h。頂送風口兩排為一組然后插入一排回風口。為了方便施工安裝和調試設計時,采用大型穩壓靜壓箱,其尺寸為 3.0 m×3.5 m×30 m。

    結果調試時風口閥門很少調節,遠近各風口出風速度相當均勻。

    1.為了防止氣流短路:

    送風口孔板出流風速設計為5m/s,回風口出流風速設計為2.5m/s。

    送風口孔板開孔率15%,回風口孔板開孔率30%。

    送風口和回風口擴散板之間相對的斜面上不開孔。

    最后的測試結果:

    從設計到施工用一年的時間(包括土建工程的總建筑面積20000m²)到1996年竣工驗收測試是由施工單位,設計單位(即總承包單位)和建設單位三家聯合進行,采用三臺大流量計數器對空態的潔凈車間進行潔凈度的測試,其潔凈度為24.7個/ft³比1000級提高40倍。測試的房間溫度為23±0.3℃,相對濕度為50±3%,所有的參數都優于設計的要求。

    在連續運行兩年后的1998年,我們進行了設計回訪并索取了甲方平時檢測記錄,紀錄的數據表明,車間動態潔凈度為159~365個/ft³,車間溫度為22.5±0.5℃,車間相對濕度為50±3%,生產的產品成品高達99%。賽意法外方總裁說深圳的封裝潔凈廠是以意法(意大利和法國)跨國公司里最優秀的后工序廠房。

    但是請大家注意,潔凈廠房的氣流流型還是頂送下回,頂送側下回為好。除非工藝不允許下回或下側回時,才考慮其他類型的氣流流行。

     

    深圳清溢精密光電有限公司的一級潔凈廠房

    一、工程概況

    1、工藝的環境要求

    生產用的TFT基板的原材料為8 mm厚的玻璃板(2 m×1.5 m),進口一塊玻璃板原材料價100萬RMB,工藝加工完成后刻印上圖形賣到TFT工廠的價格為500萬元。一期工程面積為800 m²。

    環境要求:潔凈度有200m²為.1級(≥0.5 μm),600 m²為10級(≥0.5 μm)其溫度要求為22±0.3℃,相對溫度為50±5%。(其中一臺工藝設備價錢就要1-2億人民幣。)

    2、施工現場狀況

    (1)土建工程有一個民用建筑施工單位施工。下夾層地梁表面坑坑洼洼凹凸不平地梁表面高度不平.給架設活動地板造成很多困難。

    (2)施工現場環境極為惡劣,土建施工與凈化施工同時進行外面灰塵很大。

    (3)施工進度要求很短三個月要在2007年7月1日香港回歸紀念日進行竣工驗收典禮。

    二、設計和施工中的措施

    1、設計方采用MAU+FFU+DC的方案:三層結構,上夾層是送風技術夾層里面布置新風管和FFU。新風和回風在這里混合,中間層是潔凈生產車間,下夾層是回風技術夾層,干冷盤管布置在下夾層。另外一些管道電纜等管線也布置在下夾層。

    2、凈化空調設備的選用

    (1)新風機組任務和選擇:

    a.新風機組要保證工藝生產房間的相對濕度因此新風機組有加濕和去濕功能;同時也有加熱和降溫功能,還有高精度的自動控制。新風機組還要保證房間的正壓,因此每個工藝房間有獨立的新風管,每個新風管上設有電動調節閥和精密的自動控制。

    (1)新風機組任務和選擇

    a.新風機組要保證工藝生產房間的相對濕度因此新風機組有加濕和去濕功能;同時也有加熱和降溫功能,還有高精度的自動控制。新風機組還要保證房間的正壓,因此每個工藝房間有獨立的新風管,每個新風管上設有電動調節閥和精密的自動控制。

    b.采用5級過濾保證進入工藝生產房間新風的品質并且保護FFU中的超高效過濾器(即共有六級過濾,其中有粗效.中效.化學過濾.中效.高效和超高效過濾器, 共6級)。

    c.新風機組的風機為雙風機一用一備,保證運行的安全可靠。新風機組的功能段有兩級表冷,一級加熱.一級加濕兩臺風機和五級過濾共16個功能段。冷凍水溫度1為5-10℃熱水溫度為50-60℃。加濕用電熱式蒸汽加濕器并采用純水做水源。

    設計選用時與新晃、開利、約克等著名生產廠家的技術人員進行技術座談..最后選用了新晃生產的產品,實際運行效果很好。

    (2)FFU的參數和選擇

    一級潔凈室的FFU采用U17超高效過濾器其效率為99.999995%(≥0.12μm)。

    十級潔凈室的FFU采用U16超高效過濾器其效率為99.999995%(≥0.12μm)。FFU是保證房間潔凈度的最后關口因此非常重要。

    a.FFU單體噪聲要求,噪聲≤50dB(A);

    b.FFU的機外余壓<120Pa;

    c.FFU的出口斷面 風速的均勻度為±20%(15%);

    d.FFU的電機壽命<50000小時;

    我們建議采用美國飛達仕生產或瑞典康斐爾生產的FFU。但是甲方堅持購買XXX生產的產品結果在施工和調試中因FFU 的泄漏更換多達3-4%不僅影響施工和調試的進度而且最終調試噪聲高達 70dB(A)超標。但因為是業主定的產品故甲方沒有提出疑意。

    (3)干盤管的運用和控制

    干盤管采用兩排,翅片間距≥3mm。面風速為2m/s時阻力大約為30Pa,

    通入干盤管的中溫水參數為14℃~19℃,通過干盤管的面風速≤2m/s,此時干盤管的面積很大。有時下夾層布置不下還要斜放。中溫水用冷凍水混合制取。

    干盤管的下面作了凝結水的滴水盤和冷凝水的排水系統

    有的車間只能單側布置干盤管,.或因設備基礎(實體)占房間面積很大,會造成單向流氣流出現一定的偏斜.因此這樣高級別和高溫濕度精度的潔凈廠房的回風和和干盤管布置盡量均勻,設備基礎面積最好不要超過房間面積的1/2。

    干盤管是保證工藝車間的溫度精度的關鍵設備,控制采用各干盤管由分區的溫度敏感元件單獨控制。但在室內發熱量很少的時候,中溫水閥門開啟得很小控制水量較困難,為達到控制目的,還特意將新風送風溫度提高.加大中溫水的水量來保證房間溫度精度。

    (4)自動控制元件選用國際上控制精度最精,價格最貴的瑞典為沙拉公司的產品與專業的自控公司共同施工調試

    (5)金屬壁板和活動地板

    經過調查和比較設計時選擇了臺灣惠亞公司提供的金屬樣板和活動地板。

    外墻內襯的彩鋼板和疏散走廊的隔墻采用耐火一小時的玻鎂彩鋼板。而內間隔墻采用鋁蜂窩彩鋼板(防火一小時),有時因外因碰撞洼痕影響美觀但重量很輕。

    因風量很大活動地板的開孔率為50-60%,且設備基礎大?;仫L面積受到一定影響。

    另外還有活動地板的平整度的問題,由于土建施工先天不足,地梁本身平整度很差,為了找平還要土建梁上作一層工字鋼的鋼梁,而且為了平整在工字鋼和土建梁之間要墊高低不同的墊片,再用激光儀器操平。增加施工難度和進度。

    地板的承重問題,根據甲方提供地板承重要求≤800 kg/m²,但施工后設備放上去(有的設備是用幾條腿支撐)出現地板局部凹陷問題,最后采用不銹鋼條形板將設備的支腿墊起來才消除了局部凹陷。

    另外,還有一個底面積只有6m2,其重量卻有13噸的設備還未到貨,重量折合2200kg/m2。在設備的運輸通道上要墊設多厚,多大面積的不銹鋼板才能將設備運進來,又不破壞地板。又是一個大問題。

    調試中遇到的問題:

    1、電熱式蒸汽加濕器的顯熱對室內溫度的影響問題,一般設計時設計人員都將蒸汽加濕作為等溫加濕處理,即不考慮蒸發溫度既顯熱的影響,但是在高溫度精度的潔凈廠房設計時還是要考慮蒸汽部分顯熱的影響。否則在冬季蒸汽加濕投入時室內的溫度曲線就會突然波動,后加濕停止也會產生波動,使室內溫度波動較大,影響溫度的精度。

    2、室內出現大粒子問題

    由于凈化施工的周圍環境十分惡劣。

    a.施工前在地下室空間建立了一個100級的設備材料庫房,其面積大約100m²把潔凈室用的設備,配件和材料等存在100級的凈化環境中保證進入潔凈室的設備和材料的潔凈度。

    b.工人員要嚴格規范施工。質檢人員和監理要經常監督檢查。

    c.試時維持室內較大正壓,調試人員要按規定更兩次衣,兩次吹淋方能進入。

    d.由于進度要求沒有空態測試驗收的時間(合同是空態驗收),工藝設備就要進入潔凈室進行二次配管配線和調試(進口設備),工藝設備的調試和二次配管配線又一次影響了潔凈室內的潔凈度,尤其是甲方堅持要提前安裝并滿布FFU;當時施工單位和我們主張,等最后清掃空吹后再裝FFU。因為新風送進時已經達到100級的潔凈度,能滿足工藝設備調試的環境要求。但最終還是將FFU過早的裝上了。這樣就出現潔凈廠房動態調試時0.1μm粒子合格.0.5μm粒子為0個/ft³,而1μm和5μm的大粒子隨機地不斷出現。為此調試時間延長了一個多月來找大粒子產生的原因。

    因過早地安裝FFU,為了省電,工藝設備調試時FFU部分開啟,因上技術夾層為負壓,就造成室內的空氣通過不開啟的FFU倒流到上夾層,部分灰塵 就沉積在超高過濾器的表面;調試時這樣大 粒子會隨機落下。

    潔凈廠房內的通訊喇叭的紙盆不是潔凈廠房專用,一振動也產生大量大粒子。

    工藝設備的配套件不是潔凈廠房專用的設備。有些還帶風機也會產生大量的大粒子。找到原因后采取必要的措施最后測試合格達標。

    結果:最后我們和甲方聯合請具有NEBB資格的新加坡(港思)快思特公司第三方進行測試結果…。

    一級潔凈室(0.5 μm)動態測試達到1級潔凈室(0.3 μm)。

    十級潔凈室(0.5 μm)動態測試達到1級潔凈室(0.5 μm)。

    溫度達到23℃±0.1℃。

    相對溫度達到50±3%。

     

    北京航天光學遙感特殊交大實驗室矢流潔凈室設計案例

    實驗室的工藝要求和設計難點

    一、工程概況:光學遙感實驗室總面積約32000m²,凈化級別有10000級和100000級有可變溫度和相對溫度的要求,有氣流速度的要求,還有防微振的要求,更重要的還有個實驗室之間使用靈活性的要求。

    二、實驗室屬高大房間有吊車。吊車鉤的高度有10 m、8 m和5 m,既房間高度有14 m、12 m和8 m吊車分別為4T、2T。實驗時的室內溫度要求是可變的(18-25±1℃),有時為8℃、有時為15℃、有時為25℃,相對濕度要求在35-55%范圍內。第三工作面的風速不能超過 0.1 m/s潔凈度有10000級和100000級的要求。屬高大房間的恒溫恒濕凈化和防微振的實驗室。

    三、設計中的難點和解決的辦法

    1、有吊車的高大房間凈化空調氣流流型是一大難題

    房間高14 m寬24 m有吊車,如果采用頂送風、下回風的氣流流型,氣流難以達到工作區。工作區的溫濕度和潔凈度難以保證。而且體積大、送風量大、浪費能源。

    經過慎重研究和有關專家的討論,又經全院專家評審,該實驗室的凈化空調氣流流型采用矢流。矢流氣流有流線之間不交叉的特點,用較少的送風量可達到較高潔凈度的效果,而且工作區都在射流范圍內,其區域溫濕度和潔凈度容易保證。

    但是對于單側回風的距離長達12 m,如何保證送風氣流能覆蓋工作區。矢流送風口的出口風速為多少?射流長度為多少?孔板開孔率和孔徑大小為多少?要經過理論上的進一步計算。

    2、實驗室的實驗溫度要求是可變的。即8-25℃之間可選任何溫度為基準溫度,而相對濕度應在35-55%范圍內,如何設計這樣的空氣處理系統是第二大難題。

    研究所動力站固定供應7-12℃的冷凍水為冷源,50-60℃熱水為熱源。

    在夏季當室內相對濕度控制在50±5%的時候,試驗溫度要求8℃時,室內空氣露點約為-4℃,試驗溫度為15℃時,室內空氣露點溫度為5℃;試驗溫度為25℃時室內空氣露點溫度為14℃。

    為了滿足不同實驗的溫濕度的要求,又能節省能源。一個空調系統的冷卻和去濕要采用三種不同的方法。當實驗溫度在20-25℃時,可利用集中冷凍站提供的7-12℃冷凍水降溫去濕。當實驗溫度在13-20℃時,可用直接蒸發冷凍機直接供冷的方法降溫去濕(蒸發溫度約為35℃)。當實驗溫度在5-12℃時,就要采用轉輪化學去濕,加7-12℃冷凍水的聯合處理方法,才能達到降溫去濕的目的。

    3、實驗室共有80-90間,而且為了節能,甲方希望實驗室工作時凈化空調系統開啟,不工作時最好停機。另外每個實驗室在實驗時對潔凈度、溫濕度的要求不盡相同,希望每個實驗室的空調系統能單獨控制,這樣一來就需要有近百臺新風機組加循環機組,而且要分別自動控制。不僅投資太大,浪費能源,空調機房面積也難以解決。

    為此設計人員與甲方實驗室技術人員進行詳細研究和討論,即能滿足實驗室靈活使用的特點,又不至于空調設備的數量太多,節省投資。最后雙方研究確定將使用規律相近,溫濕度潔凈度要求相同,又是相鄰的三至四間實驗室合為一個凈化空調系統,即使這樣新風機組加循環機組空調機的數量還多達40多臺。

    4、實驗室試驗設備的防微振

    實驗室內實驗設備有極高的防微振要求極高:一級防微振在2~100Hz范圍內,振動速度小于0.01mm/s;二級防微振在2~100Hz范圍內,振動速度小于0.03mm/s;三級防微振在2~100Hz范圍內,振動速度小于0.05mm/s。

    防微振設計實施和測試是我院的強項,又一批的工程技術人員和有豐富的實踐經驗、這是其他單位所不及的。

    5、空調機房的位置和對實驗設備的防振影響

    原某單位作的可行性報告中,未考慮空調設備的機房位置,而且建筑面積也不能超出原有建筑面積。設計中有40多臺空調器,大約要2000m²的機房面積。與甲方協商,機房位置有兩條出路。

     

    第一,機房設在實驗室吊頂以上的空間,空調器吊裝在物面結構上。但此方案存在有維護管理不方便,凝結水排放,以及振動和噪聲對實驗室的影響等問題,其中振動影響更為突出。第二,壓縮實驗室的面積將空調機房設在實驗室的兩側,這也存著壓縮面積的可能性,但是維護管理方便,凝結水排放容易解決,噪聲影響也容易處理,但振動影響還是存在。

    最后經過與甲方共同商議,又經防微振專家對兩處振動的影響進行計算和評估采取。最終將空調機房設在實驗室兩側的二層房間內。

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