潔凈室暖通空調(diào)設(shè)計總結(jié)

潔凈技術(shù)與應(yīng)用 2021-11-25 18:28

作為潔凈室控制系統(tǒng)的重要組成部分，暖通空調(diào)系統(tǒng)主要通過對生產(chǎn)環(huán)境的空氣溫度、濕度、懸浮粒子、微生物等的控制和監(jiān)測，確保環(huán)境參數(shù)符合質(zhì)量要求，避免空氣污染和交叉污染的發(fā)生，同時為操作人員提供舒適的環(huán)境。另外暖通空調(diào)系統(tǒng)還可起到減少和防止產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中對作業(yè)人員造成的不利影響，并且保護周圍的環(huán)境。而對于潔凈室，一個清潔安全的空間環(huán)境則是空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中必須考慮的關(guān)鍵因素。

一、空調(diào)系統(tǒng)的劃分

1、按不同的產(chǎn)品劃分，主要為避免各產(chǎn)品交叉污染，或?qū)艋照{(diào)的要求不同。

2、按不同潔凈等級或溫濕度要求劃分，不同等級的潔凈室或溫濕度對室內(nèi)環(huán)境的要求不同，通常A、B級應(yīng)和C、D級房間分系統(tǒng)設(shè)置。

3、非凈化系統(tǒng)、中效凈化系統(tǒng)、高效凈化系統(tǒng)要分開設(shè)置，因兩者阻力相差太大，合于一個系統(tǒng)，阻力難于平衡。

4、單向流潔凈室與非單向流潔凈室應(yīng)分開，因為換氣次數(shù)差別較大，合在一起送風(fēng)溫差較大，采用再熱會消耗較大熱量，故宜分開設(shè)置。

5、按樓層、平面分區(qū)或工藝工段劃分，這樣可以允許有單獨運行部分生產(chǎn)工段，有利于節(jié)能。

6、有特殊要求或產(chǎn)生污染的環(huán)境要設(shè)獨立的空調(diào)系統(tǒng)，將高致敏性藥，避孕藥，疫苗，激素類、抗腫瘤類化學(xué)藥，強毒微生物藥，產(chǎn)生較多粉塵工段和其余工段分開等。

7、生產(chǎn)周期不同的須劃成不同系統(tǒng)，例如長時間生產(chǎn)工段和部分時間生產(chǎn)工段；或生產(chǎn)時間錯開；例如暫存儲藏區(qū)系統(tǒng)與生產(chǎn)區(qū)域分開。

二、空調(diào)熱源

1、熱源一般采用燃氣鍋爐，優(yōu)先考慮城市熱力蒸汽。

2、從節(jié)能來看，鍋爐優(yōu)先考慮熱水鍋爐，如果有加熱、加濕、消毒滅菌功能，選用蒸汽鍋爐。燃氣與燃油互為備用。

3、鍋爐房為丁類建筑，層高要高（至少7米到10米），鍋爐上方不能有房間，為獨立建筑，如果放置在廠房內(nèi)，必須為無壓熱水鍋爐或者小于等于2t/h的蒸汽鍋爐。

4、鍋爐房必須設(shè)置值班室，化驗室（與值班室可以合用），軟水處理裝置，分汽缸，燃氣調(diào)壓站，定期與不定期排污膨脹罐，降溫池，排風(fēng)，地溝，設(shè)備搬運檢修大門等。

5、鍋爐補水箱必須放置在高位，排煙風(fēng)道保溫，必須設(shè)置泄爆口，排冷凝水管，設(shè)置煙氣節(jié)能器，以利節(jié)能。

6、鍋爐給水泵為多級泵，壓頭很高，可以手動備用，也可自動變頻運行。

7、鍋爐前后不能放置設(shè)備，最好左右放置，水處理設(shè)備距離鍋爐遠點，最好獨立房間設(shè)置。

8、鍋爐煙道最好每臺鍋爐獨立設(shè)置。

三、空調(diào)準源

1、水冷機組優(yōu)于風(fēng)冷機組，水冷機組出水溫度容易保證，適應(yīng)于恒溫恒濕系統(tǒng)。

2、如果有蒸汽，優(yōu)先考慮蒸汽溴化鋰制冷機組，但需要電制冷機組備用，能源的多樣性最為穩(wěn)妥。

3、冷凍站最好全廠統(tǒng)一集中設(shè)置----動力中心,設(shè)置在全廠的負荷中心。

4、冷凍站層高要高（至少6米到9米），以便水管彎頭曲率半徑大，阻力小，運行費低，通透，檢修方便等；需要考慮搬運檢修大門，地溝、洗手池，值班室，衛(wèi)生間，排風(fēng)等。

5、冷凍機組最好靠外窗設(shè)置，考慮抽管檢修距離，水泵靠內(nèi)墻布置。大泵考慮臥式泵，小泵考慮管道泵。

6、冷凍站的管道管徑大，荷載大，要結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計混凝土梁布置大管，否則，需要立鋼柱固定，大管不能隨便吊掛在樓板梁下，除非結(jié)構(gòu)考慮的吊掛荷載足夠大。一般吊掛荷載為2KN-3KN/m2，安全第一。

7、溴化鋰制冷機組的水泵最好獨立房間布置，以免水泵過熱。

8、主機冷量比末端冷量小15%-30%。

9、冷凍機房分、集水缸取消，采用梁下敷設(shè)方式，管道采用母管制分合水，閥門采用電動蝶閥，可以減少系統(tǒng)阻力，少占面積，方便操作。

10、冷卻塔設(shè)計富裕多一點，其主機冷量增大，可以推遲二臺主機同時開啟的時間，達到投資省節(jié)能明顯的效果。尤其注意從冷卻塔水池出來的水管為無壓管道（32oC)，管道只能向下，萬萬不能向上彎。

四、空調(diào)末端設(shè)備選擇

1、必須設(shè)置獨立空調(diào)機房，無機房設(shè)計需要考慮噪聲、維修等問題。

2、空調(diào)機房的長度最好9米以上，要考慮搬運檢修大門。一層考慮土建基礎(chǔ)，二層以上考慮輕鋼基礎(chǔ)，基礎(chǔ)高度不小于150-200mm,基礎(chǔ)要注明施工方提供，否則，供貨商與施工方互相推諉。

3、空調(diào)機房的表冷段、加濕段要考慮地漏與排水管，不能只做排水管。

4、為了節(jié)能與溫濕度高的精度，新風(fēng)需要集中處理，新風(fēng)冷凍水供水溫度為5℃-7℃，循環(huán)機組為12℃-19℃。對有蒸汽或者對濕度要求很嚴格的用戶，新風(fēng)可以采用轉(zhuǎn)輪去濕。

5、水管道的閥門不要布置在空調(diào)機組的上方，以免漏水影響空調(diào)機組。閥門不要布置在立管上，布置在水平管上，也盡量避免布置在風(fēng)管下面。

6、防雨百葉風(fēng)口比新風(fēng)管大，為了減少雨水進入機組，可按下圖布置：

7、消聲器的設(shè)計：

在送、回風(fēng)管及排風(fēng)系統(tǒng)的吸風(fēng)總管段上應(yīng)采取消聲措施以滿足潔凈室內(nèi)對噪聲的要求；在凈化空調(diào)系統(tǒng)的排風(fēng)管或局部排風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)管段上也應(yīng)采取消聲措施，以滿足室外環(huán)境區(qū)域噪聲標準的要求。

消聲器一般布置在靠近機房的氣流穩(wěn)定的管段上。當(dāng)布置在機房內(nèi)時，消聲器、檢查門及消聲器后至機房隔墻的那段風(fēng)管必須有良好的隔聲措施；當(dāng)布置在機房外臨近房間內(nèi)時，應(yīng)盡量靠近機房隔墻，而消聲器前至該隔墻的那段管（包括拐彎靜壓箱或彎頭）也應(yīng)有良好隔聲措施，以免機房內(nèi)的噪聲通過消聲器本身、檢查門及風(fēng)管的不嚴密處再次傳入系統(tǒng)中，使消聲器輸出端口噪聲增高。

凈化系統(tǒng)采用微穿空板消聲器，空調(diào)系統(tǒng)采用阻抗復(fù)合型消聲器，排風(fēng)系統(tǒng)采用管道式消聲器?消聲材料用不燃材料。

8、風(fēng)量測壓孔的設(shè)計：

關(guān)于通風(fēng)、凈化空調(diào)系統(tǒng)中的測壓孔在新風(fēng)管、送風(fēng)、回風(fēng)總管段上根據(jù)需要，設(shè)置風(fēng)量測壓孔。在系統(tǒng)中空氣過濾器前后應(yīng)設(shè)置測壓孔或壓差計。在凈化空調(diào)系統(tǒng)中測壓孔是為了在凈化空調(diào)系統(tǒng)正式投入運行前需要對通風(fēng)機及系統(tǒng)中的風(fēng)壓、風(fēng)量進行測定調(diào)整，以達到設(shè)計要求。在運行過程中有時需要檢測。在排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)測壓孔是為了檢測風(fēng)管中有害氣體或粉塵的濃度。

如果不設(shè)測壓孔，檢測時不但費時費力，還會破壞漆膜容易腐蝕、污染風(fēng)管，并且不易密封。

在空氣過濾器前后設(shè)測壓孔主要是為了檢測過濾器的阻力變化情況，當(dāng)達到終阻力時及時更換或清洗。

在生物制藥項目，必須設(shè)置房間差壓計。

9、關(guān)于凈化空調(diào)系統(tǒng)的閥門設(shè)置：

新風(fēng)段應(yīng)設(shè)置電動密閉閥、調(diào)節(jié)閥，新風(fēng)口要加防蟲網(wǎng)。

送、回風(fēng)管段應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)閥。

潔凈室內(nèi)的排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)閥、止回閥或電動密閉調(diào)節(jié)閥。

對于生物制藥要求高的用戶，可以設(shè)計定風(fēng)量閥，變風(fēng)壓量閥，以便保持室內(nèi)正壓或負壓。

10、新風(fēng)管設(shè)計：

新風(fēng)口在外墻上布置，最好大小統(tǒng)一，以300mm為模式，例如可以是1200x600mm。

以最大的新風(fēng)量考慮新風(fēng)口大小，新風(fēng)量不足送風(fēng)量的30%，以60%-100%考慮，新風(fēng)管徑、新風(fēng)口均按60%-100%考慮尺寸。

11、回風(fēng)管設(shè)計：

回風(fēng)量為送風(fēng)量的70%-90%，回風(fēng)管徑與送風(fēng)管徑一致；

回風(fēng)量為送風(fēng)量的30%-70%，回風(fēng)管徑比送風(fēng)管徑小一號。

12、高效送風(fēng)口設(shè)計：

設(shè)計風(fēng)量為額定送風(fēng)量的60%-80%。

13、風(fēng)機盤管選型要考慮負荷、功能、朝向等的差別，例如，辦公區(qū)與會議區(qū)的差別，有無玻璃幕墻房間的負荷差別，南北向、屋頂負荷差別。

例如：

· 一般辦公室冷量指標170W/m2

· 屋面辦公室200W/m2

· 會議室指標為250W/m2

· 屋面會議室300W/m2

以上指標為選用風(fēng)機盤管指標，不用考慮新風(fēng)的冷量。

14、新風(fēng)量按衛(wèi)生風(fēng)量考慮，但換氣次數(shù)不小于1.5~3次/h。

15、計算機房設(shè)計精密空調(diào)器，其冷量指標為700W/m2以上，排煙考慮CO2滅火系統(tǒng)的密封性。

16、對于全年散發(fā)熱量的計算機房，有余熱的車間，其冷水需要獨立設(shè)置，而且設(shè)置四管制，冷熱盤管必須獨立分開。

17、北方地區(qū)防凍，防沙，防煤灰塵是凈化設(shè)計的重點解決的難點。

18、凈化系統(tǒng)為了壓差的平衡，風(fēng)口、支管必須配閥門，散流器最好配風(fēng)口閥，對于不同潔凈度，不同壓差、不同溫濕度的的送回風(fēng)管不要設(shè)計為一個支管，而是從主管分別連接。

19、對無機房的大型空調(diào)器，吊掛在吊頂內(nèi)，可采用變速控制或作一消聲室，把空調(diào)器罩在消聲室內(nèi)，需要留出檢修空間。

20、空調(diào)機組內(nèi)的電加熱器，無風(fēng)斷電改為風(fēng)機前后壓差斷電，斷電直接斷掉總開關(guān)，不要斷電加熱器繼電器（容易沾接而斷不開）。

更要注意：電加熱器需要絕緣接地、超溫報警斷電、壓差報警斷電措施三大保護措施，屬于強制性的規(guī)范。

電加熱器在夏季作為再熱，其電量大小考慮部分冷負荷，而不是最大冷負荷下計算。

21、新風(fēng)接入風(fēng)機盤管的支管蝶閥，可以采用壓力無關(guān)型的定風(fēng)量閥，保證了新風(fēng)量的平衡。

22、設(shè)計二次回風(fēng)，但一次回風(fēng)，表冷器設(shè)計按一次回風(fēng)設(shè)計，這樣系統(tǒng)能滿足一、二次回風(fēng)工況。

五、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)

1、重要的通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機必須備用。

重要設(shè)備的排風(fēng)最好一對一獨立設(shè)置排風(fēng)機。

2、直流式空調(diào)系統(tǒng)最好考慮熱回收。

3、熱排風(fēng)穿過空調(diào)房間必須保溫。

4、電梯機房需要考慮通風(fēng)與空調(diào)，通風(fēng)換氣次數(shù)為50次/小時，空調(diào)采用分體風(fēng)冷機組。

5、衛(wèi)生間排風(fēng)盡量采用土建豎井排風(fēng)。

6、通風(fēng)系統(tǒng)的材質(zhì)根據(jù)排風(fēng)性質(zhì)決定。

7、小風(fēng)管盡量采用圓風(fēng)管，大風(fēng)管可以采用矩形。

8、對于噪聲要求高的實驗樓，辦公樓等，風(fēng)機采用消聲風(fēng)機箱。

六、污染控制

在設(shè)計時還要充分考慮空氣品質(zhì)對工序、設(shè)備、操作產(chǎn)生的不利影響。

首先確定污染源的位置。再根據(jù)污染源的位置、尺寸、產(chǎn)生方式、產(chǎn)生量確定排風(fēng)方式，排風(fēng)方式有小室排風(fēng)、局部排風(fēng)、全面排風(fēng)。為了消除污染物，最好是將污染源封閉的小室排風(fēng)，使小室相對于周圍環(huán)境負壓，但是這種方法往往是難以實現(xiàn)的，因為它常常不能與操作上的要求相協(xié)調(diào)。

其次是局部排風(fēng)，在靠近污染源處捕集散發(fā)的污染物，排風(fēng)裝置不僅要有必要的抽吸動力，還一定要有同污染物相適配的抽吸裝置。全面排風(fēng)，這種方式需要較大的空氣量，對能源的浪費較大，因此只有在上述兩種方法無法實施時才予以考慮。排出的氣體還需要對有害物質(zhì)進行處理首先要要確定有害氣體的種類、性質(zhì)（物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)）、數(shù)量。

分析哪些需要單獨處理、哪些需防爆處理、哪些需要防腐處理、哪些需要防塵處理等等。如青霉素等高致敏性工序排風(fēng)需單獨處理，乙醇等易燃易爆有機溶媒氣體需防爆處理、能產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的粉塵氣體不能合并處理、粉塵氣體不能與水蒸汽等濕氣合并處理、印刷等有異味的有機氣體要吸附處理、水蒸汽和腐蝕性氣體需要防腐處理等，需結(jié)合環(huán)評報告和工藝要求確定。

由于暖通空調(diào)系統(tǒng)最終是為工藝生產(chǎn)服務(wù)，所以空調(diào)系統(tǒng)劃分必須和工藝專業(yè)共同討論決定，需綜合工藝生產(chǎn)需求和暖通系統(tǒng)的特點。

七、空調(diào)新風(fēng)量、送風(fēng)量、回風(fēng)量

1、新風(fēng)量的確定

潔凈室內(nèi)的新風(fēng)補充量主要有三方面因素：

①補充系統(tǒng)內(nèi)排風(fēng)所需的新風(fēng)量Lp；(m3/h)

②維持系統(tǒng)靜壓差所需的新風(fēng)量Lz(m3/h)

③保證室內(nèi)人員的新風(fēng)需要Lxr《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》中要求：室內(nèi)人員新風(fēng)量不小于40m3/h.人

結(jié)合上述因素，潔凈凈化系統(tǒng)新風(fēng)量Lx＝∑Lp＋Lz同時滿足≥Lxr的要求。

2、潔凈送風(fēng)量的計算

①工程中潔凈室送風(fēng)量可按照換氣次數(shù)來進行計算：

送風(fēng)量=K×建筑空間體積；

K值為系數(shù)可從《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》中查取。

②潔凈室內(nèi)消除余熱、余濕的送風(fēng)量計算

余熱：送風(fēng)量＝3600×總熱負荷/1.2×空氣處理前后焓差

余濕：送風(fēng)量＝1000×總余濕量/1.2×空氣處理前后含濕量差

潔凈室送風(fēng)量可取滿足上述要求所計算的最大值。

3、回風(fēng)量

潔凈室的空調(diào)系統(tǒng)的回風(fēng)量是該系統(tǒng)送風(fēng)量與新風(fēng)量之差，

即：回風(fēng)量＝送風(fēng)量－新風(fēng)量

八、設(shè)計原則

1、設(shè)計滿足國家現(xiàn)行的各種規(guī)范、地方標準、設(shè)計深度、符合審圖要求、業(yè)主的需求、設(shè)計經(jīng)驗；

嚴格執(zhí)行強制規(guī)范：消防，環(huán)保，職業(yè)健康安全，節(jié)能減排；（四大強規(guī)）

設(shè)計總說明需要對以上規(guī)范重點針對敘述，以滿足審圖的要求。

2、單獨預(yù)處理新風(fēng)

據(jù)我們了解和通過與建筑科學(xué)研究院空調(diào)所專家的溝通，國內(nèi)大部分專家學(xué)者都已傾向于新風(fēng)單獨處理，這樣更利于壓差的控制、利于手術(shù)室的靈活使用、利于潔凈室溫濕度的控制，可防止凈化系統(tǒng)內(nèi)的搶風(fēng)以及由于將所有濕負荷交給集中新風(fēng)處理而帶來的其他問題。

3、濕度優(yōu)先與自控

濕度優(yōu)先主要是為了防止系統(tǒng)內(nèi)長期高濕產(chǎn)生霉變，系統(tǒng)設(shè)計上的保障是必不可少的。但對于房間內(nèi)的溫濕度調(diào)控要求它是同時實現(xiàn)的，真正的恒溫恒濕控制器可以做到這一點，并不是管了濕度管不了溫度，上述說法只有在控制系統(tǒng)的溫、濕度控制器是單獨分開的兩個控制器或者一個控制器內(nèi)有兩個獨立的過程控制程序時才有一定的道理。

4、冬季時也需要為凈化空調(diào)系統(tǒng)提供冷凍水

冬季仍需要為凈化空調(diào)系統(tǒng)提供冷凍水，但冷水機組并不是在時時制冷，只是在室外環(huán)境溫度較高或者室內(nèi)熱負荷較大時才會自動工作。

5、夏季時，四管制凈化空調(diào)也需要熱水

夏季凈化空調(diào)最好能有熱水。因為高溫天氣下，機組優(yōu)先除濕而使空氣過冷，需要熱補償而達到恒溫恒濕并且降低空氣的相對濕度。機組內(nèi)雖設(shè)有電加熱補償，但一般設(shè)計值都較小，并且即使是分級啟動也不可能像熱水那樣易控?zé)崃康拇笮。瑫绊懰惋L(fēng)溫度的穩(wěn)定。

6、通過控制新、回風(fēng)混合溫濕度，不能避免冷盤管過冷而造成冷熱平衡帶來的能耗問題機組的運行只可能聽命于一套溫濕度傳感系統(tǒng)，這套傳感系統(tǒng)只能是用于感知房間內(nèi)溫濕度的，因為穩(wěn)定控制房間內(nèi)的溫濕度才是我們的最終目的。如果將傳感器置于新回風(fēng)混合處，房間內(nèi)的溫濕勢必會紊亂，任何一個空調(diào)系統(tǒng)都是維持一個特定服務(wù)區(qū)域內(nèi)的溫濕度動態(tài)平衡，不可能在換熱器前后出現(xiàn)兩個平衡點。

7、每個專業(yè)密切配合，做好綜合，不只吊頂內(nèi)管道要綜合，吊頂下也要綜合，各專業(yè)均要綜合，如果哪個專業(yè)要從別的專業(yè)的房間經(jīng)過，要征求別的專業(yè)的同意，例如，內(nèi)排雨水管從變電站經(jīng)過，要詢問供電專業(yè)的意見；建筑專業(yè)做坡道，坡道經(jīng)過基礎(chǔ)梁，要詢問結(jié)構(gòu)專業(yè)基礎(chǔ)梁的高度，是否可行；

結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)的加固斜拉支撐，要考慮建筑專業(yè)的門是否被擋；外墻上留洞，要看建筑立面圖是否美觀。

九、節(jié)能與環(huán)保

1、空調(diào)器、FFU、風(fēng)機、冷水機組、風(fēng)冷熱泵機組、水泵等動力設(shè)備，選用節(jié)能型產(chǎn)品。空調(diào)機組采用變頻風(fēng)機。

2、各凈化空調(diào)系統(tǒng)均設(shè)值班運行。風(fēng)機采用變頻器，上班時風(fēng)機正常運行，以維護潔凈室的潔凈度、溫、濕度和壓差穩(wěn)定；下班后調(diào)整為低速值班模式運行，由壓差傳感器的信號自動調(diào)節(jié)新風(fēng)電動風(fēng)閥的開度，維持房間的正（負）壓并節(jié)約能源。

3、無污染的蒸汽凝結(jié)水回收，回收至鍋爐房給水。

4、自動控制

均采用計算機自動控制系統(tǒng)，對空調(diào)系統(tǒng)的溫度、相對濕度和壓差自動控制，對需溫濕度控制房間采用露點溫度控制冷凍水流量及加濕量，由溫度信號控制冷水及熱水閥，冷水閥開度綜合取露點和溫度信號輸出大值，對各種動力設(shè)備的運行狀態(tài)進行遠程監(jiān)視，對冷庫、溫室的溫度進行遠程監(jiān)視，保證各種動力設(shè)備在最佳狀態(tài)下運行，節(jié)約能量。

5、新風(fēng)預(yù)處理

分集中新風(fēng)預(yù)處理和分系統(tǒng)新風(fēng)預(yù)處理，集中新風(fēng)預(yù)處理在投資上較有優(yōu)勢，但是可靠性較差，另外系統(tǒng)調(diào)節(jié)復(fù)雜；而分系統(tǒng)新風(fēng)預(yù)處理可靠性較高，但機組較長，投資稍大，但系統(tǒng)調(diào)節(jié)簡單。

6、排風(fēng)冷/熱量回收

通常有液體循環(huán)式，熱管熱回收等，液體循環(huán)式適用于新/排風(fēng)嚴禁交叉污染的場合；熱管熱回收適用于對此要求稍低一些的場合。

7、二次回風(fēng)

適合于室內(nèi)濕負荷不大，由室內(nèi)冷熱負荷計算所需風(fēng)量得出的換氣次數(shù)小于由保證潔凈度所需換氣次數(shù)的場合，但不適合排風(fēng)量變化較大的場合。