五洁净室设计.pptx
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1、第五章第五章 洁净室设计洁净室设计1本章学习要求本章学习要求1、了解洁净空调系统设计的特点及洁净空调了解洁净空调系统设计的特点及洁净空调系统的分类。系统的分类。2、重点重点掌握掌握洁净室设计一般步骤、负荷计算、洁净室设计一般步骤、负荷计算、新风量和送排风量计算、净化空调设备及系新风量和送排风量计算、净化空调设备及系统的选择。统的选择。5.1洁净空调系统设计特点洁净空调系统设计特点五个:五个:(1 1)风量大)风量大;建筑类型一般办公室工业洁净室(半导体,ISO4级)生物洁净室(药厂,10000级)循环风量/m3/(m2h)20110054新风量/m3/(m2h)54012表5-1 洁净室与一般
2、办公楼的送风量比较25.1洁净空调系统设计特点洁净空调系统设计特点(2 2)空调冷负荷大、负荷因素特殊)空调冷负荷大、负荷因素特殊建筑类型一般建筑(办公楼、旅馆等)工业洁净室(半导体厂)面积冷负荷指标/(W/m2)1001305001000表5-2 洁净室与一般建筑的面积冷负荷指标比较35.1洁净空调系统设计特点洁净空调系统设计特点表不同表不同洁净洁净度度级别级别各各类类冷冷负负荷的比例荷的比例风风机机负负荷荷室内室内负负荷荷新新风负风负荷荷45.1 洁净空调系统设计特点洁净空调系统设计特点55.1洁净空调系统设计特点洁净空调系统设计特点(3 3)风机风压高)风机风压高通通常常设设三三级级过过
3、滤滤,风风压压较较一一般般空空调调系系统统高高400Pa400Pa以以上上,且且需需设设定定风风量量调调节节装装置置来来恒恒定定风风量量(运运行行过程过滤器阻力增加,系统风量随之变化)过程过滤器阻力增加,系统风量随之变化)(4 4)压压差差控控制制严严防防止止不不同同洁洁净净级级别别的的邻邻室室或或外界空气干扰外界空气干扰65.1洁净空调系统设计特点洁净空调系统设计特点(5 5)采用二次回风)采用二次回风满满足足空空调调区区热热、湿湿负负荷荷所所需需的的通通风风量量远远远远小小于于满满足足房房间间洁洁净净度度所所需需要要的的通通风风量量,所所以以只只需需部部分分回回风风与与新新风风混混合合后后
4、进进入入空空调调设设备备进进行行热热湿湿处处理理,剩剩余余的的回回风风仅仅需需进进行行过过滤滤,使使之之净净化化后后再再循循环环回回到到房房间间满满足足洁洁净净级级别别所所需需的的系系统统风风量量,故故从从节节能能角角度度考虑,常采用二次回风系统以降低风机的输送能耗考虑,常采用二次回风系统以降低风机的输送能耗75.2 洁净空调系统的分类洁净空调系统的分类集中式洁净空调系统洁洁净净设设备备(加加热热器器、冷冷却却器器、粗粗、中中效效过过滤滤器器、风风机机等等)集集中中在在空空调调机机房房,通通过过风风管管送送入入各各洁净室。洁净室。分散式洁净空调系统净净化化设设备备或或洁洁净净空空调调设设备备(
5、如如净净化化单单元元、空空气气自自净净器器、层层流流罩罩、洁洁净净工工作作台台等等)设设置置在在需需洁洁净净的的房房间间中中(通通常常为为一一般般的的空空调调环环境境或或低低级级别别的的洁净空调环境)洁净空调环境)8两类洁净空调系统的比较两类洁净空调系统的比较详见教材详见教材P131表表5-105.2.1集中式洁净空调系统集中式洁净空调系统1 1、类型、类型(1 1)根据风机个数)根据风机个数单风机系统特点:机房占地面积小,但压头大,噪声、振动大双风机系统特点:机房占地面积大,压头小,噪声、振动小;可全年保证室内压力恒定,并实现多种运行方式9图图5-1 5-1 单风机洁净空调系统示意图单风机洁
6、净空调系统示意图1-粗效过滤器粗效过滤器 2-温湿度处理室温湿度处理室 3-风机风机 4-中效过滤器中效过滤器 5-高效过滤器高效过滤器 105.2.1集中式洁净空调系统集中式洁净空调系统(当仅采用一次回风时,空气处理室也可设在风机出口段当仅采用一次回风时,空气处理室也可设在风机出口段)互换互换11图图5-2 5-2 双风机洁净空调系统示意图双风机洁净空调系统示意图1-粗效过滤器粗效过滤器 2-温湿度处理室温湿度处理室 3-送风机送风机 4-中效过滤器中效过滤器 5-高效过滤器高效过滤器;6回风机回风机5.2.1集中式洁净空调系统集中式洁净空调系统机械排风机械排风无组织排风无组织排风5.2.1
7、集中式洁净空调系统集中式洁净空调系统1 1、类型、类型(1)根据风机个数,分为单风机和双风机系统(2)根据风机的连接方式,风机串联系统风机并联系统12图图5-3 5-3 风机串联洁净空调系统示意图风机串联洁净空调系统示意图 1-粗效过滤器粗效过滤器 2-温湿处理风机温湿处理风机 3-温湿度处理室温湿度处理室 4-洁净循环总洁净循环总 风机风机 5-中效过滤器中效过滤器 6-高效过滤器高效过滤器135.2.1集中式洁净空调系统集中式洁净空调系统空调用小风机净化用大风机空调部分净化部分图图5-4 5-4 风机并联风机并联洁净空调系统洁净空调系统1-粗效过滤器粗效过滤器 2-温湿度处理室温湿度处理室
8、 3-风机风机 4-中效过滤器中效过滤器 5-高效过滤器高效过滤器 145.2.1集中式洁净空调系统集中式洁净空调系统互互为备用用,方方便便检修修适用于适用于同一机同一机房内布置有多房内布置有多个洁净空调系个洁净空调系统统的场合的场合图图5-8 5-8 值班风机系统值班风机系统1-粗效过滤器粗效过滤器 2-温湿度处理室温湿度处理室 3-正常运行风机正常运行风机 4-中效过滤器中效过滤器 5-高效过滤器高效过滤器 6-值班风机值班风机 155.2.1集中式洁净空调系统集中式洁净空调系统设计风量设计风量=维持洁净室维持洁净室正正压风量压风量+送风管路送风管路漏风量漏风量设计风压设计风压=设计风设计
9、风量量下的下的送风阻力送风阻力开开关关正常运行时正常运行时值班运行时值班运行时小风量,与小风量,与风机风机3 3并联并联风机并联系统的一种风机并联系统的一种关关开开5.2.2 分散式洁净空调系统分散式洁净空调系统162 2、在在分分散散式式柜柜式式空空调调送送风风的的环环境境中中设设计计局部净化装置局部净化装置 分分散散式式洁洁净净空空调调系系统统1 1、在集中空调的环境中设计、在集中空调的环境中设计局部净化装置局部净化装置 微环境/隔离装置,空气自净器,层流罩,洁净工作台,洁净小室等高效过滤器送风口,高效过滤器风机机组,洁净小室等又称为:又称为:半集中式洁净空调系统半集中式洁净空调系统5.2
10、.2 分散式洁净空调系统分散式洁净空调系统图图5-65-6(1 1)在集中空调的环境中设计)在集中空调的环境中设计局部净化装置局部净化装置 a)室内设置)室内设置净化工作台净化工作台 b)室内设置)室内设置空气自净器空气自净器 c)室内设置)室内设置层流罩层流罩;d)室内设置)室内设置洁净小室洁净小室 e)走廊或套间设置)走廊或套间设置空气自净器空气自净器 f)送风增设)送风增设高效过滤器送风机组高效过滤器送风机组 17图图5-7 5-7(2 2)在分散式柜式空调送风的环境中设计)在分散式柜式空调送风的环境中设计局部净化装置局部净化装置 a)柜式空调器与高效过滤器)柜式空调器与高效过滤器风机机
11、组风机机组 b)柜式空调器与高效过滤器)柜式空调器与高效过滤器送风口送风口 c)柜式净化空调器)柜式净化空调器 d)柜式空调器与)柜式空调器与洁净小室洁净小室 185.2.2 分散式洁净空调系统分散式洁净空调系统风系统风系统送送 风风集中送风集中送风方式方式 隧道洁净室隧道洁净室送风方式送风方式 风机过滤单元风机过滤单元送风方式送风方式 模块式风机单元送风方式 微环境+开放式洁净室送风方式 新风处理新风处理系统系统 洁净室的洁净室的防排烟防排烟 排排 风风洁净室洁净室局部排风局部排风 全面通风全面通风洁净厂房送风系统结构图洁净厂房送风系统结构图195.2.3 洁净厂房空气送风系统洁净厂房空气送
12、风系统图图5-8 集中送风方式(空调机在集中送风方式(空调机在侧面侧面、轴流风机送风、轴流风机送风)205.2.3 洁净厂房空气送风系统洁净厂房空气送风系统(1)集中送风方式)集中送风方式格栅地板格栅地板图图5-9 集中送风方式(空调机在集中送风方式(空调机在顶部顶部)215.2.3 洁净厂房空气送风系统洁净厂房空气送风系统(1)集中送风方式)集中送风方式图图5-10 隧道式送风方式结构形式隧道式送风方式结构形式 225.2.3 洁净厂房空气送风系统洁净厂房空气送风系统(2)隧道洁净室送风方式)隧道洁净室送风方式生产核心区生产核心区要要求求高高洁洁净净度度和和严严格格温温湿湿度度控控制制设于设
13、于单向单向流送流送风区风区内内设于回风区内设于回风区内设有多个循环系统,故障时互不影响,独立性强,可进行分区调整控制设有多个循环系统,故障时互不影响,独立性强,可进行分区调整控制图图5-11风机过滤单元送风方式风机过滤单元送风方式 1-新风处理机组新风处理机组 2-FFU 3-表冷器表冷器 4-活动地板活动地板235.2.3 洁净厂房空气送风系统洁净厂房空气送风系统(3)风机过滤单元送风方式)风机过滤单元送风方式特点:特点:FFUFFU安装于吊顶,无需机房;送风静压箱为负压(有利于高效过滤安装于吊顶,无需机房;送风静压箱为负压(有利于高效过滤器顶棚密封);台数多,投资大;运行费高;噪声较大器顶
14、棚密封);台数多,投资大;运行费高;噪声较大可设于空调机房内可设于空调机房内干式干式图图5-12 FMU(模块式风机单元)送风方式示意图(模块式风机单元)送风方式示意图 245.2.3 洁净厂房空气送风系统洁净厂房空气送风系统(4)模块式风机单元送风方式)模块式风机单元送风方式1台风机配多台过滤器;风机安装于HEPA或ULPA之上特点:特点:无风管道;空气输送速度较低;风机过滤器维修方便,能量消耗少图图5-13 微环境洁净厂房示意图微环境洁净厂房示意图 255.2.3 洁净厂房空气送风系统洁净厂房空气送风系统(5)微环境)微环境+开放式洁净室送风方式开放式洁净室送风方式微环境内为严格的单向流严
15、格的单向流开放式洁净室内为单向流或混合流单向流或混合流开放式洁净室微环境微环境特点:特点:能量消能量消耗少;耗少;工艺布工艺布置灵活,置灵活,建设投建设投资和运资和运行费较行费较低低5.2.4 洁净室排风系统洁净室排风系统1 1、洁净室的局部排风、洁净室的局部排风(1 1)洁净排风洁净排风系统的排风方式系统的排风方式为为防防止止洁洁净净厂厂房房内内各各种种生生产产过过程程产产生生的的各各类类粉粉尘尘、有有害害气气体体、有有害害物物质质在在洁洁净净室室内内扩扩散散,最最有有效效的的方方法法是是在在有有害害物物质质产产生生的的设设备备处处,采采用用局局部部排排风风方方式式将污染物质排出室外将污染物
16、质排出室外。261 1)洁净厂房设计规范洁净厂房设计规范(GB50073-2001GB50073-2001)规定规定:洁洁净室内产生粉尘和有害气体的工艺设备,应设局部排净室内产生粉尘和有害气体的工艺设备,应设局部排风装置。风装置。设置局部排风装置,设置局部排风装置,应考虑应考虑粉尘、有害气体、粉尘、有害气体、有害物质的有害物质的不同性质、不同浓度不同性质、不同浓度等因素。等因素。2 2)以下情况的局部排风系统应单独设置:)以下情况的局部排风系统应单独设置:a.a.排风介质混合后能产生或加剧腐蚀性、毒性、燃排风介质混合后能产生或加剧腐蚀性、毒性、燃烧爆炸危险性和发生交叉污染。烧爆炸危险性和发生交
17、叉污染。b.b.排风介质中有毒与无毒,毒性相差非常大。排风介质中有毒与无毒,毒性相差非常大。c.c.同时存在易燃、易爆与一般排风。同时存在易燃、易爆与一般排风。275.2.4 洁净室排风系统洁净室排风系统(2 2)洁净排风系统应采取的相关措施)洁净排风系统应采取的相关措施1 1)防倒灌措施)防倒灌措施采用设置中效过滤器(采用设置中效过滤器(结构简单,维修方便)采用止回阀(采用止回阀(使用方便但密封性较差)采用密闭阀(采用密闭阀(密封性好,但结构复杂,管理不便)采用自控装置采用自控装置285.2.4 洁净室排风系统洁净室排风系统(2 2)洁净排风系统应采取的相关措施)洁净排风系统应采取的相关措施
18、1 1)防倒灌措施防倒灌措施2 2)防火、防爆措施防火、防爆措施 含有易燃易爆的局部排风系统,应采用与排出物质相含有易燃易爆的局部排风系统,应采用与排出物质相适应的防火适应的防火、防爆、防爆措施;措施;3 3)排风无公害排放措施排风无公害排放措施 排风介质中有害物浓度及排放量超过国家或地区有害排风介质中有害物浓度及排放量超过国家或地区有害物排放浓度及排放量规定时,应进行无公害处理,达标后才物排放浓度及排放量规定时,应进行无公害处理,达标后才能排入大气。能排入大气。295.2.4 洁净室排风系统洁净室排风系统(2 2)洁净排风系统应采取的相关措施)洁净排风系统应采取的相关措施4 4)凝结液的及时
19、排放措施凝结液的及时排放措施 对含有水蒸气和凝结性物质的排风系统,排放口应对含有水蒸气和凝结性物质的排风系统,排放口应有一定坡度,以便及时排除凝结液。有一定坡度,以便及时排除凝结液。5 5)通风及静压控制措施)通风及静压控制措施 洁净厂房内的换鞋、存外衣、洗浴、厕所和淋浴等洁净厂房内的换鞋、存外衣、洗浴、厕所和淋浴等生产辅助房间,应采取生产辅助房间,应采取通风措施通风措施,其,其室内的静压值室内的静压值应应低于低于洁洁净室;净室;305.2.4 洁净室排风系统洁净室排风系统(2 2)洁净排风系统应采取的相关措施)洁净排风系统应采取的相关措施6 6)设置事故排风系统设置事故排风系统洁净室洁净室应
20、根据生产工艺要求应根据生产工艺要求设置事故排风系统设置事故排风系统。事故排风系统事故排风系统应设自动和手动控制开关应设自动和手动控制开关,手动控,手动控制开关应分别设在洁净室及洁净室外便于操作的制开关应分别设在洁净室及洁净室外便于操作的地点。地点。一般对于有可能散发有害气体或易燃、易爆气体一般对于有可能散发有害气体或易燃、易爆气体的洁净室(区)的洁净室(区)应设事故排风装置应设事故排风装置315.2.4 洁净室排风系统洁净室排风系统2 2、排风装置的分类及处理设备、排风装置的分类及处理设备(1 1)洁净室排风系统的分类)洁净室排风系统的分类325.2.4 洁净室排风系统洁净室排风系统按生产工艺
21、过程排出废气的类型(8种)一般排风系统;有机气体排风系统;酸性气体排风系统;碱性气体排风装置;热气体排风系统;含粉尘的排风系统;特殊气体排气系统;药品生产中有害、有毒的排风系统。2 2、排风装置的分类及处理设备、排风装置的分类及处理设备(1 1)洁净室排风系统的分类)洁净室排风系统的分类335.2.4 洁净室排风系统洁净室排风系统一般排风系统;排出一般废气,无需处理,可直接排放,如生产辅助用室、生活用室(值班室、卫生间等)排出的废气;2 2、排风装置的分类及处理设备、排风装置的分类及处理设备(1 1)洁净室排风系统的分类)洁净室排风系统的分类有机气体排风系统;当有机气体浓度能达到国家规定的大气
22、排放标准时,可直接排放,不需设置废气处理装置;当有机气体浓度超过国家规定的大气排放标准时,应设置有机气体排放装置有机气体排放装置,达标后方可排放;345.2.4 洁净室排风系统洁净室排风系统2 2、排风装置的分类及处理设备、排风装置的分类及处理设备有机气体排风系统;有机气体排风系统;活性炭吸附法:活性炭吸附法:有机气体排放装置有机气体排放装置 吸收法吸收法 催化燃烧法催化燃烧法355.2.4 洁净室排风系统洁净室排风系统用于中小流量的不含粉尘、胶粘物质用于中小流量的不含粉尘、胶粘物质的苯类、汽油类有机气体排气的处理的苯类、汽油类有机气体排气的处理设备简单、耗能低,但吸收效率不高设备简单、耗能低
23、,但吸收效率不高用于较高浓度的苯类、醇类、汽油类用于较高浓度的苯类、醇类、汽油类有机气体排气的处理有机气体排气的处理应根据排风系统所含有机应根据排风系统所含有机物质的品种、浓度等选用物质的品种、浓度等选用2 2、排风装置的分类及处理设备、排风装置的分类及处理设备(1 1)洁净室排风系统的分类)洁净室排风系统的分类酸性气体排风系统;湿法化学腐蚀、酸液清洗实验室等的排风,应设湿式洗气吸收塔进行处理,达标后排入大气。设计时根据酸性气体的类型、浓度选用合适的吸收液和吸气塔形式。365.2.4 洁净室排风系统洁净室排风系统图图5-14 几种吸收塔的形式几种吸收塔的形式a)填料吸收塔;填料吸收塔;b)鼓泡
24、吸收塔;鼓泡吸收塔;c)喷淋吸收塔;喷淋吸收塔;d)筛板式吸收塔筛板式吸收塔1喷淋装置;喷淋装置;2填料;填料;3填料支撑板;填料支撑板;4雾沫分离器;雾沫分离器;5气体分布器;气体分布器;6进液管;进液管;7筛板;筛板;8除雾器除雾器 3738a)填料吸收塔填料吸收塔39b)鼓泡吸收塔鼓泡吸收塔40c)喷淋吸收塔喷淋吸收塔41d)筛板式吸收塔筛板式吸收塔2 2、排风装置的分类及处理设备、排风装置的分类及处理设备(1 1)洁净室排风系统的分类)洁净室排风系统的分类碱性气体排风装置;即便排气含碱性物质浓度较低,也应进行净化处理后方可排入大气,其净化处理通常与酸性气体排风类似,采用湿式洗气吸收塔(
25、吸附剂一次性使用,使用后进行集中处理,通常作为固体废弃物在城市垃圾场集中处理)425.2.4 洁净室排风系统洁净室排风系统2 2、排风装置的分类及处理设备、排风装置的分类及处理设备(1 1)洁净室排风系统的分类)洁净室排风系统的分类热气体排风系统;热气体排风系统;炉子,高温灭菌设备的排风;当其排气温度较高时,可进行热回收处理;排气量小或不便进行处理时,可采取必要的隔热措施后,直接排入大气。435.2.4 洁净室排风系统洁净室排风系统2 2、排风装置的分类及处理设备、排风装置的分类及处理设备(1 1)洁净室排风系统的分类)洁净室排风系统的分类含粉尘的排风系统;含粉尘的排风系统;应应根据根据排气中
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