万级洁净车间的空调选型注意事项
万级洁净车间(ISO Class 7)对空气洁净度、温湿度、压差等参数有严格要求,其空调系统(通常称为HVAC系统或净化空调系统)是核心保障。
选型时需综合考虑以下关键注意事项:
一、 核心功能需求与参数确定
1、洁净度等级 (ISO Class 7):
明确具体的粒子控制标准(如 ≥0.5μm 粒子 ≤352,000 个/m³)。
确定末端高效过滤器(HEPA)的效率和数量配置(通常为H13或H14),确保足够的换气次数(通常≥40次/小时,具体需计算验证)。
选型关键: 计算总送风量(考虑换气次数和房间体积),选择能提供足够风量且压头满足系统阻力的空调机组和风机。
2、温湿度控制精度:
根据工艺要求(如电子、制药、医疗器械、精密制造等)确定精确的温湿度范围(如 T=22±1℃, RH=45±5%)。
选型关键:
制冷/制热能力: 精确计算冷热负荷(包括围护结构、人员、设备、照明、新风、风机温升等),并考虑冗余(如N+1)。负荷计算需特别关注工艺设备散热和湿负荷。
控制精度: 选择具有高精度、快速响应的温湿度传感器和控制阀(如电动二通阀、蒸汽加湿阀)的系统。表冷器/加热盘管的设计和分控策略(如冷水流量分区域控制)至关重要。
除湿/加湿能力: 根据最大湿负荷(人员、新风、工艺)确定除湿量(通常需要深度除湿的新风预处理段或转轮除湿机);根据最小湿负荷确定加湿量(通常采用洁净蒸汽或电热/电极加湿)。
3、压差控制:
确保洁净室对相邻低级别区域保持正压差(通常≥5Pa,关键区域之间可能要求≥10-15Pa)。
选型关键:
风量平衡: 系统需具备精确调节送风量、回风量、排风量(包括工艺排风)的能力。
变风量控制: 强烈推荐采用变风量系统(VAV),通过压力无关型变风量阀(VAV Box)或风机变频控制(FFU系统)来动态维持压差稳定,尤其是在开门、排风设备启停时。
余压阀: 在关键房间设置余压阀作为辅助保护。
4、新风量:
满足人员卫生要求(≥40m³/h/人)。
补充局部排风量,维持正压所需风量。
补偿渗透风量。
选型关键: 精确计算所需最小新风量。新风处理是能耗大头,需重点考虑其预处理(深度除湿、预冷/预热)和热回收方案。
二、 空气处理机组选型关键点
1、机组类型: 通常选用组合式空气处理机组(AHU),需为洁净室专用型(内壁光滑、不易积尘、易清洁、密封性好)。
2、结构材质: 内壁宜采用不锈钢(304或316L)或优质抗菌镀锌钢板(带涂层),框架坚固。保温材料需为不吸湿、不易滋生细菌的闭孔材料(如橡塑/PIR),并确保良好密封。
3、功能段配置: 必须包含且顺序合理:
新风段: 设防虫网、风阀。
初效过滤段: G4或F5/F6,保护后续部件。
预热段: 寒冷地区防冻(热水盘管或电预热)。
新风/回风混合段: 带调节阀。
中效过滤段: F7/F8/F9,保护末端高效过滤器和盘管。
表冷段: 深度除湿和降温。关键段! 盘管排数、翅片间距需满足除湿要求,避免带水。考虑分多级控制。
再热段: 补偿除湿后的过冷,精确控温(热水盘管或电加热)。关键段!
加湿段: 洁净蒸汽(首选)或电热/电极加湿(需保证水质纯净,防结垢/滋生)。位置通常在风机后、送风段前。
风机段: 关键段! 选择后弯离心风机(效率高、曲线稳定),配变频驱动(VFD)。风量和压头需有足够余量(通常≥15-20%,压头余量尤其重要,考虑过滤器终阻力)。双风机配置(送/回)或一送多回需仔细设计。
均流段/消声段: 风机后设置,保证送风均匀性。
中高效过滤段: F9或H10/H11,作为末端HEPA的前置保护(延长HEPA寿命)。
送风段: 连接送风管道。
可选段: 化学过滤段(除VOC/AMC)、热回收段(转轮、板式、热管)、杀菌段(UV灯 - 需谨慎使用位置和强度)。
4、风机选型:
高效率、低噪声。
足够风压: 必须克服初效、中效、高效过滤器(初阻+终阻)、表冷器、加热器、管道系统、风阀、末端HEPA/FFU等的总阻力。过滤器终阻力是选型压头的主要依据。
变频驱动: 标配,用于调节总风量维持压差、部分负荷节能运行。
密封性: 机组各功能段之间、门、检修面板等必须有优异的密封设计(如EPDM密封条),确保正压段不漏风、负压段不吸入未经过滤空气。出厂需进行泄漏测试。
排水: 表冷段、加湿段(如有)需设置通畅、易清洁的排水盘,坡度足够,存水弯水封有效,排水口设防虫罩。
三、 气流组织与末端
1、高效过滤器布置:
通常采用顶送满布高效过滤器(HEPA),配合格栅或孔板地板回风,形成垂直单向流(主洁净区)或非单向流(辅助区域)。
FFU系统: 另一种选择,灵活性高,但控制复杂些。
选型关键: 计算所需HEPA/FFU数量、尺寸和效率(H13或H14)。确保安装框架密封可靠(液槽密封或机械压紧密封),安装后必须进行PAO/DOP扫描检漏测试。
2、送回风方式: 设计合理的送回风口位置和数量,保证气流覆盖均匀,减少死角,有效排除污染物。避免短路。