净化空调设备工程设计公司（净化空调设计）

净化空调设备工程设计公司（净化空调设计）单向流洁净室，非单向流洁净室，混合流洁净室。按气流流型划分：按用途划分：工业洁净室：主要控制对象—微粒；生物洁净室：主要控制对象—微粒、微生物。

洁净（净化）空调—以空气微粒数为主要控制对象——满足工业生产要求（洁净度）。

什么是洁净室？

特殊设计的房间，要控制空气中的尘埃粒子数量，在设计上要控制尘埃粒子对房间的侵入、生存和存留达到最小，以及相关的温度、湿度和压力得到必要的控制。（摘自：ISO14644-1）

专门设计建造的有限空间，在空气微粒、温湿度、空气压力、空气压力流动方式、空气运动、震动、噪声、滋生微生物以及照明方面进行了特殊的控制。（摘自：ASHRAE ）

按用途划分：

工业洁净室：主要控制对象—微粒；

生物洁净室：主要控制对象—微粒、微生物。

按气流流型划分：

单向流洁净室，非单向流洁净室，混合流洁净室。

空气洁净度级别：

GB50073-2013《洁净厂房设计规范》规定如下：

GMP洁净区微生物监测的动态标准：

洁净室控制参数：

悬浮粒子和微生物—影响产品纯度、交叉污染和无菌程度；实现洁净度级别重要参数。

温度和相对湿度—影响产品工艺条件和细菌繁殖条件以及人员舒适度。

换气次数和截面风速—保证洁净度的重要因素。

《洁净厂房设计规范》GB50073：静态。

截面风速—指单向流工作区域的风速。

工作区域的概念：

中国—距地0.8m以上1.5m以内的区域；

美国—距地0.6m以上，天花板0.9m以下的区域。

单向流风速（A级 100级 ISO5级 ）

国际标准ISO14644-4 —v=0.2~0.5m/s；

洁净厂房设计规范 GB50073-2013-v=0.2~0.4m/s；

电子工业洁净厂房设计规范GB50472-2008-v=0.2~0.45m/s；

中国cGMP 2010版-v=0.36~0.54m/s。

0.2m/s仍然是单向流的保证风速。

常规洁净室：

“单向气流系统应从终端过滤器或空气分配器系统以下15-30cm处的规定检验位置以（0.2~0.4m/s）*的均衡速度（指导值）提供气流。”

*（0.2~0.4m/s 在此以GB50073规定值为例）

静压差—洁净室保持其内部压力（静压）的重要参数；

正压差：防止外界污染洁净室（大部分洁净室）；

负压差：防止洁净室污染外界（某些危险微生物污染的洁净室）；

压差—指相邻房间的门关闭时，门两侧的压力差值。

静压差（Pa）

*：指相同洁净度级别的不同功能区域（间）。

**：＞0，指适当的压差梯度或流向。

照度—影响产品的工艺生产条件；

洁净区里通常是人工照明，最低照度不低于150lx，主要工作区通常200~300lx；非洁净区最低照度不低于100lx；按各行业规范要求制定。

噪声—控制噪声，保护人员健康，以利工人正常操作。

净化空调设计：

净化空调设计目的—提供符合洁净室要求的系统，确保其满足产品的生产环境。

净化空调与一般空调的主要区别（暖通设计）

单向流洁净室（ISO5 A级）设计方案：

1、隔离器（Isolator）及隔离装置（RABS）；

2、AHU循环系统；

3、AHU FMU空气自循环系统；

4、AHU FFU 空气净化单元循环；

5、FMU空气自循环系统。

1、隔离器（Isolator）：全封闭，全自动控制，实时监控，自带ISO5级循环装置。

2、隔离器装置（RABS）：主动型—（开式、闭式），工艺设备自带单向流循环系统。

1、隔离器装置（RABS）：

被动型—（开式、闭式）工艺设备只带屏障系统，由暖通专业组织循环风。

2、AHU循环系统：

AHU处理全部的循环空气并控制区域内的温、湿度， 一般用于小面积区域；

风管截面及占用空间较大，风管敷设有难度；

AHU需要空调机房；最大优点—房间噪声低。

3、AHU FMU空气自循环系统：

利用AHU和FMU分别实现循环；

AHU—保证核心区内温、湿度要求，布置在机房；

FMU—保证核心区内净化循环风量要求，布置在吊顶；

用于大面积区域特别是全室ISO5级；

4、AHU FFU 空气净化单元

与上述AHU FMU有相同处；

AHU—保证核心区内温、湿度要求，布置在机房；

FFU—保证核心区内净化循环风量要求，布置在吊顶；

用于较小面积区域 ISO5级或A级；

5、FMU风机自循环系统

有2种方式：

—带冷源：保证区域内温湿度和循环风量要求；

—不带冷源：仅保证循环风量要求；

风机布置在吊顶。

非单向流（乱流）洁净室设计要点：

1、对气流组织的基本要求：

** 作用：有效组织送风和回风方式，充分发挥洁净空气的稀释作用，快速排出室内污染。

** 基本原则：气流方向要适应微粒自然沉降的方向，以最快速度排出污染。

非单向流（乱流）洁净室设计要点：

送风口布置要求：

1）均匀布置；

2）避开工艺设备的进、排风口；

3）采用同一规格HEPA；

4）送风管布置应有利于气流平衡。

回风口布置要求：

1）尽量两侧均匀布置；

2）避开遮挡物；

3）风口上边缘距地≤0.5米；

4）采用竖向百叶；

5）安装过滤器（低阻的）。

2、对送风量的基本要求（换气次数）：

能稀释房间微粒；

消除室内热湿负荷

规范推荐的换气次数；

自净时间的要求；

气流组织的影响。

**稀释房间微粒；

由已知洁净度求换气次数：

采用简化公式计算得出：

根据所要求的洁净度级别、房间面积、室内人数、室内发尘；

量和新风比等，通过特定的公式和图表求出。

**消除室内热湿负荷

如果洁净室余热量很大，则送风量按夏季最大冷负荷计算：

如果洁净室余湿量很大，则送风量按室内最大散湿量计算：

**自净时间的要求；（15~20分钟）

自净时间—洁净室从污染状态恢复到其正常洁净度状态所需要的时间。

根据洁净室自净前的污染浓度以及设计浓度等参数，通过特定的公式和图表求出。

**换气次数：

《洁净厂房设计规范》推荐下列换气次数（静态）

国际标准ISO14644-4，对微电子行业洁净室，推荐换气次数（动态）：

**气流组织的影响：

送、回风口的布置位置直接影响送风量的大小，设计应充分考虑这个因素。终上所述：

最后确定出的送风量或换气次数应同时，满足上述5个方面的要求。（即取其中最大值）

3、压差设计

**三个概念

房间压差—抵御外部泄漏（渗漏）—保证洁净度

相对压差—保证气流流向—保护产品，防止污染

气锁—区域隔离，“控制”压差—保护产品（外部空间），防止污染。

压差—洁净房间建立压差，以减少来自非洁净区、室外、吊顶、以及类似区域的污染。

正压差：防止外界对房间的污染；

负压差：防止房间有害空气污染外界；

相对压差—相对压差的建立主要用于减少粒子在暴露的工艺操作保护；

区和与其无关的区域之间的传播，防止污染和交叉污染。

**如何产生压差：

房间正压差：送风=排风 漏出风 （余风量为正值）；

房间负压差：送风 漏入风=排风 （余风量为负值）。

压差计算方法：

当房间门关闭时，房间要保持一定的压差值所需要的送风量计算：

压差法—计算泄漏风量

L=0.827*A*∆P0.5*3600*1.25m3/h

0.827—漏风系数；A—缝隙总面积；∆P—压力差；

1.25—不严密处附加系数。

换气次数法—估算泄漏风量。

不建议采用：

对洁净区房间，不同压差采用不同的换气次数：

ΔP=5~40Pa，n=0.6~4.0 ACH。

气锁—用以阻隔外界或邻室气流和保证压差而设置的小室，一般设置于洁净区的出入口。

气锁的三种类型：气锁的两道门联锁，始终只能一道门开启，由此保证压差。用于关键区域。

气锁两端的压力差>

梯度气锁：最常用形式，气流从压力高处通过气锁室流向压力低处。

用于不同洁净区之间或洁净区与非洁净区之间的隔离。作用：保护产品；（不被外界污染）

正压气锁：气锁室位于压力最高处，气流从气锁室向外流出。用于分隔不同区域之间的气流。

作用：保护产品（不被外界污染），保护外界不被污染，防止洁净区内的污染外溢；用于强效药品（高活性、高毒性、高致敏）的隔离。

负压气锁：气锁室位于压力最低处，气流由外向气锁室流入。

用于分隔不同区域之间的气流。

作用：即保护产品，又保护其他区域不被污染，防止洁净区含产品空气外溢；如用于强效药品（高活性、高毒性、高致敏）的隔离。

空调负荷计算：计算方法同普通空调，参见相关设计手册。

常用基本方案：

1、直流系统

全新风，用于不允许使用循环风的区域；

空调设备表冷器处理焓差大，加大排数；

2、一次回风系统

*一定比例的室外新风与室内回风混合，适用于绝大部分洁净区。

*系统简单易控制，仍是目前的首选。

*通过加热盘管来调整送风参数。

*是各国GMP指南和国际ISPE推荐的空气处理方式。

3、二次回风系统

* 用于洁净度较高，风量大的洁净区域。

* 由于没有了一次回风的冷却后再加热过程，有节能效果。

* 不适用于散湿量较大的区域，如水针车间的配液、灌封等区域。

* 调整参数的手段单一，不易控制，适用于室内热源较稳定的区域。

4、特殊方案—低湿系统：

用于相对湿度较低的区域，采用转轮除湿机 AHU：

过滤器分类：

我国国标将空气过滤器分为两类：

空气过滤器—粗效、中效、高中效、亚高效；

粗效：捕获≥5µm的大粒子，效率以≥2µm的粒子计算；

中效和高中效：捕获≥1µm的中等粒子，效率以≥0.5µm的粒子计算；

亚高效：捕获≥0.5µm的小粒子，效率以≥0.5µm的粒子计算。

空气过滤器初阻力：

粗效：25~50Pa（G1~G4）；

中效：50~105Pa（M5、M6—原F5、F6）；

高中效：100~140Pa（F7、F8）；

亚高效：120~150Pa（F9、H10、H11）；

高效：160~250Pa（H12~H14）；

超高效：170Pa（U15~U17）。

空气过滤器分类性能指标（摘自GB/T14295-2008）：

高效空气过滤器—高效、超高效。

高效：捕获≥0.5µm的小粒子，效率以≥0.5µm的粒子计算（钠焰法）；

超高效：捕获≥0.5µm的微小粒子，效率以0.1~0.3µm的粒子计算（扫描法）；

初阻力：160~250Pa。

高效空气过滤器 （摘自GB/T13554-2008）

国内外主要国家几种空气过滤器标准比较：

过滤器使用：

净化空调设计常用三级（或四级）空气过滤器组合

粗效 中效 高效（HEPA）

粗效 中效 高中效 高效（HEPA）

空气预过滤的效率越高，对末级高效过滤器的保护越有效。

空气处理机组选择要点：

箱体内壁材料耐腐蚀且易于清洗；

机组漏风率<1%；

风机选择风机性能曲线陡峭的；

干蒸汽加湿器；

微穿孔板消声器；

送风机按净化空调系统总风量和总阻力选择（预过滤器阻力按初阻力的1.5~2倍选择）。

本文来源于互联网，主要内容作者：陈泽嘉。暖通南社整理编辑。