高洁净厂房分层空调系统设计_冯宝岳
高洁净厂房
分层空调系统设计
总装备部工程设计研究总院 冯宝岳☆ 陈曰 郝 军 满孝新
提 分析高洁净厂房发尘特点应采取气流组织方式通工程实例介绍洁净分层空调设计方法指出种方法仅够达万级洁净度净化效果够节约初投资运行费
关键词 高洁净厂房 分层空调系统 设计
Stratified air conditioning system design for
a large space clean workshop
B y F e n g B a o y u e★Ch e n Zh i y u eHa oJ u na n dMa n Xi a o x i n
Abs t r act Anal ys es t he dus t emis s i o n a nd t he a i r di s t r i bu t i on i n l a rg e s pa c e c l ean wo r ks hopsB y a n exampl e p ro j ec tpr es e nt s des ig n o f t he c l ean s t r at i f i ed a i r c ond i t i oni ng s y s t emI nd i c a t es t hat t he s ys t em not onl y c a n make the c l ea nl i nes s r ea c hi ng c l as s10000but al s o c a n s a ve t he f i rs t i nv es t ment a nd ope r at i o n c os ts
Keywor ds l ar ge s p ac e c l ea n wo rks hops t r at i f i ed a i r c ond i t i oni ng s y s t emd es i gn
★Ce ntre fo r En gineering Design an d Re search under the G ene ral Equ ipment DepartmentPLAC hin a
0 引言
年高空间建筑物工业国防工程中应逐步增目前高空间洁净空调技术研究应少洁净空调工程设计中洁净厂房采全空间净化设计思路耗巨高空间类型洁净厂房求全空间净化某高度区域(简称工作区)洁净度等级温湿度控制求
洁净分层空调仅较解决非全空间净化问题满足工艺条件时缩短工程施工周期减少系统循环处理风量冷量节约初投资运行费
1 高洁净厂房中尘埃粒子产生分布高洁净厂房污染源般洁净室运动设备发尘外表面发尘占例文献[1]提供数静止时发尘量取105粒(min·)动作时发尘量静止时5倍计算普通高度洁净室表面发尘量8m2面表面发尘量相静止时发尘量进行取值高洁净厂房部员活动区域净化负荷较部区域净化负荷较时工程特点安全考虑预见尘埃污染取适安全系数必工程表面发尘量6m2面表面发尘量相静止时发尘量进行取值工程班60工作计算员发尘量仅占总产尘量24般洁净室中员发尘量占总产尘量90左右外洁净厂房部吊车设备产生尘埃类表面沉积尘
·
44
·设计参考 2021年第31卷第2期
☆冯宝岳男1939年8月生学高级工程师
100028北京市4702信箱1号
(010)66359124
收稿日期19981202
稿件修回日期19990630
埃造成污染忽视应该时排出2 高洁净厂房气流组织
高洁净厂房采洁净分层空调系统系统总送风量减少风量减少较洁净空调效果采合理气流组织显尤重保证送风回风系统均匀性减少洁净工作区涡流气流回旋增强送风气流扩散特性充分发挥送风气流稀释作
万级10万级洁净度求高洁净厂房中部洁净工作区采两侧分层送集中侧部回风气流组织形式保证洁净工作区换气次数部非洁净空调区设置型排风口采较换气次数迅速排走部空间吊车等产生污染样仅减少系统总循环处理风量冷量送风口均匀分布洁净工作区送风气流较均匀减少二次气流产生时送风气流前进程中附空气卷吸诱导作增强扩散特性稀释作送风气流避开部非洁净空调区吊车活动污染影响直接作洁净工作区提高净化力3 工程设计实例
某高洁净厂房(长72m 宽24m 高22m )求14m 洁净工作区净化等级10万级温度t n 23±5℃相湿度φn 35～55剖面图见图1
图1 洁净厂房剖面图
31 气流组织换气次数确定
针该高洁净厂房特点采洁净分层空调
方式保证洁净工作区(14m )温湿度洁净度侧墙均匀布置吹带高效滤器组合送风口装置厂房侧墙部距面025m 高度附均匀布置带阻尼层回风口装置构成工作区分层侧送集中侧回气流组织形式时14m 非洁净工作区空气洁净度温湿度形成死区减少顶棚室外
冷热辐射工作区影响部吊车工作中产生尘埃粒子时排走充分利扩散14m 洁净空气非洁净空调区布置排型带状回风口形成循环回风系统减轻部非洁净区域部洁净工作区污染
工程根洁净度等级污染物散发量14m 洁净空调区采15h
1换气次
数部非洁净区域采4h 1
换气次
数实际整厂房均换气次数105h 1样全室进行洁净空调相洁净分层空调仅较保证洁净空调区换气次数节省系统风量冷量风机动力32 侧送非等温射流计算321 送风温差Δt s
洁净空调需换气次数般空调充分利洁净空调风量减送风气流送风温差仅够节省设备容量运行费更利保证洁净空调区空调精度工程计算出送风温差Δt s 25℃322 射流计算
洁净空调中求送风气流相均匀送风速度宜太工程送风速度v 02m s 末端速度v 02m s 射流度480工程侧送风气流进行计算计算出射程流速见表1
表1 射程流速
射程x m 24681012相射程x d s 1845369055407380923011070相速度v x v 0063003150210015801260105轴心速度v x m s
1260
0630
0420
0350
0252
0210
注d s 风口量直径m
送风气流风量送风温差等温射流异射流长度容易保证根阿基米德数计算出相射程x d s 15够满足侧送气流12m 搭接求323 计算风口数尺寸
室温允许波动范围Δt x ≤±1℃条件
[3]
公式n BH (ax x )2
计算风口数(B H 送风断面宽度高度a 风口紊流系数x x
射流射程次射程)工程采双层百叶风口Δt x 015℃时需外形尺寸
·
45· 暖通空调HV &AC 设计参考
3400mm ×700mm 双层百叶风口72两侧墙高度方均匀布置三排带高效滤器组合送风口装置种双层百叶风口具较扩散效果根需进行风量分配通调节双层百叶风口竖仰角水扩散角出口速度场较均匀风口风量容易分配均匀
33 送风口高度确定
惯性力浮力作非等温射流轨迹弯曲顶部送风口高度应该式确定
H Y +H 0+H a
式中H 顶部送风口高度m H 0洁净工作区高度m Y 射流落差m 通常取Y (116～14)x x 射流射程H a 安全余量m 根洁净空调温湿度精度求洁净度等级般取03m
计算工程三排送风口高度次确定150m 95m 50m 34 乱流洁净厂房开机净时间
工程高效空气净化系统设计室外空气含尘浓度N o 106粒L 根14m 工作区15h 1换气次数室单位容积发尘量G 2×104粒(m 3·min )求正常情况开机净时间50min
35 空调工况处理
针洁净室设计中送风量送风温差特点充分利回风夏季空调处理方式取消次回风采例二次回风新风进行次性处理然量二次回风混合取消加热减少设备容量运行耗36 工程实测结果
工程竣工进行全面工程测试整
厂房设置17水方垂直方测点静态情况洁净厂房速度场温度场洁净度噪声等进行测试实测结果设计计算机模拟结果吻合较设计工况实测结果送风口处气流均速度20～23m s 两股吹气流搭接处(射流末端)风速020～025m s 洁净工作区换气次数保证14h 1测洁净度2021级较满足设计求室A 声级噪声回风口处52dB 离开回风口1m 外区均50dB 4 结
41 求某高度区域洁净度级1万级10万级高厂房采洁净分层空调种较济实行效方式42 种类型高空间洁净厂房部非洁净工作区设置排带状回风口≤4h 1换气次数时排走吊车轨附产生尘埃减少顶棚室外冷热辐射工作区影响较保证工作区洁净度温湿度
43 高洁净厂房高度般洁净室4倍正常产尘量情况应该说单位空间净化负荷远远低般低矮洁净室角度分析换气次数确定完全低国标GB 7384推荐净化级房间换气次数研究分析表明高洁净厂房洁净区高度换气次数般取国标推荐换气次数40～100参考文献
1 许钟麟洁净室设计北京震出版社1994
2 中国建筑业协会建筑节专业委员会建筑节技术北京中国计划出版社1996
3 许钟麟沈晋明空气洁净技术应北京中国建筑工业出版社1989
·46·设计参考 2021年第31卷第2期
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高洁净厂房
分层空调系统设计
总装备部工程设计研究总院 冯宝岳☆ 陈曰 郝 军 满孝新
提 分析高洁净厂房发尘特点应采取气流组织方式通工程实例介绍洁净分层空调设计方法指出种方法仅够达万级洁净度净化效果够节约初投资运行费
关键词 高洁净厂房 分层空调系统 设计
Stratified air conditioning system design for
a large space clean workshop
B y F e n g B a o y u e★Ch e n Zh i y u eHa oJ u na n dMa n Xi a o x i n
Abs t r act Anal ys es t he dus t emis s i o n a nd t he a i r di s t r i bu t i on i n l a rg e s pa c e c l ean wo r ks hopsB y a n exampl e p ro j ec tpr es e nt s des ig n o f t he c l ean s t r at i f i ed a i r c ond i t i oni ng s y s t emI nd i c a t es t hat t he s ys t em not onl y c a n make the c l ea nl i nes s r ea c hi ng c l as s10000but al s o c a n s a ve t he f i rs t i nv es t ment a nd ope r at i o n c os ts
Keywor ds l ar ge s p ac e c l ea n wo rks hops t r at i f i ed a i r c ond i t i oni ng s y s t emd es i gn
★Ce ntre fo r En gineering Design an d Re search under the G ene ral Equ ipment DepartmentPLAC hin a
0 引言
年高空间建筑物工业国防工程中应逐步增目前高空间洁净空调技术研究应少洁净空调工程设计中洁净厂房采全空间净化设计思路耗巨高空间类型洁净厂房求全空间净化某高度区域(简称工作区)洁净度等级温湿度控制求
洁净分层空调仅较解决非全空间净化问题满足工艺条件时缩短工程施工周期减少系统循环处理风量冷量节约初投资运行费
1 高洁净厂房中尘埃粒子产生分布高洁净厂房污染源般洁净室运动设备发尘外表面发尘占例文献[1]提供数静止时发尘量取105粒(min·)动作时发尘量静止时5倍计算普通高度洁净室表面发尘量8m2面表面发尘量相静止时发尘量进行取值高洁净厂房部员活动区域净化负荷较部区域净化负荷较时工程特点安全考虑预见尘埃污染取适安全系数必工程表面发尘量6m2面表面发尘量相静止时发尘量进行取值工程班60工作计算员发尘量仅占总产尘量24般洁净室中员发尘量占总产尘量90左右外洁净厂房部吊车设备产生尘埃类表面沉积尘
·
44
·设计参考 2021年第31卷第2期
☆冯宝岳男1939年8月生学高级工程师
100028北京市4702信箱1号
(010)66359124
收稿日期19981202
稿件修回日期19990630
埃造成污染忽视应该时排出2 高洁净厂房气流组织
高洁净厂房采洁净分层空调系统系统总送风量减少风量减少较洁净空调效果采合理气流组织显尤重保证送风回风系统均匀性减少洁净工作区涡流气流回旋增强送风气流扩散特性充分发挥送风气流稀释作
万级10万级洁净度求高洁净厂房中部洁净工作区采两侧分层送集中侧部回风气流组织形式保证洁净工作区换气次数部非洁净空调区设置型排风口采较换气次数迅速排走部空间吊车等产生污染样仅减少系统总循环处理风量冷量送风口均匀分布洁净工作区送风气流较均匀减少二次气流产生时送风气流前进程中附空气卷吸诱导作增强扩散特性稀释作送风气流避开部非洁净空调区吊车活动污染影响直接作洁净工作区提高净化力3 工程设计实例
某高洁净厂房(长72m 宽24m 高22m )求14m 洁净工作区净化等级10万级温度t n 23±5℃相湿度φn 35～55剖面图见图1
图1 洁净厂房剖面图
31 气流组织换气次数确定
针该高洁净厂房特点采洁净分层空调
方式保证洁净工作区(14m )温湿度洁净度侧墙均匀布置吹带高效滤器组合送风口装置厂房侧墙部距面025m 高度附均匀布置带阻尼层回风口装置构成工作区分层侧送集中侧回气流组织形式时14m 非洁净工作区空气洁净度温湿度形成死区减少顶棚室外
冷热辐射工作区影响部吊车工作中产生尘埃粒子时排走充分利扩散14m 洁净空气非洁净空调区布置排型带状回风口形成循环回风系统减轻部非洁净区域部洁净工作区污染
工程根洁净度等级污染物散发量14m 洁净空调区采15h
1换气次
数部非洁净区域采4h 1
换气次
数实际整厂房均换气次数105h 1样全室进行洁净空调相洁净分层空调仅较保证洁净空调区换气次数节省系统风量冷量风机动力32 侧送非等温射流计算321 送风温差Δt s
洁净空调需换气次数般空调充分利洁净空调风量减送风气流送风温差仅够节省设备容量运行费更利保证洁净空调区空调精度工程计算出送风温差Δt s 25℃322 射流计算
洁净空调中求送风气流相均匀送风速度宜太工程送风速度v 02m s 末端速度v 02m s 射流度480工程侧送风气流进行计算计算出射程流速见表1
表1 射程流速
射程x m 24681012相射程x d s 1845369055407380923011070相速度v x v 0063003150210015801260105轴心速度v x m s
1260
0630
0420
0350
0252
0210
注d s 风口量直径m
送风气流风量送风温差等温射流异射流长度容易保证根阿基米德数计算出相射程x d s 15够满足侧送气流12m 搭接求323 计算风口数尺寸
室温允许波动范围Δt x ≤±1℃条件
[3]
公式n BH (ax x )2
计算风口数(B H 送风断面宽度高度a 风口紊流系数x x
射流射程次射程)工程采双层百叶风口Δt x 015℃时需外形尺寸
·
45· 暖通空调HV &AC 设计参考
3400mm ×700mm 双层百叶风口72两侧墙高度方均匀布置三排带高效滤器组合送风口装置种双层百叶风口具较扩散效果根需进行风量分配通调节双层百叶风口竖仰角水扩散角出口速度场较均匀风口风量容易分配均匀
33 送风口高度确定
惯性力浮力作非等温射流轨迹弯曲顶部送风口高度应该式确定
H Y +H 0+H a
式中H 顶部送风口高度m H 0洁净工作区高度m Y 射流落差m 通常取Y (116～14)x x 射流射程H a 安全余量m 根洁净空调温湿度精度求洁净度等级般取03m
计算工程三排送风口高度次确定150m 95m 50m 34 乱流洁净厂房开机净时间
工程高效空气净化系统设计室外空气含尘浓度N o 106粒L 根14m 工作区15h 1换气次数室单位容积发尘量G 2×104粒(m 3·min )求正常情况开机净时间50min
35 空调工况处理
针洁净室设计中送风量送风温差特点充分利回风夏季空调处理方式取消次回风采例二次回风新风进行次性处理然量二次回风混合取消加热减少设备容量运行耗36 工程实测结果
工程竣工进行全面工程测试整
厂房设置17水方垂直方测点静态情况洁净厂房速度场温度场洁净度噪声等进行测试实测结果设计计算机模拟结果吻合较设计工况实测结果送风口处气流均速度20～23m s 两股吹气流搭接处(射流末端)风速020～025m s 洁净工作区换气次数保证14h 1测洁净度2021级较满足设计求室A 声级噪声回风口处52dB 离开回风口1m 外区均50dB 4 结
41 求某高度区域洁净度级1万级10万级高厂房采洁净分层空调种较济实行效方式42 种类型高空间洁净厂房部非洁净工作区设置排带状回风口≤4h 1换气次数时排走吊车轨附产生尘埃减少顶棚室外冷热辐射工作区影响较保证工作区洁净度温湿度
43 高洁净厂房高度般洁净室4倍正常产尘量情况应该说单位空间净化负荷远远低般低矮洁净室角度分析换气次数确定完全低国标GB 7384推荐净化级房间换气次数研究分析表明高洁净厂房洁净区高度换气次数般取国标推荐换气次数40～100参考文献
1 许钟麟洁净室设计北京震出版社1994
2 中国建筑业协会建筑节专业委员会建筑节技术北京中国计划出版社1996
3 许钟麟沈晋明空气洁净技术应北京中国建筑工业出版社1989
·46·设计参考 2021年第31卷第2期
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