非單向流潔凈室潔凈送風量計算探討

王奇勛

摘? 要：潔凈室理論計算公式復雜，參數較多，容易混淆，為理順各參數關系，明確了解各參數對于潔凈風量的影響，文章通過具體算例，將復雜的公式計算拆解、剖析、簡單化，方便工程師從設計角度，更好地理解其相關的各個參數，夯實理論基礎，提升技術實力。

關鍵詞：非單向流;潔凈風量;理論計算;參數分析

中圖分類號：TU834 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）22-0056-03

Abstract： The theoretical calculation formula of clean room is complex， there are many parameters， and it is easy to be confused. In order to straighten out the relationship of each parameter and clearly understand the influence of each parameter on clean air volume， this paper disassembles， analyzes and simplifies the complex formula through specific examples. It is convenient for engineers to better understand the relevant parameters from the design point of view， lay the theoretical foundation and enhance the technical strength.

Keywords： non-unidirectional flow; clean air volume; theoretical calculation; parameter analysis

1 概述

在高科技廠房建設領域，潔凈室是其核心組成部分。潔凈室空調的設計的水平會直接決定項目建設的成敗和后續運營的效果。其中重要的一個環節即是計算潔凈室的送風量。經過過濾處理送入潔凈室內的清潔空氣，除了要承擔保證室內的溫、濕度的送風量外，還要排除、稀釋室內的污染物，以維持室內的空氣潔凈度，所以與一般房間的送風量計算方法不同。潔凈室，不管是單向流，還是垂直層流，凈化原理都是一樣的，就是利用清潔空氣稀釋沖淡室內的污染物，從而達到所要求的空氣潔凈度等級。

GB50073-2013《潔凈廠房設計規范》規定，潔凈室的送風量應取下列三項中的最大值[1]：（1）滿足空氣潔凈等級要求的送風量。（2）根據熱、濕負荷計算確定的送風量。（3）按本規范第6.1.5條的要求向潔凈室內供給的新鮮空氣量。

對于潔凈室，潔凈等級需求的風量往往遠大于溫濕度及新鮮空氣需求的風量。在潔凈室建設中，空調投資往往站到機電投資的三分之一以上，而空調系統的投資和運營很大一部分取決于循環風量的處理，因此潔凈室送風量的計算是設計工作中非常重要的環節之一，它直接影響潔凈室建設費用的大小，以及后期運行費用的高低。

目前關于潔凈風量的計算，沒有詳細的解釋與比較，基本只是一筆帶過，但由于公式復雜，參數較多，容易混淆，許多工程師不清楚計算方法，對相關影響參數認識模糊。希望通過本文的實例的研究分析，明確了解各個參數對于潔凈風量的影響，夯實基礎理論知識。

2 實例分析

根據風量平衡原理，結合圖1所示的常見非單向流的潔凈室系統模型，可知：

式中， Qs：潔凈送風量，m3/h;V：潔凈室體積，m3;G：潔凈室的單位容積發塵量，個/（m3·min）;N：潔凈室的含塵濃度，個/L;M：室外空氣的含塵濃度，個/L;S：回風比，回風量與送風量之比;？濁h：回風通路上過濾器的總效率，？濁h=1-（1-？濁1）（1-？濁3）;？濁x：新風通路上過濾器的總效率，？濁x=1-（1-？濁1）（1-？濁2）（1-？濁3）。

從公式（1）中可以看出，室內含塵濃度、室外空氣含塵濃度、回風比、過濾器效率等參數都影響潔凈送風量，為分析各參數對于潔凈度的影響，通過下面例題進行討論。

某潔凈室面積為40m2，層高2.5m，結晶等級為萬級，總發塵量≥0.5μm的塵粒數為7.02×108pc/（m3·h），假定設置的送風過濾系統為三級，過濾效率分別為？濁1=20%，？濁2=40%，末級過濾器？濁f=99.995%，設定新風量Q0為總風量Qs的20%，即回風比r=0.8，室內相對于周邊環境為正壓。

2.1 室外不同污染物濃度對非單向流潔凈室通風量的影響

2.1.1 當處于城市內時

按表1的推薦值，室外大氣≥0.5μm的含塵濃度為M=3×108pc/m3，將M及其他參數代入式（1）可以得到

其中，

2.1.2 當在城市郊區時

2.1.3 當該潔凈室地處非工業區或農村時

由以上計算結果可知，無論該潔凈室地處工業城市內、工業城市郊區還是非工業區或農村，得到的潔凈送風量相差甚微，即室外大氣含塵濃度對潔凈室的潔凈風量影響很小。

2.2 不同回風比的影響

2.2.1 回風比為0工況

取特殊極端工況，假設該潔凈室采用全新風，即回風量為0，S=0，則式（1）可簡化為下式（2）：

以室外大氣含塵濃度≥0.5μm為M=3×108pc/m3為例，代入式（2）

與前面計算比較可知，即使采用全新風方式，與采用部分新風的情況相差不大，約在1.8%左右，從工程角度，基本可以忽略。