zhong心

联系我们

ji南金眂ong槔窒聑ai净化工程有限公司

电hua(传真):0531-68824415
shou  机:13854165330

Q    Q:340095748 

联系人:张jing理
邮  编:250024
邮  xiang:[email protected]
地  址:山东省ji南市天桥区新徐居委会黄河建邦da桥西侧1-6号

当前所在位zhi: 首页 ? zhong心 ? 如何计suanjie净室换气ci数

利来w66

时间:2020-02-26  lai源:车间净化工程|食品净化车间|jie净shou术室|jie净实验室-ji南金眂ong槔窒聑ai净化工程有限公司  浏览ci数: 137 ci
文章简介:如何计suanjie净室换气ci数, 摘要:为减少jie净室neng耗,提出了理论计suanjie净室换气ci数的新数学模型,新模型基yu室内空气ke粒物shu送的模ni流程,室内气rong胶浓度计suankao虑了换气ci数、室内ke粒物san发liang、过聅i餍

要:为减少jie净室neng耗,提出了理论计suanjie净室换气ci数的新数学模型,新模型基yu室内空气ke粒物shu送的模ni流程,室内气rong胶浓度计suankao虑了换气ci数、室内ke粒物san发liang、过聅i餍省⑿路绫群褪彝馄鴕ong胶浓度等duoge参数.jiang新的数学模型与以往的数学模型进行了对比,新的数学模型kao虑了更duo的环境参数和bianliang的影响,zhe使得新的数学模型计suan得出的换气ci数更合理、更精que.采用敏感性分xi的方fa,pingjia了gegebianliang对jie净室jie净度的影响da小.研究结果表ming计suan室内气rong胶浓度时kao虑更全面的参数bianliang可以bajie净室的换气ci数降到最小并满足jie净室要求,conger有效降低jie净室的neng耗.

jie净室shi指xuan浮粒子的浓度受控,其建造和使用方式使得进ru、产生、zhi留yu室内的ke粒物最少;室内的其他参数,如温秖u⑹qu⑵拱葱枰芸?sup>[1],ye就shi说bu论外jie的空气tiao件如何bian化,jie净室内都nengju有维chi原先所设ding的jie净秖u⑽率燃ba沽Φ忍匦? 非单向流jie净室ye俗称乱流jie净室,利用过滤效率超过99.97%的高效ke粒物空气(HEPA)过聅i鱭u除送风zhong的ke粒物,daliangjie净空气送ru穔ao湎∈蚹e粒污ran物,降祎ui鴕ong胶计数浓度达到要求的jie净室级bie.jie净室可以分为工业jie净蕐e蜕飆ie净室.目前,jie净室在医药与医学行业、化妆品行业、半礿i逍幸怠⑹称沸幸狄詊i生物工程行业等得到了广泛的应用.然er随着jie净室的广泛应用,jie净室的高neng耗问题越lai越引起人们的关zhu.为了维chijie净室内较低的ke粒物浓度,jie净室设计人员通常通过提高换气ci数利用jie净空气稀释ke粒污ran物的方式lai实现,zhe就使得jie净室的neng耗shi相同縵han鋚u通建筑的neng耗的50 倍zuoyou[2].现在jie净室的换气ci数da致范围为15~600ci/h,erpu通建筑的换气ci数da致范围为6~25 ci/h,jie净室的换气ci数bu仅要满足萹u⑹汉傻男枰鼁hong要的shi稀释和qu除室内ke粒物conger达到降低室内

ke粒物浓度的目的,较da的换气ci数虽然neng满足jie净室jie净级bie的要求,但shi却造成了巨da的neng源浪费,gei国紋etui笠翟斐蒫henzhong的neng源负dan和jingji负dan.随着我国jingji的飞速发展,daliang的工业jie净蕐e蜕飆ie净室相ji建成,jie净室面积呈现飞跃增长,jie净室节nengyi迫在眉睫,erjie净室节neng的关键shi减少送风liang,即减少换气ci数.笔者zhong点tao论了jie净室换气ci数的新计suan方fa,并对新计suan方fa的bianliangling敏性和节neng性进行了分xi.

1 jie净室设计zhong换气ci数的计suan方fajibu足

目前,jie净室设计zhong广泛采用以下3 zhong计suan方falaiqueding换气ci数.

第一zhong计suan方fashi根据gegebiao准tui荐的换气ci数建议謉an瑉hexiebiao准bao括IEST(美国环境ke学与技术学会)tui荐的建议值[3]、ISO(国际biao准化组织)tui荐的建议值[4]和国biaoGB50073 tui荐的建议值[5]等.zhexiebiao准zhongtui荐的bu同级biejie净室换气ci数如表1 所示.然er,zhexiebiao准zhong的建议值lai源yubiao准制ding专家委员会的工程jing验,只shi建议了满足jie净室级bie所需要的换气ci数(出yu安全保xian的原因,实际上shi最dake粒物污ran负荷情况下的建议值),没有gei出ke学的计suan方fa,更没有kao虑meigejie净室的实約hi榭觯琱u略了许duo关键性因素的dingliang分xi,如室内ke粒物的产生率、ke粒物的表面chen絛e省⑼ü头缃鴕u室内的ke粒物的浓度和通过回风和排风daizou的室内ke粒物等.zhezhong按照biao准建议方faqueding的换气ci数使其偏离yu实际需要,很duo情况下换气ci数很高但jie净室的jie净度并没有ming显提高,緆e湓蚓蛃hi没有kao虑jie净室的实际需要er盲目地参kaobiao准的建议謉an?/p>

第2 zhong计suan方fashi根据一xie专家或学者tui荐的jing验换气ci数计suan公式laiqueding换气ci数[6-7].同样,zhezhong方faye仅kao虑了一xie简单可预测的因素,hu略了daliangjueding性因素,使得jie净室的换气ci数与实际需要值偏cha较da.

第3 zhong计suan方fashi一xie有jing验的设计人詁ei菀酝纳杓苆ing验laiquedingjie净室的换气ci数[8-10].采用zhezhong计suan方fa时设计人员往往只kao虑建筑物的ti形系数、jie净级bie等,zhezhong计suan方fa虽然yeneng满足jie净级bie,但ju有一ding的盲目性,hu略了bu同工艺类型jie净室zhi间的chabie,当jie净级biebuneng满足jie净度要求时,设计人员又试图通过提高换气ci数lai满足jie净级bie,结果造成jie净室换气ci数偏da,使jie净室的neng耗增da.

现有的quedingjie净室换气ci数的计suan方fa都shi仅仅congjie净级biebian化单值函数的角度laiquedingjie净室的换气ci数,上述3 zhong计suan方fabu同程度地hu略了一xie关键性的bianliang,如室内ke粒物的产生率、ke粒物的表面chen絛e省⑺头鏳airu室内的ke粒物、回风qu除的室内ke粒物和排风daizou的室内ke粒物等,conger造成wu论shigegebiao准对换气ci数的建议值或shi根据jing验公式都出yu对最dake粒物污ran负荷情况的kao虑,得到的计suan值都会使jie净室的换气ci数偏da,er工程实践zhongyijing证ming小的换气ci数同样neng够满足jie净室的jie净级bie[11].基yuzhezhong情况,迫切需要一zhong更ke学全面的精que计suan方falaiquedingjie净室的换气ci数.ke学的换气ci数计suan方fa,应bao括所有的影响jie净室jie净度的相关参数bianliangji动态bian化.随着ke技的发展,一xie原laibuneng准que测liang的bianliang,如气rong胶ke粒物的chen絛e实葃ijing可以测liang,并且可以dingliang地紋ou约苨uan,zhe就为全面ke学的jie净室换气ci数计suan方fa提供了可neng.

2 jie净室换气ci数的计suan模型

新的计suan模型zhong应gaibao括所有的影响jie净室jie净级bie的关键性参数和bianliang,以至yu在jie净室设计zhongwan全可以通过计suanzhexie关键性的参数和bianlianglaike学地quedingjie净室的换气ci数.在设计zhong,jie净室的基ben空调净化气流循环模型如图1 所示.图1 zhong:V 为jie净室ti积,m3;qV,OA为新鲜空气ti积流liang,m3/h;qV,SA 为送风的ti积流liang,m3/h;qV,EA为排风的ti积流liang,m3/h;qV,RA 为回风的ti积流liang,m3/h;qV,Q 为漏风的ti积流liang,m3/h;Cs 为jie净室内ke粒物的浓度,ge/m3;C0为新鲜空气ke粒物的浓度,ge/m3;EU为空气处理机组zhong过聅i鞯膠ong效率;E 为高效过聅i鞯男剩籊 为jie净室内ke粒物的产生率(整gejie净室的平均值),ge/m3·h);D 为jie净室内ke粒物的表面chen絛e剩琯e/(m3·h).

根据cijie净室的基ben气流模型,由ke粒物的质羕e胶夥匠痰玫交黄鴆i数的计suan式,计suan式tui导如下:在dt时间内,jie净室内ke粒物的改bianliang=送风导致的ke粒物的增加liang+jie净室内ke粒物的产生liang-回风daizou的ke粒物的质liang-排风daizou的ke粒物的质liang-漏风daizou的ke粒物的质liang(当jie净室为负压时,符号为+)-jie净室内ke粒物的chen降liang,即

           (1)                                                            

式zhongt为时间,h.

ke粒物的chen絛e蔇 可以间接地通过ke粒表面检测仪的测liang结果计suan出lai.测liang值shi由一ding时间内gege表面chen降的ke粒数的zong和,即chen降的zong的ke粒数,除以jie净室的ti积和chen降时间,就可以suan出ke粒物的chen絛e剩硎?1)可得

       (2)

式zhong:m 为新风百分数,穋ongchen怂蛂ujie净室内的zong风liangzhong新风的百分数;r 为回风百分数,穋ongchen怂蛂ujie净室内的zong风liangzhong回风的百分数.令m = qV,OA /qV ,SA,r = qV,RA/ qV,SA,所以m+ r =1 .根据气流平衡方程,hu略空气处理机组和jie净室内bu同气流间的密度cha,ze对yu空气处理机组有qV ,SA = qV ,OA + qV ,RA,对jie净室ze有qV,SA = qV ,EA + qV ,Q +qV ,RA,yushi由式(2)得

               (3)

jiang换气ci数n= q V,SA/Vdairu式(3),得

             (4)

为了研究方便ding义参数a 与b,即

(5)

所以          

当时间由0 到t 时,jie净室内ke粒物的浓度由Cs0 到Cst,对式(5)积分得

               (6)

式zhong:Cst为t 时kejie净室内ke粒物的浓度(jie净度),ge/m3;Cs0为起始时kejie净室内ke粒物的浓度,ge/m3.

 针对式(6)积分得到jie净室换气ci数新方程的瞬态方程为

        (7)

当t →∞(wu穷da),得稳态方程为

     (8)

式(8)以wuliang纲的形式表示,整理得

               (9)

在zhe里过聅i鞯膠ong效率为

                               (10)

式zhong:i 为空气处理机组zhong的第i ge过聅i鳎籲 为空气处理机组zhong过聅i鞯膠ong数.

令θ= D/G ,ze式(8)可bian为

          (11)

式zhong:θ为chen降下lai的ke粒物zhan产生的ke粒物的百分比.

3jie净室换气ci数的计suan模型比较

新的jie净室气rong胶浓度计suan数学模型与文xian[6-7,12-15]研究的数学模型对比见表2.cong表2 可以看出,新的计suan模型更全面地miao述了jie净室的工作状态,它bao括所有关键性的bianliang和参数,zhe使得新的方程更wan整,由ci计suan出的换气ci数ye更准que、更ke学、更接近yu实际需要.

4 新的jie净室气rong胶浓度计suan数学模型zhong关键bianliang分xi

4.1 bianliangling敏秖ue謝i

新的模型zhongbao含了许duo以前模型zhong没有的关键性bianliang,zhexie关键性bianliang对jie净室内ke粒物的浓度都有影响.为了研究zhexie关键性bianliang对jie净度的影响,需要进行bianliang的敏感性分[16].现对式(10)zhong的一xie关键性bianliang进行微分计suan,进er研究zhexie关键性bianliang对jie净室内气zaike粒物浓度影响程度.为了研究换气ci数n 对jie净室内ke粒物浓度Cst的影响,有

         (12 )

为了研究jie净室内ke粒物的产生率G 对jie净室内ke粒物浓度Cst的影响,有

             (13)

为了研究jie净室室外ke粒物浓度C0 对jie净室内ke粒物浓度Cst的影响,有

                 (14)

为了研究新风的百分比m 对jie净室内ke粒物浓度Cst的影响,有

为了研究jie净室内ke粒物的表面chen絛e蔇 对jie净室内ke粒物浓度Cst的影响,有

        (15)

为了研究jie净室内的漏风百分比θ对jie净室内ke粒物浓度Cst的影响,有

         (16)

为了更直观地说minggege关键性bianliang的zhong要性,现jianggei出一组典型的非单向流jie净蕐e问dan簃=15%,n=200,G=100 ge/(m3·h),C0=105 ge/m3,EU=95%,E=99.997%,θ=15%,dairu上述微分方程进行计suan,得

由计suan可以得出

cong微分的计suan结果可以看出换气ci数对jie净室内ke粒物的浓度Cst影响最da,ye就shi说换气ci数shi最关键的bianliang,室外新风浓度影响最小.zheshi根据典型的jie净室的参数值得出的结果,jie净室的设计人员和使用人员可以通过使用自己的jie净室的参数值分xizhexiebianliang的相对zhong要性.在jie净室设计、运行、使用过硉ao锌刂浦饕问龅接械姆攀福琫rbushi盲目地qu控制某一bianliang.

现以jie净室ISO6 级为例进一步说ming新数学模型对jie净室jie净度的影响,jie净室ISO6 级规dingjie净室的jie净度为dayu等yu0.5μm 的xuan浮ke粒数mei立方米bu超过35200.对yu新的数学模型式(8),当m=15%、EU=95%、E=99.97%、θ=15%、Cst=17,600 ge/m3(qujie净室ISO6 级jie净度下限的襤ua?和C0=109ge/m3(≥0.5μm 的ke粒物)时,换气ci数为

            (17)

当jie净室内ke粒物的产生率G(≥0.5μm 的ke粒物)bu相同时,换气ci数见表3.

jie净室ISO6 级对jie净室换气ci数的建议值为70~160,ci/h(见表1),er新模型zhong即使shi室内ke粒物的产生率达到106 ge/(m3·h)(≥0.5μm 的ke粒物),换气ci数仅为48ci/h,即可满足jie净室ISO6 级的jie净级bie.er事实上现在jie净室运行过硉ao校蓎u采qu严格的技术cuoshi,如员工穿jie净服、员工ding期qingjiejie净室、设zhi吹淋室等cuoshi,jie净室≥0.5μm 的ke粒物的产生率远远低yu106 ge/(m3·h)(≥0.5μm 的ke粒物)[15],ye就shi说在jie净室zhong使用小的换气ci数wan全可以达到jie净级bie的要求.因ci小的换气ci数同样neng够满足jie净室jie净级bie的要求,没有必要盲膋ao觗a换气ci数dailaibu必要的nengliang浪费.

4.2 bianliang的改bian对jie净室内jie净度的影响

bianliang的改bian对jie净室内jie净度的bu同程度的影响如图2~图5所示.

图2 为在EU=0.95、E=0.9997、D=0.5 ge/(m3·h)、m=0.05、C0=3×106ge/m3和θ=0.05 时,室内ke粒物的产生率对jie净度的影响.由图2 zhong可以看出,jie净室内ke粒物的产生率对jie净室内jie净度影响很da,室内ke粒物的产生率越高jie净室内ke粒物的jie净秗an湍岩钥刂疲笔夷趉e粒物的产生率较da(譬如dayu105)时,即使换气ci数增加到100 ci/h,jie净室内的jie净度依然低.cong图2 zhong还可以看出,换气ci数增加到100 zuoyou时,如果再ji续增da换气ci数ze对jie净室的jie净度影响很小.所以通过增da换气ci数lai提高jie净室的jie净度并bushiwanneng的.zheshi因为室内ke粒物的产生率越da,ze需要的jie净空气就越duo,但shi当换气ci数增da到一ding程度时,jie净室内的jie净空气的增加会导致室内产生更duo的wo流区,wo流区的增加会导致室内的jie净度难以控制.当室内ke粒物的产生率较daer又bu可避免时,采用局瞜e欧缂际鮦i时ba产生的ke粒物排出qushi最hao的jiejue方式,没有必要盲目增da换气ci数.

图3 为在EU=0.95、G=10 ge/(m3·h)、m=0.05、D=0.5 ge/(m3·h)、C0=3×106 ge/m3和θ=0.05 时,mo端过聅i鞯男识詊ie净度的影响.由图3可以看出mo端高效过聅i鞯男试礁撸瑉ejie净室内的jie净度越高.图3 穋ong吵鰉o端高效过聅i鞯男蕅uedinghou,换气ci数增加到一ding程度hou对jie净室内的jie净度ji乎没有影响,在换气ci数dayu80 houjie净度和换气ci数的关系ji乎shi一tiaoshui平直线.zhe样的近si直线关系说ming换气ci数dayu80 时,增加换气ci数并buneng提高jie净级bieer只会造成nengliang的浪费.

图4 为在EU=0.95、G=10 ge/(m3·h)、E=0.9997、D=0.5 ge/(m3·h)、C0=107ge/m3和θ=0.05时,新风百分比对jie净度的影响.由图4 可以看出增加jie净室外的新风对jie净度的影响shi微乎其微的,新风的增加必然导致冷热负荷的增加,因ci在jie净室设计zhong新风liang只要满足人员的基ben需要即可.同时,图4 ye进一步说ming小的换气ci数就neng满足jie净级bie的要求,增加换气ci数并buneng提高jie净级bie.

图5 为在EU=0.95、G=10 ge/(m3·h)、E=0.9997、m=0.05、C0=107 /m3和θ=0.05 时,新风ke粒物的浓度对jie净度的影响.由图5 可知,当室外ke粒物的浓度bu同时,4 tiao曲线ji乎shizhong合的.zhe充分说ming室外ke粒物的浓度对室内的jie净度的影响ji乎shi一样的,jie净度bu因室外ke粒物的浓度的da小erbian化,zheshi因为过聅i鞯墓诵蔮u因室外浓度的bian化erbian化,对yu一ge成型的过聅i鱡ryan过聅i鞯墓诵视雓e粒物浓度的da小没有直接关蟙an允彝鈑e粒物浓度的增加并bu会影响过聅i鞯墓诵剩瑈e就bu会影响jie净室内的jie净度[17].尽管如ci,在建造jie净室时还shi要选择jie净室室外ke粒物浓度较小的地方建造,因为ke粒物的浓度太高对过聅i鞯膕hou命影响很da,zhe会导致频繁地更换过聅i鱟onger增加jie净室的运行费用.

5 结语

新提出的jie净室室内气rong胶浓度计suan模型bu仅bao含换气ci数,还bao括其他关键性的bianliang,如ke粒物的产生率、ke粒物的chen絛e省⑺头缫鸬膋e粒物的增加、回风和排风引起的ke粒物的减少以ji漏风引起的ke粒物的增加或减少等,zhexiebianliang都bu同程度地影响jie净室的jie净级bie.duobianliang新模型比换气ci数单值函数jing验公式模型更ke学,zhexiebianliang的合理控制,要比仅仅使觤ei刂苹黄鴆i数lai满足jie净级bieju有更duo的选择性.对yubu同的jie净室设计工况,zhexiebianliang对jie净度的影响程度bu同,通过bianliangling敏秖ue謝i发现,除了换气ci数,jie净室内ke粒物的产生率对jie净室内jie净度影响很da.室内ke粒物的产生率很高时,增加换气ci数超过100 ci/h ye难以控制jie净的jie净度;新风比例ji室外新风ke粒物浓度bian化对jie净室jie净度ji乎没有影响.利用新模型you化设计jie净室,比采用tui荐值可减少bu必要的jie净室换气ci数,使jie净室的通风净化neng耗减少.

参kao文xian:

[1]International Organization for Standardization Technical Committee209(ISO/TC 209). ISO 146441—1 Cleanroom and Associated Controlled Enviroments (Part 1):Classificationof Air Cleanliness [S]. Geneva :International Organization for Standardation,1999.

[2]Sun Wei. Conserving fan energy in cleanrooms[J].ASHRAE Journal,2008,50(7):36-38.

[3]IEST. IEST-RP-CCO12 Considerations in CleanroomDesign[S]. NewYork:Journal of the IEST,1978.

[4]International Organization for StandardizationTechnicalCommittee 209(ISO/TC 209). ISO 14644-4 Cleanroom and AssociatedControlled Environments(Part 4) :Design ,Construction and Start-up[S]. Geneva :InternationalOrganization for Standardation,2001.

[5]zhong华人民共和国信息产业部. GB50073 jie净chang房设计规范[S]. 眀en簔hong国biao准出版社,2001.Ministry of Information Industry of the People's Republic ofChina. GB50073 Code for Design of Cleanroom[S]. Beijing:ChinaStandard Press,2001(in Chinese).

[6]Morrison P W. Environmental Control in Electronic Manufacturing[M]. New York:Western Electric Company,1973.

[7]许钟麟. 空气jie净技术原理[M]. 眀en簁e学出版社,2002.Xu Zhonglin. Principles of Air Cleaning Technology[M]. Beijing:SciencePress,2002(in Chinese).

[8]那恺. 某电子chang房改造项目zhong的jige问题[J]. 暖通空调,2008,38(8):115-116.

Na Kai. Some issues in an electricplant reformation project [J]. Journal HV and AC,2008,38(8):115-116(inChinese).

[9]瞭ao緈ing. 药changjie净空调设计研究[J]. 天jin城建学院学bao,1998,4(2):41-44. Cai Zhiming. Discussion on the design of aircontaminationcontrol and air-conditioning of pharmaceutical factory[J]. Journalof Tianjin Institute of Urban Construction,1998,4(2):41-44(inChinese).

[10]张海飞. 制药chang空调设计常见问题分xi与jiejue办fa[J]. 医药工程设计,2006,27(4):35-38.Zhang Haifei. Analysis of usual problems in design ofairconditioner in pharmaceutical factory and solving approaches [J].Pharmaceutical and Engineering Design,

2006,27(4):35-38(inChinese).

[11]严de隆. jie净室HVAC 系统节nengji其进展[J]. jie净与空调技术,2004(4):19-22.

Yan Delong. The energy-saving andprogress of HVAC system for cleanrooms [J]. Contamination Control and Air-ConditioningTechnology,2004(4):19-22(in Chinese).

[12]Brown W K,Lynn C A. Fundamental cleanroom concepts[J]. ASHRE Transactions,1986,92(1b):272-287.

[13]Kozicki M,Hoenig S A,Robinson P. Cleanrooms:Facilities and Practices[M]. New York:Van Nostrand ReinholdCompany,1991.

[14]Jaisinghani R. Air handling considerations for cleanrooms[C]//Proceedingsof Interphex Conference. Philadelphia:PhiladelphiaEducation Press,2001:56-58.

[15]Zhang J. Pharmaceutical cleanroom design[J]. ASHRAE Journal,2004,46(9):29-31.

[16]王爱民,王勖成. 采用传递函数fa进行过程you化的ling敏秖ue謝i[J]. qing华da学学bao,2000,40(4):58-61.Wang Aimin,Wang Xucheng. Sensitivity analysis for procedure optimization usingtransfer function method [J]. Journal of Tsinghua University,2000,40(4):58-61(inChinese).

[17]安爱ming,秦ji恒,王智超,等. da气尘检测空气过聅i餍蔮uqueding因素的分xi[J]. jie净与空调技术,2008(2):1-6. An Aiming,Qin Jiheng,Wang Zhichao,et al. Indeterminacy

analysisof air filter’s efficiency test using air particle[J]. Contamination Controland Air-Conditioning Technology,2008(2):1-6(in Chinese)

ben文biao签

地址:山东省ji南市天桥区新徐居委会黄河建邦da桥西侧1-6号  电hua:0531-68824415  传真:0531-68824415

版权所有:ji南金眂ong槔窒聑ai净化工程有限公司    技术支chi:康美ke技     bei案号:鲁ICPbei19040779号    xml地图    html地图    txt地图    登录