洁净试验室

化工实验洁净室与净化空调系统设计说明一、化工实验洁净室概述化工实验洁净室是化工企业重要的实验平台，承担化工企业的研发和质检工作，在化工企业的产品创新和质量监督检验过程中起着重要作用。而净化空调系统是化...

化工实验洁净室与净化空调系统设计说明

一、化工实验洁净室概述

化工实验洁净室是化工企业重要的实验平台，承担化工企业的研发和质检工作，在化工企业的产品创新和质量监督检验过程中起着重要作用。而净化空调系统是化工实验室中至关重要的组成部分，它关系着实验室的功能是否得到实现，工作人员的安全是否得到保证。

化学实验洁净室在功能上有着特殊性和复杂性，室内通常会用到各种仪器设备、各种化学试剂，因此要确保室内温度、湿度、污染物浓度符合要求，满足仪器和设备的使用要求，保证实验的有序进行。

二、洁净室的设计原则

1. 防止微尘直接侵入室内；

2. 防止微尘堆积；

3. 尽量防止微粒的发生；

4. 迅速有效地排除室内发生的尘粒。

由以上原则可以看出，洁净空调是化学实验洁净室密不可分的一部分。基于以上四个原则，在进行洁净空调设计时，应从化学实验洁净室建筑和设备共同配合才能达到要求。例如：随着洁净技术的发展、新型材料的使用，洁净室内部产生的微尘已经减少，而洁净室内操作人员和工艺设备等进入成为灰尘侵入的主要途径，因此在设计中需设置人、物的净化设施（如设置吹淋室等）。洁净室建筑内表面平整程度、建筑材料、办公用具等都应遵循以上四个原则。

三、净化空调系统设计

（一）设计主要依据

1. 《洁净厂房设计规范》(GB50073-2001)；

2. 工艺专业提出的明确设计条件，如洁净等级、温湿度、房间压力控制等；

3. 土建专业提供的完整土建图纸。

由于各洁净室的净化等级不同、温度湿度精度的差异、运行班次和规律不同、新风比不同等因素，净化空调的系统形式应分开设置。每个独立的净化空调系统可根据各房间的具体要求，处理空气焓差、设置不同的过滤器，能有效控制各区域空气的相互污染；同时，各系统的管理和运行更为方便，对风管安装空间、降噪、更换过滤器等都较为有利。

（二）空调机组的设计

设计空调机组时，应优先考虑装配式空调箱（如直膨空调机组系统），其优点是占地小、精度高、安装进度快、操作方便。空调器主要功能段分为：粗效、中效两级过滤段，混合段，表冷段，加湿段，加热段，风机段，消音段等，可任意选用各功能段组合成所需的空调机组。

（三）风机形式的选用

空调箱内的风机应根据具体情况，比较后选定单风机或双风机。净化空调系统大多采用单风机系统，原因在于大多数净化空调系统的新风量全年固定不变，采用单风机系统在控制和管理上都较为方便，只要系统新风量不变，系统内正压就有保证；同时，两台以上风机串联使用的效率低于单台风机独立使用，且单风机系统可节省机房面积和投资。

但如果系统阻力较大，采用高压头风机会导致噪声、漏风量上升；若系统回风管路较长或回风道阻力较大，为保证洁净室回风量能回到回风箱，需增大风机风压，易导致洁净室正压过大；若风机压头不足，大量回风会通过各种途径逃逸，单风机系统难以保证各洁净室的合适正压值。此时，经技术经济比较合理时，可增设回风机组成双风机系统，设计时应将送风机、回风机和排风机进行联锁控制，以达到理想的使用效果。

（四）过滤器的选择

为满足洁净室洁净度要求，空调箱内应布置粗、中效两级过滤器。空气过滤器应按额定风量选择，由于负压段易漏气且便于更换清洗，中效过滤器宜设计在风机出口的正压段，用以保护系统末端的高效过滤器。

（五）表冷器的选择

在选择表冷器时，应注意其结构形式与工作压力：一般铜铝复合铝轧翅片管型工作压力小于 0.6MPa，铜铝套翅片型工作压力小于 1.0MPa；冷冻水供水温度为 5~7℃，且采用闭式系统。

净化空调系统常发生表冷段后空气带水问题，会影响后续风机正常运行、降低过滤器效率，还可能滋生细菌影响洁净度。依据相关洁净空调技术规程，应在表冷器后设置挡水板，且挡水板的迎面风速下限低于普通空调系统，规定为 2m/s，以防止带水现象发生。

（六）高效过滤器的选择

为防止污染管道或因管道漏风使未经过滤的污染空气进入环境，高效过滤器应靠近洁净室布置。化学实验洁净室可选用风机过滤单元（FFU）或高效过滤器送风口：

· 风机过滤单元（FFU）是将高效过滤器和风机组成送风口单元，风量约 2000m³/h，主要用于垂直单向流的洁净室；

· 高效过滤器送风口不配备风机，常用于非单向流洁净室的送风管道末端。

（七）气流组织形式

为迅速排除室内微尘，需合理组织室内气流，化学实验洁净室常用的气流组织形式有垂直单向流和非单向流两种：

1. 垂直单向流：送风口的高效空气过滤器应在正常情况下顶棚满布（满布率≥80%），特殊情况时满布比不应小于 60%；回风则在格栅地面均匀布置回风口并满布，对流线平行度和乱流度等指标满足度好。

2. 非单向流：采用顶送双侧下回风形式，高效过滤器送风口处安装扩散孔板，扩大洁净送风气流作用范围、增强扩散效果；双侧下回风使气流流线顺畅，涡流区减少，室内气流得到良好稀释。

垂直单向流与非单向流宜分开设置，这是由净化等级差异造成的空气处理与控制方式不同所决定的。

（八）压差控制

化学实验洁净室外部空气的渗入是污染干扰洁净室洁净度的重要原因之一，因此洁净室与周围空间必须保持恒定的正压：不同等级的洁净室及洁净区，与非洁净区之间的压差应≥5Pa，洁净区与室外的压差应≥10Pa。

由于化学实验洁净室房间建筑和正压要求严格，采用余压阀或者压差式电动风门调节阀较为理想；同时可根据洁净室特点，采用缝隙法或换气次数法确定维持不同压差值所需的压差风量。

四、总结

净化空调系统相比于一般空调系统，具有风量大、风机风压高、空调冷负荷大、负荷因素特殊、运行时间长等特点，因此能耗较高。在设计时，还应充分考虑净化空调系统的节能措施，以降低长期运行成本。