潔凈室漏風計算方法

如果沒有通風系統，潔凈室就沒辦法凈化環境污染物，更別提達到指定級別的潔凈度，所以通風系統也是經常出問題的地方。今天我們就來分析下潔凈室漏風計算方法，掌握通風系統的性能，以便更好的控制潔凈室潔凈度及節能問題。

在有關各種潔凈室的設計手冊中，對于潔凈室漏風原因分析及潔凈室正壓送風量計算方法都列出了復雜的計算過程公 式,那么對于那些專業從事潔凈室建造的工程師們,專業凈化工程設計施工而言，是否有更為快速和簡單的計算方法解決潔凈室漏風原因分析及潔凈室正壓送風量計 算方法呢?在過去的38年里發展中，凈化技術潔凈室技術經歷了快速的發展，在汽車工業，微系統技術，生物技術，表面技術，制藥醫療，半導體工業等許多工業分支中，都已開發出了適合自己的潔凈室技術。無論何種潔凈室技術，都有哪些基本的原則和要求是大家所必須都要遵循的因素，比如說潔凈室漏風原因分析及潔凈 室正壓送風量計算方法。所有的潔凈室，可以有很多不同的標準和要求，但是如果沒有正壓，那么一切室內環境標準和要求都沒有存在的基礎,沒法達到凈化潔凈室 室內空氣潔凈度要求。

各種設計手冊中復雜的計算方法并不適合現場施工技術人員的需求，在潔凈室建造項目中，基本上工程技術人員都在靠經驗估算，并沒有比較準確而且又簡單的潔凈室漏風原因分析及潔凈室正壓送風量計算方法.

一個密閉性能良好的潔凈室，在使用過程中，主要的漏風途徑有以下四種：

• 高效送風口的漏風;

• 室內門、窗縫隙的漏風;

• 開門過程中的漏風;

• 風淋室、傳遞窗各種凈化設備的漏風;

• 室內配套設備的工藝排風。

1、縫隙漏風量計算

計算方法一：

v=1.29(△P)1/2

△V=S*v

△P：潔凈室內外壓力差(Pa)

v：從縫隙處流過的風速(m/s)

S：縫隙面積(m2)

V：通過縫隙的泄漏風量(m3/h)

例：假設條件：房間正壓20pa，門縫長度3.6m，窗縫長度40m，假設縫隙寬度0.01m

門縫隙面積S1=0.01*3.6=0.072m2，窗縫隙面積S2=0.002*40=0.08m2

泄漏風量V=s*v=(S1+S2)*3600*1.29*(△P)1/2=(0.072+0.08)*3600*1.29*(20)1/2=3157m3/hr

計算方法二：

壓差法計算方式：

L=0.827×A×(ΔP)1/2×1.25=1.03375×A×(ΔP)1/2

式中L—正壓漏風量(m3/s);0.827—漏風系數;A—總有效漏風面積(m2);ΔP—壓力差(Pa);1.25—不嚴密處附加系數

2、開門的泄漏風量

假設條件：房間正壓ΔP=20Pa，門面積S3=0.9*2.00=1.8m2，風速v=1.29(△P)1/2=5.77m/s,開啟次數n=1次/hr，開啟時間t=5s

泄漏風量Q=S3*v*t*n=1.8*5.77*5*1*=51.93 m3/h

每小時開一次門，開5秒，泄漏空氣量51.93 m3/h

3、風淋室與傳遞窗的空氣泄漏量

假設條件：風淋室體積15m3，密閉無縫隙

開閉順序為(1)開→(1)關→(2)開→(2)關

分析：以風淋室為例

(1)開時A/S內壓力為常壓101325Pa

(1)關時A/S內壓力為常壓101325Pa，保持不變

(2)開時A/S內壓力為常壓101325Pa，保持不變，但穩定后壓力變為與房間內同樣壓力101325+20pa

(2)關時A/S內壓力為常壓101325+20Pa,保持不變

結論：所以需要補充的空氣量為15m3的空間壓力變化為20Pa時的密閉空間的補氣量

根據理想氣體方程式PV=mRT，(P氣壓，單位Pa;V體積，單位m3;m氣體質量單位kg;R氣體常數等于287;T氣體開氏溫度，單位K，假設室內溫度25℃，開氏溫度為298K)

需補充空氣質量m=(△P *V)/(R*T)= (20*15)/(287*298)=0.0035kg=3L

相對來說風淋室及傳遞箱的泄漏量較小(密閉良好的情況下)，可忽略不計。

4、工藝排風泄漏風量

工藝排風泄漏風量即為工藝排風量。

以上四種泄漏風量之和即為房間維持正壓所需的送風量。

更為快速的計算方法

潔凈時正壓換氣次數(次/時)，如表1正壓換氣次數經驗數據表，通過此表，可以更快速的計算正壓送風量,潔凈室漏風原因分析及潔凈室正壓送風量計算方法。

例，潔凈室要求正壓為20Pa(表中第四行)，潔凈室體積為100m3，潔凈室是有外窗、密閉性較好的潔凈室(表中第二列)，那么此潔凈室維持正壓所需的送風量V=換氣次數2.5*100m3=250m3(不包括工藝排風)

為什么有時不能達到理想正壓?

1)、新風補充量不足：重新計算新風需求量

2)、泄漏量過大：找出泄漏原因，尋出解決方案

3)、排風量太大：主要是工藝排風量超標，重新計算

4)、空調回風量太大：重新調節風量

簡單計算法的應用實例—在潔凈室建造中為投資方節約能源

合理的正壓值對潔凈室各項指標的達標及降低運行成本是非常重要的。

半導體廠工程設備用電約占全廠用電的49%，冷動機用電占工程設備用電的35%，潔凈室空氣處理機組用電占工程設備用電的23%。潔凈室正壓設定值越 大，空氣處理機組送風量越大，冷動機負荷越高，降低電力的耗用，即減少資源的消耗與污染源的制造。所以基于以上分析可知潔凈室內的正壓設定直接關系到廠區 運行成本,潔凈室漏風原因分析及潔凈室正壓送風量計算方法。

以松江九亭高科區富士金上海松江工廠為例(FUJIKIN)2002年三月至七月，

該廠主要由一個150 m2的1000級潔凈室和一個100m2的1級潔凈室組成，正壓設定值為50Pa，現以其1級潔凈室為例計算所需新風量。

計算條件

面積100m2，層高3m，高架地板下部空間1m，FFU滿布加高架地板系統。窗9扇(1m x 1m)，門1扇(1mx2.1m)，每小時開啟一次，每次持續5秒，風淋室一個，傳遞箱一個(1m3)，工藝排風1000CMH，整個潔凈室氣密性良好，正壓設定為50Pa。

計算過程

1.縫隙泄漏風量

V=(S1+S2)*3600*1.29*(△P)1/2

(0.01*1*4*9+0.02*1*2+0.02*2.1*2)*3600*50(1/2)*1.29 = 4642m3/h

2.開門泄漏風量

Q=S3*1.29*(△P)1/2*t*n

(2.1*1)*(50 (1/2)*1.29)*5*1 = 109 m3/h

3.風淋室和傳遞窗密閉良好，假設無漏風

4.工藝排風量為1000CMH

控制50Pa正壓所需的新風量為4624+109+1000 = 5733 m3/h

若根據表1經驗值估算，控制50Pa正壓所需風量為5.3*100*4 +1000= 3120m3/h

取大值5733 m3/h

實際余壓閥顯示正壓為65Pa

業主出于節能考慮，要求降低正壓至35Pa。

一、針對FFU風速進行改善

改善方式：

1、通過中控電腦，調整FFU馬達轉速降低(original: 1,300 rpm)

2、觀察潔凈室壓力值的變化(original: 65 Pa)

3、持續降低轉速直至壓力為45 Pa

4、記錄FFU最后的轉速并觀察潔凈室壓力

二、針對(MAU)風速進行改善

改善方式：

1、通過中控電腦調整MAU馬達轉速(original:45Hz)

2、觀察潔凈室壓力值的變化(original: 45 Pa)

3、持續降低轉速直至壓力為35Pa

4、記錄MAU最后的轉速，并觀察潔凈室壓力

三、最終節能效果

1、降低FFU轉速

(1)FFU轉速由1,300 rpm降至1,100 rpm

(2)共計可節省FFU馬達耗電：62 Kw

2、降低MAU轉速

(1)調節潔凈室壓力至35Pa，MAU負載 由45 Hz降至41 Hz

(2)共計可節省MAU馬達耗電：4 kW。

(3)降低潔凈室正壓同時可減少室外新風(MA)供應量以節省能源

備注：

壓差風量，對于工業潔凈室,潔凈室面積較大者，國內推薦的是:

換氣次數法 1~2 h-1(Δp=5Pa) " J7 T: A7 M2 ~5 ^

1~4h-1(Δp=10Pa)

小面積的潔凈間用縫隙法

Q=a?Z(q?L)m3/h7 C8 s' k& T* b" R$ i$ K

a——1.1~1.2安全系數,視圍護結構氣密性確定.* H0 a: |" Y+ @* D

q——單位長度縫隙的滲漏量(某壓差值時)m3/h?m

房間氣密性好的可按下表計算正壓氣量,差的適當加大：

正壓值： 正壓換氣量(次/小時)

5 Pa 0.6

10 Pa 1.0

15 Pa 1.5

20 Pa 2.1

25 Pa 2.57 D' a) ]% U+ m. H9 V' K$ a. I! W8 s

30 Pa 2.7& }* g, `- a( f7 P

35 Pa 3.0& B7 P/ \( X3 ~6 o

40 Pa 3.2

45 Pa 3.4

50 Pa 3.6