1、13.6 空氣潔凈技術屬第三章“空氣調節”的內容第450頁465頁2014年6月2關于空氣潔凈技術的基本概念 參照國標GB50072-2013潔凈廠房設計規范的相關定義 1. 潔凈室 clean room （規范 2.0.1） 空氣懸浮粒子濃度受控的房間 。它的建造和使用應減少室內誘入、產生及滯留粒子。室內的其他有關參數如溫度、濕度、壓力等按要求進行控制（補充參考內容）32. 潔凈區 clean zone （規范2.0.2） 空氣懸浮粒子濃度受控的限定空間。它的建造和使用應減少室內誘入、產生及滯留粒子。室內的其他有關參數如溫度、濕度、壓力等按要求進行控制。潔凈區可以是開放式或封閉式 上述定義的

2、要點1）潔凈室以空氣中懸浮粒子濃度為主要控制對象，明確了空氣潔凈技術的基本特征，也是潔凈室級別劃分的主要依據42）指明了空氣潔凈技術所依據的基本原理，即：防止粒子從外部進入室內；防止室內產生粒子；及時排除已進入室內的或從室內產生的粒子3）明確了根據不同的應用要求及控制級別對其它有關參數的控制要求 上述定義與ISO14644-1國際標準的定義是一致的 53. 潔凈室的分類1）按服務對象分 工業潔凈室ICR微電子、平板顯示器、精密加工制造等 生物潔凈室BCR醫療、制藥、生物、食品、日用化工等2）按室內氣流形式分3）按潔凈室建造方式分4）按凈化空調系統形式分64. 主要控制對象 ICR懸浮粒子（少數

3、要求AMC） BCR微生物 Airborne Molecular Contaminants 微生物依附于懸浮粒子之上，故基本控制原理與ICR一致GMP（2010）無菌藥品潔凈區潔凈度級別 潔凈度級別懸浮粒子最大允許數/m3靜態動態0.5m5m0.5m5mA級352020352020 B級3520293520002900C級3520002900352000029000D級352000029000不作規定不作規定7潔凈區微生物監測的動態標準 級別浮游菌cfu/m3沉降菌（90mm）cfu /4小時(2)表面微生物接觸碟（55mm）cfu /碟5指手套cfu /手套A級1111B級10555C級10

4、05025D級2001005085. 潔凈度 cleanliness（規范2.0.12） 以單位體積空氣中大于或等于某粒徑粒子的數量來區分的潔凈程度。 通常表為大于等于某粒徑的粒子允許顆粒數 以前習慣采用英制單位顆/立方英尺（pc/ft3），自國際標準頒布后，應采用國際單位制顆/立方米（pc/m3）96. 單向流 unidirectional airflow（規范2.0.14） 通過潔凈室（區）整個斷面的風速穩定、大致平行的受控氣流。 以前曾習慣地稱為“層流”，但由于它實際上并不是流體力學中所規定的“層流”，所以現在定義為“單向流”。根據工程中的應用方式可以包括“垂直單向流”和“水平單向流”

5、10垂直單向流非單向流117. 非單向流 non-unidirectional airflow （規范2.0.17） 送入潔凈室（區）的送風以誘導方式與室（區）內空氣混合的氣流分布類型。 （2001版：凡不符合單向流定義的其他氣流流型） 在實際工程中還可以將單向流和非單向流氣流流型組合應用，稱為“混合流” 12各種非單向流形式138. 粒徑 particle size （規范2.0.6） 給定的粒徑測定儀所顯示的、與被測粒子的響應量相當的球形體直徑。 實際粒子大多不是標準的球形，同一種粒子用不同的測定儀器和測定方法測得的粒徑是不一樣的149. 潔凈工作區 clean working area

6、（規范2.0.19） 除工藝特殊要求外，指潔凈室內離地面高度0.81.5m的區域。10. 高效空氣過濾器 HEPA （high efficiency particulate air filter ） 超高效空氣過濾器 ULPA （ultra low penetration air filter ） 國標GB50073-2013潔凈廠房設計規范與GB/T13554-2008的定義不同 1511. 凈化空調與普通空調的主要區別1）壓力梯度2）多級過濾3）氣流組織4）換氣次數（送風量）5）負荷特性163.6.1 空氣潔凈等級1.空氣潔凈度標準空氣潔凈度標準 GB50073-2013潔凈廠房設計規范規

7、定了潔凈度等級劃分方法，等效采用了國際標準ISO14644-117國際標準ISO146441 以空氣中粒徑0.1m的粒子允許數量為分級標準 等級的名稱為每 m3 空氣中最大允許粒子數以10為底的指數 國標將上表中的數字四舍五入為3位有效數字18 對于表中未列出的粒徑范圍的計算 （3.6-1）式中 Cn 大于或等于要求粒徑的最大濃度值，四舍五入后有效數字不超過3位，pc/m3； N 潔凈度等級，數字從19，最小遞增量為0.1； D 要求的粒徑，m。08. 21 . 010DCNn注意：所帶計算器的功能19附：美國聯邦標準FS209系列 從1963年開始到1992年最終版FS209E FS209E

8、之前只采用英制單位，209E增加了國際單位制 2001年11月29日FS209E已宣布取消20FS209E浮游粒子潔凈等級21 以空氣中粒徑0.5m的粒子允許數量為分級標準 當采用國際單位時，等級的名稱為每 m3 空氣中最大允許粒子數的常用對數值（以10為底）。例如：每m3 空氣中大于等于0.5m粒徑的最大允許粒子數為3530顆，而3530的常用對數值為3.55，所以命名為M3.5級 若采用英制單位，等級的名稱為每 ft3 空氣中最大允許粒子數值。例如：上述M3.5級對應為每 ft3 空氣中大于等于0.5m粒徑的最大允許粒子數為100顆，所以命名為100級。 工程中常用的10、100、1000

9、、十萬等級別的稱呼均為英制單位 兩種標準的大致換算關系：100級5級222. 空氣潔凈度等級的表示方法空氣潔凈度等級的表示方法 “按照國家標準”（1）等級級別N （2）所考慮的粒徑D（3）分級時占用狀態 例如：N4級 / 0.2 m（2370 Pc/m3） /動態（實際上國家標準3章并未明確規定要同時表示“粒徑”和“狀態” ）233. 室內環境狀態 空態 as-built（規范2.0.25） 設施已經建成，其服務動力公用設施區接通并運行，但無生產設備、材料及人員的狀態。 靜態 at-rest （規范2.0.26） 設施已經建成，生產設備已經安裝好，并按供需雙方商定的狀態運行，但無生產人員的狀態

10、。 動態 operational （規范2.0.27） 設施以規定的方式運行，有規定的人員在場，并在商定的狀況下進行工作。 國標規定：空氣潔凈度等級所處狀態應與業主協商確定（規范3.0.2）243.6.2 空氣過濾器1. 空氣過濾器標準、分類空氣過濾器標準、分類（1）中國標準 1）GB/T14295-2008空氣過濾器 2）GB/T13554-2008高效空氣過濾器 關注其分類級別、效率、初阻力、效率測試方法（2）美國標準（3）歐洲標準25附：兩個標準定義不同 GB50073-2013潔凈廠房設計規范 HEPA在額定風量下，對于粒徑大于或等于0.3 m粒子的捕集效率在99.9%以上的空氣過濾器

11、。 ULPA在額定風量下，對于粒徑0.10.2 m粒子的捕集效率在99.999%以上的空氣過濾器 （目前已經有阻力小于100Pa的HEPA 和ULPA ）26 GB/T13554-2008高效空氣過濾器 HEPA用于進行空氣過濾且使用GB/ T6165規定的鈉焰法檢測，過濾效率不低于99.9%的空氣過濾器 ULPA用于進行空氣過濾且使用GB/ T6165規定的鈉焰法檢測，過濾效率不低于99.999%的空氣過濾器27 各國分類法的對照 282. 空氣過濾器防火等級空氣過濾器防火等級（1）中國標準 耐火等級分為1、2、3三個等級 對濾料、框架、分隔板的耐火要求不同（2）美國標準 六類29各種過濾器

12、的形式30有隔板與無隔板過濾芯313. 空氣過濾器性能空氣過濾器性能（1）額定風量（2）效率E、穿透率P 計重和計數效率 串聯效率，注意：應當是對于同樣粒徑范圍的分級效率才適用（3）阻力 初阻力、終阻力（4）容塵量324. 空氣過濾器組合方式空氣過濾器組合方式 效率低的在前級 一般要求有前級保護 對潔凈室潔凈度起關鍵作用的是末級335. 空氣過濾器的安裝位置空氣過濾器的安裝位置 為避免已過濾空氣由于系統滲漏而重新污染，故與普通空調系統有不同要求 注意對不同級別過濾器的“宜”和“必須”粗效 中效粗效中效高效潔凈室普通空調系統 凈化空調系統6. 訂貨時須明確事項訂貨時須明確事項343.6.3 氣流

13、流型和送、回風量1. 大氣含塵濃度大氣含塵濃度（1）大氣含塵濃度表示方法 計數、計重、沉降濃度（2）大氣含塵濃度計算值 M 可按照表3.6-11選用 案例計算室外新風含塵濃度352. 室內發塵室內發塵（1）室內發塵源 人員、裝飾、設備 人員為室內主要塵源（2）室內單位容積發塵量 1）人員發塵量 參考數值，分四類 2）室內單位容積發塵量 G（pc/min.m3） 計算公式（3.6-7）、表3.6-12 HFPqqG/363. 非單向流計算方法非單向流計算方法（1）均勻分布計算方法 假設前提 以室內粒子數量守恒推導出穩態公式，簡化為sNNaGn 60（3.6-8）式中 n 均勻分布計算的潔凈室換氣

14、次數，次/h； G 室內單位容積發塵量，pc/(m3.min)； N 室內潔凈度級別允許含塵濃度，pc/m3； Ns 送風含塵濃度，pc/m3； a 安全系數，見表3.6-13。37（2）不均勻分布計算方法 假設前提 影響因素 氣流組織、送風口數量和形式、換氣次數 計算公式sNNGn 60（3.6-10）（3.6-9）nnv式中 nv 按不均勻分布計算的潔凈室換氣次數，次/h； 不均勻系數，見表3.6-14（頂送下回）。38補充：送風含塵濃度計算（近似式） Ns = M (1- s)(1-zx) + N s (1- zh) 式中 M 、N 新風、回風含塵濃度， pc/m3； s 回風比； (1

15、-zx、h) 新、回風所經過的所有過濾器總穿透率。 案例計算要用到NsNM與新風粒子濃度相比，回風粒子濃度可以忽略，故可采用近似式。具體看題目條件。394. 單向流潔凈室計算單向流潔凈室計算 單向流潔凈室適用條件 送風量計算 按斷面面積乘已斷面風速計算 GB50073-2013潔凈廠房設計規范空氣潔凈度等級氣流流型平均風速（m/s）換氣次數（h-1）13單向流0.30.5-4、5單向流0.20.4-6非單向流-50607非單向流-15258、9非單向流-1015405. 非單向流潔凈室計算非單向流潔凈室計算 按照前面均勻或不均勻計算方法（例題）6. 輻流流潔凈室（也稱斜流、矢流）41 設計工業

16、區6級潔凈室，控制粒徑0.5m，2組過濾器組的總效率分別為1z=99.99%、 2z=99.999%，單位容積發塵量G = 2104pc/min.m3，新風比（1- S）=0.3，求不同z下的換氣次數nv。 解：6級為非單向流，按不均勻分布計算（ nv ） 查表3.6-11 工業區 M = 30107pc/m3 求不同過濾器組的送風含塵濃度： Ns = M（1- S）（1- z） N1s = 0.330107（1-0.9999）= 9000 pc/m3 N2s = 0.330107（1-0.99999）= 900 pc/m3 6 級潔凈室的N = 35200 pc/m3（表3.6-1） 關于潔

17、凈室計算例題關于潔凈室計算例題42用均勻分布計算式3.6-9分別求換氣次數： n1= 60 2104 / (35200- 9000) = 45.8 次/h n2= 60 2104 / (35200- 900) = 35 次/h查表3.6-14得不同換氣次數下的不均勻系數 （非整數時用插入法求）1= 1.13 2= 1.18 用式3.6-10分別求換氣次數nv： nv1 = 1.13 45.8 = 51.8 次/h nv2 = 1.18 35 = 41.3 次/h分析：不同過濾效率與換氣次數的關系437. 潔凈室的送風量、回風量潔凈室的送風量、回風量（1）送風量應取下列三項中的最大值 潔凈度等級

18、要求的送風量（換氣次數） 按室內熱濕負荷計算的送風量 必要的新風量（新風量取值） （2）回風量 回風量 = 送風量 （排風量 滲透風量） 正壓潔凈室取“+”，負壓潔凈室取“-” 用風量平衡概念分析（工程中近似用體積流量）443.6.4 室壓控制1. 正壓潔凈室、負壓潔凈室正壓潔凈室、負壓潔凈室 應用2. 壓差值壓差值（規范6.2.2） 不同等級的潔凈室之間不宜小于5Pa，潔凈區與非潔凈區之間不應小于5Pa ，潔凈區與室外的壓差，不應小于10Pa （新版 GMP要求不同級別之間為不小于10Pa） 這是最小壓差值的要求，實際應用有高于此值的，但過高也不好 風速較大時的修正（3.6-11）、表3.6-16453. 滲透風量計算滲透風量計算 計算法 Q = a （q l） （3.6-12）式中 Q 滲透風量，m3/h； a 安全系數，取1.11.2； q 一定壓差下單位縫隙長度滲透風量，m3/h.m； l 縫隙長度，m。 難點：q 值的確定 換氣次數法 參考數值 實際上要靠系統調試來實現要求壓差 46潔凈室正壓值與對應的正壓換氣次數參考值 474. 壓差控制壓差控制 基本原理 送風量 = 回風量 + 排風量 滲透風量 對于正壓潔凈室 送風量 回風量 + 排風量 差額部分即滲