设计洁净室时应注意的几个问题

 附近的曲线，即相当于额定风量以下的风量)，对于我们工程选择来讲，这样的差距是可以忽略不计的。从表1中也可以看出，在相同初阻力下，每种型号过滤器的Q/(H×W×D)值也均大致相等，即在图2中有一个相同的状态点。因此我们可以得出这样的结论：在不大于额定风量的前提下，常规高效空气过滤器的阻力—流量特性曲线可以用一条曲线来描述，并且成线形分布。也就是说只要知道一种型号的过滤器的阻力—流量特性曲线就可以知道其它型号的过滤器大致的特性曲线，又因为成线形的分布，只要知道曲线上的两点便可以确定该直线(因为我们知道该直线过坐标原点，因此只要知道一点即可方便的确定该直线，这一点可以用高效过滤器额定风量下的初阻力确定)，从而给过滤器的选择带来很大的方便。

表1、高效过滤器规格：

    由于高效过滤器的寿命T0是按照额定风量Q0下终阻力增加到等于初阻力的既定倍数（一般为2倍）时所使用的时间，此时高效空气过滤器的容尘量也达到了最大（也称标准容尘量P0），因此也可以认为高效过滤器的寿命T0是高效空气过滤器的容尘量达到了标准容尘量P0的时间。当过滤器在低风量Q1下运行时，此时Q1＜Q0,所以过滤器的寿命可以延长至T1，此时T1＞T0。T1和T0的关系可以用如下的关系式（1）计算：

    过滤器的阻力增值和积尘量的关系可以近似看成直线关系，在‘标准容尘量之下时或者阻力增值不超过初阻力值1倍时，产生的误差不大；如果滤速超过常规，或容尘量已经超过标准容尘量，阻力将随着积尘量的增加而更快地增加。’而且高效空气过滤器的积尘量P是与过滤器的通风量Q1成正比的，我们可以得出如下的结论：如果空调系统中过滤器的设计阻力不相近，即偏差比较大，则阻力大的将导致其过滤风量相对该型号过滤器额定风量偏大，因此积尘量也相应的加快，导致其阻力的增值也加快，从而过滤器的寿命也将减小，而阻力小的过滤风量相对较小，则寿命相对较长，造成一个空调系统中寿命不相同，给将来过滤器的更换带来麻烦，并随着积尘量的增加会产生新的系统不平衡。同样地而作为空调系统主要阻力的高效空气过滤器（高效过滤器的初阻力至少也有100Pa，相当于含局部阻力的普通空调风管的100m以上长度的阻力），选择阻力相近，对于运行调节并满足风量平衡同样具有重要意义。因此正如设计规范中所要求的那样，设计时‘设置在同一洁净区内的高效（亚高效、超高效）空气过滤器的阻力、效率宜接近’是非常有必要的。下面具体地说明以下过滤器的选择方法，首先要根据高效过滤器的设计使用寿命T1来选择，可以根据上面公式（1），可以很方便的计算出在设计使用寿命下过滤器的设计风量Q1。根据公式可以得到以下表格2：

表2高效过滤器不同风量下的寿命

    我们可以按照设计使用寿命10年，查表2选择55%额定风量作为设计风量来选择过滤器型号，由上面的分析可以知道按照高效过滤器的额定风量的百分比所选对应的过滤器的阻力必定相等。下面的主要任务变成了选择风量所对应的过滤器型号。下表3是作者经常使用的高效过滤器不同厚度、不同额定风量百分比下的风量（m3/h）。

表3高效过滤器不同额定风量百分比下的风量（铁框）

  表4实际工程中的风量计算表

　　我们以表4为例，该风量计算表是实际工程中的一例，我们按照实际送风量查表3中55%Q0风量所对应过滤器型号，该选择过程是一个试算的过程，如果现有的过滤器型号在55%风量下均能满足所有房间的送风量的要求，则停止试算;如果仅有少数房间不能满足，则可以选择比设计值大的型号中风量最小的那一档;如果大多数不能满足，则需要重新选择过滤器的寿命并重新计算所选过滤器额定风量的百分比，如可以选择50% Q0或60% Q0，继续试算直到满足前两条要求。最后可以通过设计风量除以其相应的过滤器特征尺寸(H×W×D)，看是否相近，不平衡率相差10%以内即可认为所选过滤器基本阻力平衡。表4中经过试算和校核，不平衡率在10%以内，达到设计要求。为了便于清楚理解，特编制了图3流程图以供参考。

3 洁净室送风量的确定：

    对于单个空调房间，洁净室的等级换气次数与热湿负荷所确定的换气次数进行比较，选择较大的换气次数即可;对于多个空调房间组成净化空调系统，每个房间的冷热负荷情况不一样，导致每个房间在该房间等级的换气次数下，所要求的送风状态点也不一样，而作为一个净化空调系统(净化空调系统的特点之一是经常不同级别的洁净室在同一个空调系统中)设计上要求必须有且仅有一个送风状态点，这时如果按满足主要操作间温湿度为前提，选择主要操作间的送风温差为系统送风温差，则往往主要操作间的冷负荷较大，因此所需的送风温差也较大，其它辅助房间的在其洁净等级换气次数下，会造成冷量过剩，房间过冷，给人以不舒适感;相反如果按满足大多数辅助房间(因为大多数辅助房间的冷热负荷较均衡)温湿度为前提，选择其送风温差(偏小)为系统送风温差，则往往主要操作间在大冷负荷的情况下，需要增加比洁净等级还要大的换气次数来满足操作间的温湿度，这样会给系统带来风量的增加，初投资也相应地加大。两种方式各有利弊，可以根据具体情况适当选择，或者可以两种方式混合使用，即送风温差选择一个两者之间的数值，以尽量满足设计和投资的要求。

表5实际工程中的风量计算表（室内设计温度tn=24±2℃）

　　具体的计算步骤如下：

    1、首先确定室内的设计温度tn±△(精度)。

    2、计算净化空调系统中各个洁净室的冷负荷Ii，并计算∑Ii。

    3、根据各洁净室净化等级确定送风量QDi，并计算∑QDi。

    4、确定每一个洁净室内的送风量Qi，并令Qi的初始值为QDi，∑Qi=∑QDi。

    5、根据∑Ii和∑Qi确定系统平均送风温差

∈tn±△的范围内吗? 　

    ⑴若所有洁净室均满足，则结束计算，得到了所求的计算风量。

    ⑵否之，则适当增加温度偏高的房间的换气次数，并回到4。

    我们同样以表4的工程数据来计算，经试算后得到表5，通过该表的计算得到以下有益结论：

    1、尽量选用洁净等级送风量QDi作为洁净室的送风量，以减小系统风量。

    2、在满足tn±△的范围的要求的情况下，尽量加大送风温差，即是换气次数最小。

    3、从表4中可以看出，各个冷负荷送风量QLi与送风量Qi相对偏差在±50%~60%的情况下，只要送风状态点选择的合适，其洁净室的温度也能控制在精度±△范围内。尽管各个房间的两种计算方法中存在偏差(有正有负)，但∑Qi和∑QLi应该是相等的，偏差小于1%。为了便于清楚理解，特编制了图4流程图以供参考。

　　图4流程图
　　

    4 结论：

    4.1高效空气过滤器是净化空调系统的满足净化等级的必备设备，正确地选择它，可以给过滤器带来合理的寿命，合理地控制净化空调系统的运行周期，并给净化系统的平衡调试带来方便。

    4.2净化空调系统风量计算的特殊性，决定了同一个净化空调系统各个洁净室的温度不能达到同一个设定值，因此如何正确选择送风状态点，校核洁净室在所选风量的基础上的室内温度是否满足精度要求成为必然。