《空氣潔凈技術(shù)培訓(xùn)》ppt課件

1、第六節(jié) 空 氣 潔 凈 技 術(shù)屬第三章“空氣調(diào)理的內(nèi)容之一2021年7月17日關(guān)于空氣干凈技術(shù)的根本概念 參照國(guó)標(biāo)GB50072-2001的相關(guān)定義 干凈室clean room 空氣懸浮粒子濃度受控的房間 。它的建造和運(yùn)用應(yīng)減少室內(nèi)誘入、產(chǎn)生及滯留粒子。室內(nèi)的其他有關(guān)參數(shù)如溫度、濕度、壓力等按要求進(jìn)展控制 干凈區(qū)clean zone 空氣懸浮粒子濃度受控的限定空間。它的建造和運(yùn)用應(yīng)減少室內(nèi)誘入、產(chǎn)生及滯留粒子。室內(nèi)的其他有關(guān)參數(shù)如溫度、濕度、壓力等按要求進(jìn)展控制。干凈區(qū)可以是開(kāi)放式或封鎖式 定義的要點(diǎn) 1干凈室以空氣中懸浮粒子濃度為主要控制對(duì)象，明確了空氣干凈技術(shù)的根本特征，也是干凈室級(jí)別劃分

2、的主要根據(jù)2指明了空氣干凈技術(shù)所根據(jù)的根本原理，即：防止粒子從外部進(jìn)入室內(nèi)；防止室內(nèi)產(chǎn)生粒子；及時(shí)排除已進(jìn)入室內(nèi)的或從室內(nèi)產(chǎn)生的粒子3明確了根據(jù)不同的運(yùn)用要求及控制級(jí)別對(duì)其它有關(guān)參數(shù)的控制要求 上述定義與ISO14644國(guó)際規(guī)范的定義是一致的 干凈室的分類(lèi) 1按效力對(duì)象分 工業(yè)干凈室ICR微電子、平板顯示器、精細(xì)加工制造等 生物干凈室BCR醫(yī)療、制藥、生物、食品、日用化工等 2按室內(nèi)氣流方式分 3按干凈室建造方式分 4按凈化空調(diào)系統(tǒng)方式分 主要控制對(duì)象 ICR懸浮粒子少數(shù)要求AMC BCR微生物 微生物依靠于懸浮粒子之上，故根本控制原理與ICR一致 GMP1998干凈室區(qū)空氣干凈度級(jí)別 干凈度

3、 cleanliness 以單位體積空氣中懸浮粒子的數(shù)量允許顆粒數(shù)來(lái)區(qū)分的干凈程度。 以前習(xí)慣采用英制單位顆/立方英尺pc/ft3，自國(guó)際規(guī)范公布后，應(yīng)采用國(guó)際單位制顆/立方米pc/m3 單向流 unidirectional airflow 沿單一方向呈平行流線(xiàn)并且橫斷面上空氣流速一致的氣流 以前曾習(xí)慣地稱(chēng)為“層流，但由于它實(shí)踐上并不是流膂力學(xué)中所規(guī)定的“層流，所以如今定義為“單向流。根據(jù)工程中的運(yùn)用方式可以包括“垂直單向流和“程度單向流 垂直單向流非單向流 非單向流 non-unidirectional airflow 凡不符合單向流定義的其他氣流流型 在實(shí)踐工程中還可以將單向流和非單向流氣

4、流流型組合運(yùn)用，稱(chēng)為“混合流 粒徑 particle size 由給定的粒子尺寸測(cè)定儀響該當(dāng)量于被測(cè)粒子等效的球體直徑 實(shí)踐粒子大多不是規(guī)范的球形，同一種粒子用不同的測(cè)定儀器和測(cè)定方法測(cè)得的粒徑是不一樣的各種非單向流方式 干凈任務(wù)區(qū) clean working area 指干凈室內(nèi)離地面高度0.81.5m除工藝特殊要求外的區(qū)域 高效過(guò)濾器 HEPA high efficiency particulate air filter 超高效過(guò)濾器 ULPA ultra low penetration air filter 留意國(guó)標(biāo)GB50072-2001與GB/T54-2021的定義不同 GB5007

5、2-2001 HEPA在額定風(fēng)量下，對(duì)于粒徑大于等于0.3 m粒子的捕集效率在99.9%以上及氣流阻力在250Pa以下的空氣過(guò)濾器 ULPA在額定風(fēng)量下，對(duì)于粒徑0.10.2 m粒子的捕集效率在99.999%以上及氣流阻力在280Pa以下的空氣過(guò)濾器 目前曾經(jīng)有阻力小于100Pa的HEPA 和ULPA GB/T54-2021 HEPA用于進(jìn)展空氣過(guò)濾且運(yùn)用GB/ T6165規(guī)定的鈉焰法檢測(cè)，過(guò)濾效率不低于99.9%的空氣過(guò)濾器 ULPA用于進(jìn)展空氣過(guò)濾且運(yùn)用GB/ T6165規(guī)定的鈉焰法檢測(cè)，過(guò)濾效率不低于99.999%的空氣過(guò)濾器 GB/T14295-2021 按規(guī)范規(guī)定的方法，用對(duì)于大于等

6、于0.5m微米粒子的記數(shù)效率數(shù)值來(lái)劃分見(jiàn)后表 亞高效過(guò)濾器 sub-HEPA 高中效過(guò)濾器 high efficiency filter 中效過(guò)濾器 medium efficiency filter 粗效過(guò)濾器 roughing filter 不能稱(chēng)初效 靜電過(guò)濾器 electric air filter 靜電過(guò)濾器普通不能作為凈化空調(diào)系統(tǒng)的末端過(guò)濾器 凈化空調(diào)與普通空調(diào)的主要區(qū)別 1壓力控制 2多級(jí)過(guò)濾 3氣流組織 4換氣次數(shù)送風(fēng)量 5負(fù)荷特性一、空氣干凈度等級(jí)一空氣干凈度規(guī)范 規(guī)范開(kāi)展的歷史1.美國(guó)聯(lián)邦規(guī)范FS209系列 從1963年開(kāi)場(chǎng)到1992年最終版FS209E FS209E之前只采

7、用英制單位，209E添加了國(guó)際單位制 2001年11月29日FS209E已宣布取消FS209E浮游粒子干凈等級(jí) 表3.6-1 以空氣中粒徑0.5m的粒子允許數(shù)量為分級(jí)規(guī)范 當(dāng)采用國(guó)際單位時(shí)，等級(jí)的稱(chēng)號(hào)為每 m3 空氣中最大允許粒子數(shù)的常用對(duì)數(shù)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(shù)為3530顆，而3530的常用對(duì)數(shù)值為3.55，所以命名為M3.5級(jí) 假設(shè)采用英制單位，等級(jí)的稱(chēng)號(hào)為每 ft3 空氣中最大允許粒子數(shù)值。例如：上述M3.5級(jí)對(duì)應(yīng)為每 ft3 空氣中大于等于0.5m粒徑的最大允許粒子數(shù)為100顆，所以命名為100級(jí)。 工程中常用的10、100、1000、十

8、萬(wàn)等級(jí)別的稱(chēng)謂均為英制單位2.國(guó)際規(guī)范國(guó)際規(guī)范ISO146441 以空氣中粒徑0.1m的粒子允許數(shù)量為分級(jí)規(guī)范 等級(jí)的稱(chēng)號(hào)為每 m3 空氣中最大允許粒子數(shù)以10為底的指數(shù)3.國(guó)家規(guī)范GB50073-2001所采用的干凈度級(jí)別等同于ISO146441 上表中的數(shù)字四舍五入為3位有效數(shù)字4.對(duì)于規(guī)范中未給出的中間粒徑粒子允許值可以經(jīng)過(guò)規(guī)范所提供的線(xiàn)算圖查得或用計(jì)算式計(jì)算 聯(lián)邦規(guī)范 FS209E線(xiàn)算圖國(guó)際單位制 計(jì)算式國(guó)際單位制：Pc/m3 = 10M(0.5/D)2.2 3.6-1英制單位制：Pc/ft3 = Nc(0.5/D)2.2 3.6-2 國(guó)際和國(guó)家規(guī)范 3.6-3 式中 Cn 大于等于所

9、要求粒徑的允許值，四舍五入后有效數(shù)字不超越3位，pc/m3； N 干凈度等級(jí)，數(shù)字從19，最小遞增量為0.1； D 要求的粒徑，m。 留意與FS209E計(jì)算式的區(qū)別08. 21 . 010DCNnISO146441規(guī)定的級(jí)別規(guī)范圖 二空氣干凈度等級(jí)的表示方法1.長(zhǎng)期習(xí)慣采用的英制表示方法 如100級(jí)、1000級(jí)、100000級(jí)等生物干凈室領(lǐng)域還在合法運(yùn)用2.改良的英制表示方法 如0.1m10級(jí)、 0.1m100級(jí)等 上述表達(dá)方法均有缺陷且已不合法3.國(guó)際規(guī)范 等級(jí)級(jí)別 / 所處形狀 / 所思索的粒徑 例如：ISO 4級(jí) / 動(dòng)態(tài) / 0.2 m2370 Pc/m3， 1 m83 Pc/m34.

10、國(guó)家規(guī)范未明確規(guī)定三室內(nèi)環(huán)境形狀1.空態(tài) as-built 干凈室設(shè)備曾經(jīng)建成，一切動(dòng)力接通并運(yùn)轉(zhuǎn)，但無(wú)消費(fèi)設(shè)備、資料及人員2.靜態(tài) at-rest 干凈室設(shè)備曾經(jīng)建成，消費(fèi)設(shè)備已安裝，并按業(yè)主及供應(yīng)商贊同的形狀運(yùn)轉(zhuǎn)，但無(wú)消費(fèi)人員3.動(dòng)態(tài) operational 設(shè)備以規(guī)定的形狀運(yùn)轉(zhuǎn)，有規(guī)定的人員在場(chǎng)，并在商定的情況下進(jìn)展任務(wù) 4.國(guó)標(biāo)規(guī)定：空氣干凈度等級(jí)所處形狀應(yīng)與業(yè)主協(xié)商確定四動(dòng)靜比干凈室開(kāi)工驗(yàn)收大多采用“靜態(tài)實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)為“動(dòng)態(tài)用“動(dòng)靜比動(dòng)態(tài)的室內(nèi)空氣含塵濃度與靜態(tài)室內(nèi)空氣含塵濃度的比值預(yù)測(cè)實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的室內(nèi)干凈度動(dòng)靜比的參考數(shù)值 五干凈度等級(jí)的有關(guān)計(jì)算表3.6-3 根據(jù)知條件，運(yùn)用相關(guān)公式，

11、留意單位制 1 ft3 = 0.0283 m3 1 m3 = 35.3 ft3表3.6-4與3.6-5直接給出有關(guān)指數(shù)計(jì)算的答案，簡(jiǎn)化解題任務(wù)【例3.6-1】0.5m粒子濃度為50Pc/ft3的含塵濃度分別相當(dāng)于FS209E的國(guó)際單位制和英制多少級(jí)解: 用英制單位，即為50級(jí) 公制單位用3.6-1計(jì)算 50 Pc/ft3 = 5035.3 = 1765 Pc/m3MM105 . 05 . 01017652 . 22 . 32467. 31765lgM【例3.6-2】 0.3m100級(jí)分別相當(dāng)于FS209E的國(guó)際單位制和英制多少級(jí) 解： 100Pc/ft3 = 10035.3 = 3530 Pc

12、/m3 公制單位用3.6-1計(jì)算077. 3103 . 05 . 01035302 . 2MM M = lg(3530/3.077) = 3.059 3.1英制單位用3.6-2計(jì)算3 .3326.33007. 3/100007. 33 . 05 . 01002 . 2NcNcNc二、空氣過(guò)濾器一空氣過(guò)濾器規(guī)范、分類(lèi)1.國(guó)家規(guī)范 GB/T14295-2021 GB/T54-2021 其他國(guó)家和地域的有關(guān)規(guī)范 各國(guó)分類(lèi)法的對(duì)照 圖3.6-1各種過(guò)濾器的方式有隔板與無(wú)隔板過(guò)濾芯二空氣過(guò)濾器防火等級(jí)新老規(guī)范的表達(dá)方式不同分濾料、分隔板和邊框三部分不同級(jí)別要求不同，級(jí)別越高要求越嚴(yán)三空氣過(guò)濾器性能1.面

13、風(fēng)速額定風(fēng)量 實(shí)踐運(yùn)用風(fēng)量應(yīng)小于額定風(fēng)量2.效率幾種效率表達(dá)方法干凈室計(jì)算用計(jì)數(shù)效率串聯(lián)總效率 計(jì)算式同通風(fēng)，但要闡明對(duì)應(yīng)的粒徑，本質(zhì)上是對(duì)應(yīng)分級(jí)效率的串聯(lián)計(jì)算3.阻力 GB/T14295-2021定義初阻力 額定風(fēng)量下未積塵過(guò)濾器的阻力終阻力 額定風(fēng)量下阻力可到達(dá)的規(guī)定值兩者的關(guān)系 GB/T14295-2021建議終阻力 = 2倍初阻力； GB/T54-2021未見(jiàn)詳細(xì)規(guī)定 GB50073-2001建議高效空氣過(guò)濾器終阻力 = 1.52倍初阻力綜合思索運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用和改換過(guò)濾器費(fèi)用四空氣過(guò)濾器組合方式效率低的在前級(jí)普通要求有前級(jí)維護(hù)對(duì)干凈室干凈度起關(guān)鍵作用的是末級(jí)五空氣過(guò)濾器的安裝位置為防止已過(guò)濾

14、空氣由于系統(tǒng)滲漏而重新污染，故與普通空調(diào)系統(tǒng)有不同要求粗效 中效粗效中效高效干凈室六訂貨須知6.容塵量 額定風(fēng)量下達(dá)終阻力時(shí)的捕塵量8.類(lèi)型 刀口型9.檢漏 GB/T54-20216.3規(guī)定C、D、E、F類(lèi)及用于生物工程的A、B類(lèi)應(yīng)在額定風(fēng)量下檢漏，8.1.1規(guī)定每臺(tái)出廠產(chǎn)品必需檢測(cè)七有關(guān)效率的計(jì)算留意對(duì)應(yīng)同一粒徑范圍運(yùn)用穿透率概念可以根據(jù)控制要求反算過(guò)濾器配置效率例題見(jiàn)講義三、氣流流型與送、回風(fēng)量一大氣含塵濃度 M pc/L1.表示方法計(jì)數(shù)、計(jì)重、沉降濃度干凈室計(jì)算主要用計(jì)數(shù)濃度2.計(jì)算值各地域相差很大有許多參考數(shù)據(jù) 如表3.6-13設(shè)計(jì)規(guī)范未規(guī)定參數(shù) 二室內(nèi)單位容積發(fā)塵量 Gpc/min.

15、m31.塵源人員、建筑資料、設(shè)備人員是室內(nèi)主要塵源2.單位容積發(fā)塵量綜合思索人員、建筑資料、設(shè)備的發(fā)塵量，折算為單位容積發(fā)塵量以便于計(jì)算 人員發(fā)塵量與著裝及動(dòng)作強(qiáng)度有關(guān)參考數(shù)據(jù) 表3.6-14三非單向流計(jì)算實(shí)際1.均勻分布計(jì)算實(shí)際假設(shè)前提以室內(nèi)粒子數(shù)量守恒推導(dǎo)出穩(wěn)態(tài)公式，簡(jiǎn)化為sNaNGn310603.6-7式中 n 干凈室送風(fēng)換氣次數(shù)，次/h； a 平安系數(shù)，見(jiàn)表3.6-15； N 室內(nèi)空氣含塵濃度，pc/L； Ns 送風(fēng)含塵濃度，pc/L。2.不均勻分布計(jì)算實(shí)際假設(shè)前提用不均勻系數(shù) 修正 nv = n 3.6-8式中nv 不均勻分布送風(fēng)換氣次數(shù)，次/h； 不均勻系數(shù)，見(jiàn)表3.6-16。3.

16、送風(fēng)含塵濃度計(jì)算 Ns M (1- s)(1-z) 3.6-9式中 s 回風(fēng)比； (1-z) 新風(fēng)所經(jīng)過(guò)的一切過(guò)濾器總穿透率。四單向流干凈室計(jì)算單向流干凈室適用條件送風(fēng)量計(jì)算 按斷面風(fēng)速計(jì)算 GB50073-2001五非單向流干凈室計(jì)算參見(jiàn)前表六輻流干凈室輻射流、斜流、矢流七干凈室的送風(fēng)量、回風(fēng)量1.送風(fēng)量干凈度等級(jí)要求的送風(fēng)量換氣次數(shù)按室內(nèi)熱濕負(fù)荷計(jì)算的送風(fēng)量必要的新風(fēng)量 三者取最大值2.回風(fēng)量 回風(fēng)量 = 送風(fēng)量 排風(fēng)量 浸透風(fēng)量 正壓干凈室取“，負(fù)壓干凈室取“+ 可以用風(fēng)量平衡概念分析近似用體積流量【例3.6-9】設(shè)計(jì)工業(yè)區(qū)N6級(jí)干凈室，控制粒徑0.5m，4組過(guò)濾器組的總效率分別為1z=

17、99.99%、 2z=99.999%、 3z=99.9995%、 4z=99.9999% ，單位容積發(fā)塵量G=2104pc/min.m3，新風(fēng)比1-s=0.3，求不同z下的換氣次數(shù)nv。解：查表3.6-13 工業(yè)區(qū)M=3105pc/L 用式3.6-9 求分別送風(fēng)含塵濃度 用均勻分布計(jì)算式3.6-7 分別求換氣次數(shù)，其中N查6級(jí)干凈室規(guī)范 查表3.6-16得不同換氣次數(shù)下的不均勻系數(shù) ，非整數(shù)時(shí)用插入法求 用式3.6-8分別求換氣次數(shù)nv分析：不同過(guò)濾效率與換氣次數(shù)的關(guān)系 不同末級(jí)過(guò)濾器系統(tǒng)受室外M影響的程度八計(jì)算四、室壓控制一正壓干凈室、負(fù)壓干凈室 運(yùn)用二壓差值不同等級(jí)的干凈室以及干凈區(qū)與非干

18、凈區(qū)之間的壓差，應(yīng)不小于5Pa ，干凈區(qū)與室外的壓差，應(yīng)不小于10Pa這是最小壓差值的要求，實(shí)踐運(yùn)用有高于此值的，但過(guò)高也不好假設(shè)室外風(fēng)速較大，要進(jìn)展風(fēng)壓修正三浸透風(fēng)量計(jì)算計(jì)算法 Q = a q l 3.6-11 式中 Q 浸透風(fēng)量，m3/h； a 平安系數(shù)，取1.11.2； q 一定壓差下單位縫隙長(zhǎng)度浸透風(fēng)量，m3/h.m； l 縫隙長(zhǎng)度，m。 難點(diǎn)：q值確實(shí)定換氣次數(shù)法 參考數(shù)值見(jiàn)教材和相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)如后表實(shí)踐上要靠系統(tǒng)調(diào)試來(lái)實(shí)現(xiàn)要求壓差 干凈室正壓值與對(duì)應(yīng)的正壓換氣次數(shù)參考值 四壓差控制根本原理 送風(fēng)量 = 回風(fēng)量 + 排風(fēng)量 浸透風(fēng)量 教材的表達(dá)中“大于是錯(cuò)誤的！對(duì)于正壓干凈室 送風(fēng)量 回風(fēng)量