浅谈洁净空调的设计

梁占成 吕 品

（大连港口设计研究有限公司，辽宁 大连 116000）

为了使洁净室内保持所需要的温度湿度、风速、压力和洁净度等参数，最常用的方法是向室内不断送入一定量经过处理的空气，以消除洁净室内外各种热湿干扰及尘埃污染。为获得送入洁净室具有一定状态的空气，就需要一整套设备对空气进行处理，并不断送入室内，又不断从室内排出一部分来，这一整套设备就构成了洁净空调系统。

1 洁净室的设计探讨

洁净室(Clean Room)，亦称为无尘室或清净室，是指将一定空间范围内之空气中的微粒子、有害空气、细菌等之污染物排除，并将室内之温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内，而所给予特别设计之房间。亦即是不论外在之空气条件如何变化，其室内均能具有维持原先所设定要求之洁净度、温湿度及压力等性能之特性。

洁净室最主要之作用在于控制产品 (如硅芯片等)所接触之大气的洁净度及温湿度，使产品能在一个良好之环境空间中生产、制造，此空间我们称之为洁净室。

洁净室主要是通过空气量的循环来过滤空气中的尘埃、细菌等，实现对空气中非生物粒子和生物粒子的控制，达到洁净的标准。因此需要有足够的风量来保证室内的洁净度。洁净室的风量一般按照室内换气次数来计算，通常是10倍，甚至几十倍，尤其是单向流洁净室，换气次数达到房间体积的几百倍。

大风量对空气处理机组的强度是个考验，目前市面上常见的空气处理机组的都是采用铝合金框架结构、方钢结构的比较多，如果面板的厚度和框架的强度不够，容易造成空气处理机组变形，特别是医用空气处理机组，一般要采用正压设计，如果面板和框架固定不够，就有可能会出现面板飞出砸人的恐怖现象。所以洁净用空气处理机组首先要满足高强度的要求，目前市面上常见的面板厚度有30mm和50mm，也有一些厂家率先推出60mm的面板的高端机组，相信在洁净场合将得到广泛的应用。

洁净室一般至少要采用初、中、高三级过滤器过滤，而这三级过滤器的阻力加起来就有700～800帕左右，洁净室一般也要采用集中送、回风的方式，以保证维持洁净室的正负压调节的要求，所以洁净室的管道阻力一般比普通空调的要多一倍以上。需要克服这些阻力，就要求空气处理机组的送风机有足够的压头，所以洁净室的空气处理机组的送风机组一般采用后弯机翼型的风机，或者是无窝壳的风机，才能达到足够高送回风压头。

洁净室的温湿度控制的精度是为了满足工艺要求，而一般空调通风房间是为了满足人员等的舒适度。如在某些电子产品的制造中，对温湿度的控制要求非常严格，在医用和实验动物等方面，对温湿度的控制精度也有明确的要求。为了实现恒温恒湿，那么要求空气处理机组中至少要具备制冷、制热、加湿、除湿等功能段，而且需要精密控制的方式；如换热器要采用高效率的亲水翅片，并且水流量采用比例积分控制，加湿量也要采用比例积分或者是PID调节的方式，以便实现更高的控制精度。由此带来的造价提高，也是可想而知的。

无论是电子厂房还是隔离病房、制药厂、实验动物室等，为了防止粉尘、细菌扩散到其他的洁净区域，还是为了防止病毒细菌的扩散引起交叉感染，洁净房间的正负压控制非常重要，特别是在医用场合需要防止放射性尘埃、有害气体、臭气及细菌向外扩散，准确有效的控制正负压极其关键。实际工程应用中，工业洁净室和一般生物洁净室都是采用正压维持，但对于使用有毒、有害气体或使用易燃易爆溶剂以及其他有特殊要求的生物洁净室则采用负压控制。要想有准确的压差控制值，在洁净室空气处理机组要求要有较低的漏风率，才能有较高的控制精度。

无论是满足工艺设计要求的工业洁净室，还是满足医用、制药、实验动物等的生物工程，共同的特点是要满足无尘，这将靠一套良好的空气过滤系统来完成。洁净技术对微生物、尘埃等的控制程度，主要取决于过滤器的性能。洁净室一般至少要经过三级过滤，空气处理机组配备初、中效过滤器，送风末端配高效过滤器。空气过滤器需要有良好的品质，一旦发生泄漏，就再也不可能达到洁净的可能。除了本身不能有任何的泄漏，过滤器在空调箱的密封也要引起注意。

2 FFU的设计应用

FFU为英文缩写，全称为 Fan Filter U－nits,中文意思为“风机滤器单元（机组）”。也就是将风机和过滤器（高效过滤器（HEPA）或超高效过滤器（ULPA））组合在一起构成自身提供动力的末端净化设备。确切地说是一种自带动力、具有过滤功效的模块化的末端送风装置。风机从FFU顶部将空气吸入并经HEPA过滤，过滤后的洁净空气在整个出风面以0.45m/s±20%的风速均匀送出。

FFU已成为现代净化空调设计中出现频率相当高的一个。以下，我来简单说下，FFU的特点：

FFU净化级别：静态100级；FFU风速为：0.3/0.35/0.4/0.45/0.5m/s，FFU 噪音≤60dB，FFU电源为220V，50Hz；箱体结构选用优质铝板，具有重量轻、抗腐蚀、防锈、美观大方的优点；采用选用高效离心式风机，寿命长、低噪声、免维护、震动小；采用特殊的流道及均流系统设计，具有噪音低，风速均匀的特点；重量轻，采用模块化安装方式，使安装、更换过滤器及维修更加方便；FFU可以节省空间，解决洁净室吊顶顶端维修空间狭小的问题。FFU是自带动力的，它不受区域太多的限制，可根据生产需要，分区控制，实现计算机群控及遥控功能；缩短建设周期。FFU系统节能显著，从而解决了空调机房庞大、空调机组运行费用增高的集中送风的缺点。使用FFU减少制作与安装风管所占的大量时间；结构简单、安全可靠，使用、维护方便；FFU减少运行成本。FFU在后期运行与维护中简单、方便；可分区控制管理、节能，真正符合目前提倡的低碳化要求；FFU独立性的结构特点，可随时调整，弥补洁净室机动性不足，从而解决了生产工艺不宜调整的缺点。FFU特别适合组装成超净生产线，可根据工艺需要布置为FFU单台使用，也可以FFU多台组成100级流水装配线。因此，FFU在洁净空调工程中被广泛的使用。

3 其他设计应用

除了上面所述部分，洁净空调通常还包括风淋室、送风、排风、配套净化建筑等部分。这里由于篇幅所限，就不一一叙述了。

总之，净化空调的使用，无论是改造，还是改建，由于不用专用的空调机房，所以选择设置场所的自由度大，使您可有效的布置您宝贵的空间，同时FFU可以广泛的用于医院的候诊室，医护人员办公室，洁净实验室，洁净机房，休息室等场所，解决空气洁净的问题。

[1]《采暖通风与空气调节设计规范》强制性条文 GB50019－2003.

[2]《医药工业洁净厂房设计规范(1996)》.

[3]简明空调设计手册.中国建筑工业出版社.1998年12月.