恒温净化实验室建设重点难点分析及应对措施

傅尊金

（南京拓展科技有限公司）

1 高排风量的恒温净化实验室能耗过大

1.1 重点难点分析

C 级（10000 级）恒温净化实验室的实现，按相关规范要求，需要计算20～25次的换气次数，B 级（100 级）净化等级的实现需要50～70 次的换气次数，实验室需要0.5m/s 左右的面风速，由此折算出很大的换气次数，如果采用普通的送风方式，需要有选择非常庞大风量的空调箱。

1.2 解决方法

例如一个实验室的实验环境要求为20±1℃，湿度（60±10）%RH，净化等级为整体C 级（10000 级）、局部B 级（100 级），实验室内主要为精密仪器，从事项目为实验检测，同时需要通过不锈钢排气罩实现局部排风。综合考虑本项目的实验环境及节能、噪声要求，我们采用了局部满布百级层流罩（风机过滤机组）的方式实现局部B 级（100 级）的净化效果：

1) 新、回风经过AHU 初、中效两级过滤，送至回风静压箱；

2) 百级层流罩通过回风立柱从房间侧下方抽取室内空气至机组间静压箱空间内，通过风机送风压差使处理过的空气经过高效过滤器达到实验室；

3) 人流物流房间门设置互锁设置，有效的避免缓冲间进出门同开，产生的核心区域与室外环境交叉污染的风险；

4) 实验室维护结构处理好缝隙的打胶密封，防止与室外过多的气流交换。

1.3 方案优点

1) 避免净化空调机组冷量与风量太大，机组尺寸太大；

2) 减少风管的尺寸，满足室内吊顶夹层内净高要求；

3) 房间气流自循环，按规范补充舒适性新风，更加节能环保。

1.4 方案措施

（1）B 级（100 级）实验室吊顶龙骨系统

百级层流罩龙骨吊顶系统适用于局部层流系统，采用专门为百级层流罩吊装使用铝合金成品龙骨。

（2）百级层流罩施工技术条件

a.在洁净室安装百级层流罩时，室内必须保持密封，空调输送洁净的新风需要空吹72 小时，并且室内必须保持洁净，保持无粉尘，所有的龙骨都需要安装调平。

b.每组的安装人员都必须穿戴洁净服、洁净手套，以防止人为的污染百级层流罩或高效过滤器。

2 机组间噪声较大

2.1 重难点分析

根据《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国环境噪声污染防治法》，防治社会生活噪声污染相关要求，相关限值如下：

?

室内空调箱的噪声不经处理的情况下会达到65dB 以上。噪声对于人员工作时的舒适度会有较大影响。噪声主要由于机组运行时风机发出的风噪，其次是空调减震效果不佳造成的震动噪声。

2.2 解决措施：

（1）采用静音风机箱+消声器的设计，可以一定程度上降低噪声的传播。

空调风噪过大，是由于风机压头选型不合理，风量过大，需要配置合适型号的变频器，进行变风量控制。可以根据实际运行工况调节机组输入功率和频率，不仅可以降噪，还可以降低能耗

风速相对降低，在规范允许范围内贴下限设置风速，可以很大程度上降低风噪。

在空调系统设置消声器，可以有效降低系统噪声。

（2）过滤器设置压差传感器，可以实时显示过滤器淤堵情况，还可以避免因为过滤器过分拥堵造成的局部风速过高而产生的噪声。

根据人体舒适度及相关规范度噪声的限制要求。我们需要在空调系统的送、回风设计时考虑对其风速进行严格控制，避免因风速过大产生啸叫噪音。为了进一步达到消声效果，我们在空调机组加设消声段或者在机组的出风口安装消声静压箱、也可以在主风管增设消声器，大大的降低了实验室内的噪声，整体满足实验人员的舒适性要求。

设计压差的时候需要保证气流从洁净区向污染区流动的原则，结合规范要求合理设置压差梯度。

部分实验室（如通风柜）设备的启停会造成房间压力变化的时候，需要在排风设计的时候，设计设备与房间排风之间的切换，压差精度要求很高的时候，可以在房间设置压力传感器+管道设置变风量阀的技术手段，在压力发生变化的时候，房间采集压力数据反馈给PLC 与设定压力比较后反馈给变风量阀门，从而保证房间的压差恒定在设计范围内浮动。

（3）空调机组使用空气垫减震器，该种减振器由大直径螺丝固定孔、防护帽、压缩空气仓、充气嘴、防滑胶垫等组成。机组如果发生了明显的偏重现象,可根据重量调整减振器数量和间距,达到最佳的减振效果。

3 净化实验室压差的实现

3.1 重难点分析

设计压差时必须需考虑和保证气流组织，经处理后的空气从洁净区向污染区流动的原则，按相关规范要求合理设置压差梯度。

3.2 解决方法

部分有排风要求的实验室（如A2 级生物安全柜），设备的启停会造成房间压差瞬间变化，造成实验室内气流组织紊乱。需要在暖通自控设计时，在房间、通风管道设置压力传感器+管道设置变风量电动阀门，将风管压力实时变化的数据及房间采集压力数据反馈给PLC 与设定压力比较后从而保证房间的压差恒定，气流组织就能恒定，从而保证设计效果。

4 特殊工况时温湿度控制

4.1 重难点分析

高精密恒温净化实验室不同于普通舒适性空调，需要在任何工况时保证实验室内温湿度精度控制，即不管在梅雨季节还是冬季湿度较小的时候，实验室的温湿度也必须保证。

4.2 解决措施：

（1）在高精密恒温净化实验室中，空调系统可采用单点控制，即一台机组配置一套传感器，传感器可以记录采集室内实时温湿度数值，经过软件分析计算，对空调机组的风量及冷量进行精密控制，保证了实验室的温湿度精度。

对湿度控制应当采用绝对含湿量的控制方式。通过测量房间的温湿度值计算出房间内的空气绝对含湿量，与目标值进行对比，对送风温度与湿度精确控制，节约能源。

（2）根据实验室的温湿度精度要求，通过规范相关公式计算和要求，计算出准确的送风量并配置相应的冷热量，达到温度的精度要求

5 气流均匀性控制

5.1 重难点分析

在有排风的情况下需要保证局部的B 级（100 级）的气流均匀性

5.2 解决措施

为达到高精密恒温净化实验室洁净度及温湿度要求，保证室内的气流组织均匀顺畅，送回风口必须合理布置。高精密实验室的气流组织应采用上送侧下回的方式，即顶面百级层流罩送风，侧下方回风立柱回风（或排风）；此外，合理的回排风口布置会有效避免气流死角的产生，进一步保证洁净度达到要求。