非单向流洁净室洁净送风量计算探讨

王奇勋

摘  要：洁净室理论计算公式复杂，参数较多，容易混淆，为理顺各参数关系，明确了解各参数对于洁净风量的影响，文章通过具体算例，将复杂的公式计算拆解、剖析、简单化，方便工程师从设计角度，更好地理解其相关的各个参数，夯实理论基础，提升技术实力。

关键词：非单向流;洁净风量;理论计算;参数分析

中图分类号：TU834 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）22-0056-03

Abstract： The theoretical calculation formula of clean room is complex， there are many parameters， and it is easy to be confused. In order to straighten out the relationship of each parameter and clearly understand the influence of each parameter on clean air volume， this paper disassembles， analyzes and simplifies the complex formula through specific examples. It is convenient for engineers to better understand the relevant parameters from the design point of view， lay the theoretical foundation and enhance the technical strength.

Keywords： non-unidirectional flow; clean air volume; theoretical calculation; parameter analysis

1 概述

在高科技厂房建设领域，洁净室是其核心组成部分。洁净室空调的设计的水平会直接决定项目建设的成败和后续运营的效果。其中重要的一个环节即是计算洁净室的送风量。经过过滤处理送入洁净室内的清洁空气，除了要承担保证室内的温、湿度的送风量外，还要排除、稀释室内的污染物，以维持室内的空气洁净度，所以与一般房间的送风量计算方法不同。洁净室，不管是单向流，还是垂直层流，净化原理都是一样的，就是利用清洁空气稀释冲淡室内的污染物，从而达到所要求的空气洁净度等级。

GB50073-2013《洁净厂房设计规范》规定，洁净室的送风量应取下列三项中的最大值[1]：（1）满足空气洁净等级要求的送风量。（2）根据热、湿负荷计算确定的送风量。（3）按本规范第6.1.5条的要求向洁净室内供给的新鲜空气量。

对于洁净室，洁净等级需求的风量往往远大于温湿度及新鲜空气需求的风量。在洁净室建设中，空调投资往往站到机电投资的三分之一以上，而空调系统的投资和运营很大一部分取决于循环风量的处理，因此洁净室送风量的计算是设计工作中非常重要的环节之一，它直接影响洁净室建设费用的大小，以及后期运行费用的高低。

目前关于洁净风量的计算，没有详细的解释与比较，基本只是一笔带过，但由于公式复杂，参数较多，容易混淆，许多工程师不清楚计算方法，对相关影响参数认识模糊。希望通过本文的实例的研究分析，明确了解各个参数对于洁净风量的影响，夯实基础理论知识。

2 实例分析

根据风量平衡原理，结合图1所示的常见非单向流的洁净室系统模型，可知：

式中， Qs：洁净送风量，m3/h;V：洁净室体积，m3;G：洁净室的单位容积发尘量，个/（m3·min）;N：洁净室的含尘浓度，个/L;M：室外空气的含尘浓度，个/L;S：回风比，回风量与送风量之比;？浊h：回风通路上过滤器的总效率，？浊h=1-（1-？浊1）（1-？浊3）;？浊x：新风通路上过滤器的总效率，？浊x=1-（1-？浊1）（1-？浊2）（1-？浊3）。

从公式（1）中可以看出，室内含尘浓度、室外空气含尘浓度、回风比、过滤器效率等参数都影响洁净送风量，为分析各参数对于洁净度的影响，通过下面例题进行讨论。

某洁净室面积为40m2，层高2.5m，结晶等级为万级，总发尘量≥0.5μm的尘粒数为7.02×108pc/（m3·h），假定设置的送风过滤系统为三级，过滤效率分别为？浊1=20%，？浊2=40%，末级过滤器？浊f=99.995%，设定新风量Q0为总风量Qs的20%，即回风比r=0.8，室内相对于周边环境为正压。

2.1 室外不同污染物浓度对非单向流洁净室通风量的影响

2.1.1 当处于城市内时

按表1的推薦值，室外大气≥0.5μm的含尘浓度为M=3×108pc/m3，将M及其他参数代入式（1）可以得到

其中，

2.1.2 当在城市郊区时

2.1.3 当该洁净室地处非工业区或农村时

由以上计算结果可知，无论该洁净室地处工业城市内、工业城市郊区还是非工业区或农村，得到的洁净送风量相差甚微，即室外大气含尘浓度对洁净室的洁净风量影响很小。

2.2 不同回风比的影响

2.2.1 回风比为0工况

取特殊极端工况，假设该洁净室采用全新风，即回风量为0，S=0，则式（1）可简化为下式（2）：

以室外大气含尘浓度≥0.5μm为M=3×108pc/m3为例，代入式（2）

与前面计算比较可知，即使采用全新风方式，与采用部分新风的情况相差不大，约在1.8%左右，从工程角度，基本可以忽略。