為保證室內(nèi)空氣的溫度、濕度、流速及潔凈度等滿足工藝要求和人員的舒適度要求,就必須設(shè)計合理的氣流組織,使室內(nèi)空氣的流動符合潔凈室設(shè)計要求。
潔凈室的氣流組織與一般空調(diào)的氣流組織方式不同。而潔凈室氣流組織的主要任務(wù),是供給足量的清潔空氣,稀釋并替換室內(nèi)所產(chǎn)生的污染物質(zhì),使室內(nèi)潔凈度保持在允許范圍之內(nèi)。一般空調(diào)房間多采用亂流度大的氣流組織形式,利用較少的通風(fēng)量盡可能提高室內(nèi)的溫、濕度場的均勻程度,使送風(fēng)與室內(nèi)空氣充分混合,形成均勻的溫度場和速度場。
潔凈室氣流組織設(shè)計應(yīng)遵循以下要點(diǎn):
一、單向氣流組織設(shè)計要點(diǎn)
(1)防止過濾器漏泄
如果過濾器漏泄,應(yīng)使單向流氣流組織的優(yōu)點(diǎn)受到損壞,所以應(yīng)力求避免。
(2)確保室內(nèi)送風(fēng)氣流均勻
提高過濾器的滿布率,以減少邊框盲區(qū)的影響。
(3)提高送風(fēng)速度的均勻性
造成送風(fēng)速度不均勻的原因有過濾器和靜壓箱壓力不均以及向靜壓箱送風(fēng)的速度太大等。克服送風(fēng)不均的主要措施有:
①嚴(yán)格選用高效過濾器,安裝時應(yīng)根據(jù)各臺過濾器阻力大小進(jìn)行合理調(diào)配,使送風(fēng)面上各過濾器之間每臺過濾器阻力和各臺平均阻力小于5%。
②過濾器下方設(shè)阻尼層,甚至設(shè)不均勻阻尼層,加大靜壓箱高度,大于800mm更好。
③改集中管道給靜壓箱進(jìn)風(fēng)為分散管道進(jìn)風(fēng)。
④如果進(jìn)風(fēng)速度太大或只能單側(cè)進(jìn)風(fēng),則可在進(jìn)風(fēng)口附近的過濾器上安裝可調(diào)擋板,也可增加靜壓箱內(nèi)阻力,在出口不遠(yuǎn)處設(shè)多孔板。
(4)提高回風(fēng)口速度的均勻度
在送風(fēng)管上采取的措施可以用到回風(fēng)管上,如分散風(fēng)管、設(shè)調(diào)節(jié)閥、在回風(fēng)口安裝阻尼布,把回風(fēng)速度降到5m/s以下,調(diào)節(jié)地面開口比等等。
二、非單向流氣流組織設(shè)計要點(diǎn)
(1)保持正壓
①加壓空氣量
潔凈室內(nèi)加壓空氣量主要決定于滲漏風(fēng)量,若以換氣次數(shù)表示加壓風(fēng)量,可參考下表,在概算時,換氣次數(shù)取2-3次。
②加壓控制
加壓程度要考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,開門是否方便等因素,一般控制和鄰室壓差在5-20Pa(0.5-2 mmH2O)范圍內(nèi)。
(2)局部發(fā)塵的控制
亂流潔凈室內(nèi)由于氣流是亂流,粉塵可以擴(kuò)散到任何地方,如果局部地點(diǎn)發(fā)塵而平均地影響全局,是很不好的,即使增加很多換氣次數(shù),效果也不明顯。最好的辦法是從局部氣流組織的處理上著眼,對局部發(fā)塵設(shè)備加以圍擋和進(jìn)行局部排風(fēng)。
(3)風(fēng)機(jī)壓頭選擇
過去習(xí)慣按過剩的原則來選擇風(fēng)機(jī)壓頭,這并不合適,過濾器實際運(yùn)行的風(fēng)量都小于額定風(fēng)量,若按過濾器阻力2倍選風(fēng)機(jī),使開始時風(fēng)機(jī)壓頭富裕大多,風(fēng)量和風(fēng)速太大,如果把閥門關(guān)得太小,則又要產(chǎn)生很大的噪聲,所以當(dāng)系統(tǒng)阻力可以作比較細(xì)的計算時,粗效至高效過濾器的終阻力可按初阻力分別加50~120Pa來計算,如果系統(tǒng)阻力不便計算或為了估算也可以用2倍初阻力的習(xí)慣方法。
(4)風(fēng)機(jī)的選擇
應(yīng)選用高效率、低噪聲的風(fēng)機(jī),重要的是工作點(diǎn)應(yīng)選在風(fēng)機(jī)性能曲線中傾斜度較大的部分,且此性能曲線也盡量選用陡斜的,而不選用平坦的,這樣風(fēng)壓變化較大時風(fēng)量變化較小,不致有大的影響。
氣流組織設(shè)計驗證
氣流組織是潔凈室設(shè)計時應(yīng)考慮的一個重要方面,采用CFD仿真技術(shù)針對潔凈室氣流組織進(jìn)行仿真模擬分析評估,是對設(shè)計方案仿真驗證的重要手段。借助CFD計算機(jī)虛擬實驗將結(jié)果可視化,“事前”查看實際工況下的氣流情況(包括流速、壓力、溫濕度、空氣齡、空氣新鮮度等),并可快速定位問題,為設(shè)計方案調(diào)整提供優(yōu)化方向,從而提高工程施工質(zhì)量、縮短周期、降低潔凈室成本投資等。以下案例圖片由CLABSO模擬計算提供:
潔凈室壓力云圖(上)空氣齡分布圖(左中)速度矢量圖(右中)整體溫度圖(下)
潔凈室整體含濕量云圖(上)氣流偏轉(zhuǎn)角云圖(下)
CLABSO是中源廣科自主開發(fā)的一款專業(yè)面向工程師、設(shè)計師和建筑師應(yīng)用于HVAC領(lǐng)域的研發(fā)設(shè)計輔助軟件。在虛擬環(huán)境下,可精確地模擬空氣流動、傳/散熱和污染等物理現(xiàn)象,準(zhǔn)確地分析通風(fēng)系統(tǒng)的空氣流動、空氣質(zhì)量、傳/散熱、污染和舒適度等問題。從而縮短產(chǎn)品設(shè)計到制造的轉(zhuǎn)化的時間,并且提高產(chǎn)品的可靠性與成功率。CLABSO的使用能夠為您提高設(shè)計效率、減少設(shè)計風(fēng)險、降低研發(fā)成本。