РЕФЕРЕНТЕН ДИЗАЙН НА ВИСОКИ ЧИСТИ СТАИ

1. Анализ на характеристиките на високи чисти помещения

(1). Високите чисти помещения имат свои присъщи характеристики. Като цяло, високите чисти помещения се използват главно в постпроизводствения процес и обикновено се използват за сглобяване на голямо оборудване. Те не изискват висока чистота, а точността на контрол на температурата и влажността не е висока. Оборудването не генерира много топлина по време на производствения процес и има сравнително малко хора.

(2). Високите чисти помещения обикновено имат големи рамкови конструкции и често използват леки материали. Горната плоча обикновено не е лесна за носене на голямо натоварване.

(3). Генериране и разпределение на прахови частици. За високите чисти помещения основният източник на замърсяване е различен от този за общите чисти помещения. В допълнение към праха, генериран от хора и спортна екипировка, повърхностният прах представлява голяма част. Според данните, предоставени от литературата, генерирането на прах, когато човек е неподвижен, е 105 частици/(мин·човек), а генерирането на прах, когато човек се движи, се изчислява като 5 пъти по-голямо от това, когато човекът е неподвижен. За чисти помещения с нормална височина, генерирането на повърхностен прах се изчислява като генериране на повърхностен прах от 8 м2 земя, е еквивалентно на генерирането на прах от човек в покой. За високи чисти помещения пречиствателното натоварване е по-голямо в долната зона на дейност на персонала и по-малко в горната зона. В същото време, поради характеристиките на проекта, е необходимо да се вземе подходящ коефициент на безопасност за безопасност и да се вземе предвид непредвиденото замърсяване с прах. Генерирането на повърхностен прах на този проект се основава на генерирането на повърхностен прах от 6 м2 земя, което е еквивалентно на генерирането на прах от човек в покой. Този проект е изчислен на базата на 20 души, работещи на смяна, а генерирането на прах от персонала представлява само 20% от общото генериране на прах, докато генерирането на прах от персонала в общо чисто помещение представлява около 90% от общото генериране на прах.

2. Декорация на чисти помещения на високи цехове

Декорацията на чистите помещения обикновено включва подове, стенни панели, тавани, както и поддържаща климатизация, осветление, противопожарна защита, водоснабдяване и канализация и други елементи, свързани с чистите помещения. Съгласно изискванията, ограждащите конструкции на сградата и вътрешната декорация на чистите помещения трябва да използват материали с добра херметичност и малка деформация при промяна на температурата и влажността. Декорацията на стените и таваните в чистите помещения трябва да отговаря на следните изисквания:

(1). Повърхностите на стените и таваните в чистите помещения трябва да бъдат равни, гладки, без прах, без отблясъци, лесни за отстраняване на прах и с по-малко неравни повърхности.

(2). Чистите помещения не трябва да използват зидани и измазани стени. Когато е необходимо да се използват, трябва да се извършва суха работа и да се използват висококачествени мазилки. След измазване на стените, повърхността на боята трябва да се боядиса, като се избере боя, която е огнеупорна, без пукнатини, миеща се, гладка и не абсорбира лесно вода, не се разваля и не се образува мухъл. Като цяло, декорацията на чисти помещения се основава на по-добри прахово боядисани метални стенни панели като материали за вътрешна декорация. Въпреки това, за големи фабрики, поради високата височина на пода, монтажът на метални стенни панелни прегради е по-труден, с ниска здравина, висока цена и невъзможност за носене на тегло. Този проект анализира характеристиките на генериране на прах в чистите помещения в големи фабрики и изискванията за чистота на помещенията. Не са използвани конвенционални методи за вътрешна декорация с метални стенни панели. Епоксидно покритие е нанесено върху оригиналните стени на гражданското строителство. Не е монтиран таван в цялото пространство, за да се увеличи използваемото пространство.

3. Организация на въздушния поток във високи чисти помещения

Според литературата, за високи чисти помещения, използването на климатична система за чисти помещения може значително да намали общия обем на подавания въздух. С намаляването на обема на въздуха е особено важно да се възприеме разумна организация на въздушния поток, за да се постигне по-добър ефект на чиста климатизация. Необходимо е да се осигури равномерност на подавания и отвеждащия въздух в системата, да се намали вихрушката и завихрянето на въздушния поток в чистата работна зона и да се подобрят дифузионните характеристики на подавания въздушен поток, за да се даде пълна сила на ефекта на разреждане на подавания въздушен поток. Във високи чисти цехове с изисквания за чистота клас 10 000 или 100 000 може да се посочи концепцията за проектиране на високи и големи пространства за комфортна климатизация, като например използването на дюзи в големи пространства като летища и изложбени зали. С помощта на дюзи и странично подаване на въздух въздушният поток може да се разпръсква на голямо разстояние. Подаването на въздух чрез дюзи е начин за постигане на подаване на въздух, като се разчита на високоскоростни струи, издухвани от дюзите. Използва се главно в климатични помещения във високи чисти помещения или обществени сгради с висока височина на подовете. Дюзата използва странично подаване на въздух, като дюзата и изходът за обратен въздух са разположени от една и съща страна. Въздухът се изхвърля концентрирано от няколко дюзи, разположени в пространството, с по-висока скорост и по-голям обем. Струята се връща обратно след определено разстояние, така че цялата климатизирана зона е в зоната за обратен поток, а след това изходът за обратен въздух, разположен в долната част, я извлича обратно към климатичния агрегат. Характеризира се с висока скорост на подаване на въздух и голям обхват. Струята смесва силно въздуха в помещението, скоростта постепенно намалява и се образува голям завихрящ се въздушен поток, така че климатизираната зона получава по-равномерно температурно поле и поле на скоростта.

4. Пример за инженерен проект

Висока, чиста работилница (40 м дължина, 30 м ширина, 12 м височина) изисква чиста работна зона под 5 м, с ниво на пречистване статично 10 000 и динамично 100 000, температура tn = 22℃±3℃ и относителна влажност fn = 30%~60%.

(1). Определяне на организацията на въздушния поток и честотата на вентилация

Предвид характеристиките на употреба на това високо чисто помещение, което е с ширина над 30 м и няма таван, конвенционалният метод за подаване на чист въздух в работилницата е труден за изпълнение на изискванията за употреба. За осигуряване на температура, влажност и чистота на чистата работна зона (под 5 м) е използван метод за подаване на въздух с дюзи на слоеве. Устройството за подаване на въздух с дюзи за обдухване е равномерно разположено на страничната стена, а устройството за изпускане на връщащ се въздух с демпферен слой е равномерно разположено на височина 0,25 м от земята в долната част на страничната стена на работилницата, образувайки форма на организация на въздушния поток, при която работната зона се връща от дюзата и се връща от концентрираната страна. Същевременно, за да се предотврати образуването на мъртва зона по отношение на чистота, температура и влажност във въздуха в нечистата работна зона над 5 м, да се намали въздействието на студеното и топлинното излъчване от външния таван върху работната зона, да се отстранят своевременно праховите частици, генерирани от горния кран по време на работа, и да се използва пълноценно чистият въздух, разпръснат на повече от 5 м, в нечистата климатична зона са разположени редица малки лентови отвори за връщане на въздух, образувайки малка циркулираща система за връщане на въздух, което може значително да намали замърсяването от горната нечиста зона към долната чиста работна зона.

В зависимост от нивото на чистота и емисиите на замърсители, този проект приема честота на вентилация от 16 h-1 за чистата климатизирана зона под 6 m и приема подходяща вентилация за горната нечиста зона, с честота на вентилация по-малка от 4 h-1. Всъщност, средната честота на вентилация на цялата инсталация е 10 h-1. По този начин, в сравнение с чистата климатизация на цялото помещение, методът за подаване на чист въздух с многослойни дюзи не само по-добре гарантира честотата на вентилация на чистата климатизирана зона и отговаря на организацията на въздушния поток на инсталацията с голям обхват, но също така значително спестява обем на въздуха на системата, охлаждащ капацитет и мощност на вентилатора.

(2). Изчисляване на подаването на въздух към страничната дюза

Разлика в температурата на подавания въздух

Честотата на вентилация, необходима за климатизация на чисти помещения, е много по-висока от тази на общата климатизация. Следователно, пълноценното използване на големия обем въздух на климатизацията за чисти помещения и намаляването на температурната разлика на подавания въздух в потока на подавания въздух може не само да спести капацитет на оборудването и експлоатационни разходи, но и да направи по-благоприятно за осигуряване на точността на климатизация на климатизираната зона с чисти помещения. Температурната разлика на подавания въздух, изчислена в този проект, е ts = 6℃.

Чистото помещение има относително голям обхват, с ширина от 30 м. Необходимо е да се осигурят изискванията за припокриване в средната зона и да се гарантира, че работната зона на процеса е в зоната на обратен въздух. В същото време трябва да се вземат предвид изискванията за шум. Скоростта на подаване на въздух в този проект е 5 м/с, височината на монтаж на дюзата е 6 м, а въздушният поток се изпраща от дюзата в хоризонтална посока. В този проект е изчислен въздушният поток на подавания въздух в дюзата. Диаметърът на дюзата е 0,36 м. Според литературата, числото на Архимед е изчислено на 0,0035. Скоростта на подаване на въздух в дюзата е 4,8 м/с, аксиалната скорост в края е 0,8 м/с, средната скорост е 0,4 м/с, а средната скорост на обратния поток е по-малка от 0,4 м/с, което отговаря на изискванията за използване в процеса.

Тъй като обемът на подавания въздух е голям, а разликата в температурата на подавания въздух е малка, той е почти същият като изотермичната струя, така че дължината на струята е лесно да се гарантира. Според числото на Архимед може да се изчисли относителният обхват x/ds = 37 m, което може да отговори на изискването за 15 m припокриване на противоположния подаван въздушен поток.

(3). Третиране на климатичната система

Предвид характеристиките на големия обем на подавания въздух и малката разлика в температурата на подавания въздух при проектирането на чисти помещения, при метода за третиране на лятната климатизация се използва максимално рециркулиращият въздух, като се елиминира първичният рециркулационен въздух. Използва се максимален дял вторичен рециркулационен въздух, като свежият въздух се третира само веднъж и след това се смесва с голямо количество вторичен рециркулационен въздух, като по този начин се елиминира повторното нагряване и се намалява капацитетът и консумацията на енергия при работа на оборудването.

(4). Резултати от инженерни измервания

След завършването на този проект беше проведено цялостно инженерно изпитване. В цялата инсталация бяха разположени общо 20 хоризонтални и вертикални измервателни точки. Полето на скоростта, температурното поле, чистотата, шумът и др. на чистата инсталация бяха тествани при статични условия и действителните резултати от измерванията бяха сравнително добри. Измерените резултати при проектните работни условия са следните:

Средната скорост на въздушния поток на изхода за въздух е 3,0~4,3 м/с, а скоростта на съединението на двата противоположни въздушни потока е 0,3~0,45 м/с. Честотата на вентилация на чистата работна зона е гарантирана на 15 пъти/ч, а чистотата ѝ е измерена в рамките на клас 10 000, което отговаря добре на проектните изисквания.

Нивото на шум на ниво А в помещенията е 56 dB на изхода за обратен въздух, а в останалите работни зони е под 54 dB.

5. Заключение

(1). За високи чисти помещения с не много високи изисквания може да се използва опростена декорация, за да се постигнат както изискванията за употреба, така и изискванията за чистота.

(2). За високи чисти помещения, които изискват ниво на чистота само на зоната под определена височина да бъде клас 10 000 или 100 000, методът за подаване на въздух с чисти слоести дюзи за климатизация е сравнително икономичен, практичен и ефективен метод.

(3). За този тип високи чисти помещения, в горната нечиста работна зона е разположен ред от отвори за вентилация с ленти, за да се отстрани прахът, генериран в близост до релсите на крана, и да се намали въздействието на студеното и топлинното излъчване от тавана върху работната зона, което може по-добре да осигури чистотата, температурата и влажността на работната зона.

(4). Височината на високо чисто помещение е повече от 4 пъти по-голяма от тази на общо чисто помещение. При нормални условия на производство на прах, натоварването на помещението за пречистване е много по-ниско от това на общо ниско чисто помещение. Следователно, от тази гледна точка, честотата на вентилация може да се определи като по-ниска от честотата на вентилация на чистото помещение, препоръчана от националния стандарт GB 73-84. Изследвания и анализи показват, че за високи чисти помещения честотата на вентилация варира поради различната височина на чистата зона. Обикновено 30%~80% от честотата на вентилация, препоръчана от националния стандарт, може да отговори на изискванията за пречистване.