洁净空调设计说明书.doc

南南 京京 师师 范范 大大 学学 毕毕 业业 设设 计 论计 论 文 文 20132013 届 届 题题 目 目 无锡晶体管厂净化空调设计无锡晶体管厂净化空调设计 学学 院 院 能源与机械工程学院能源与机械工程学院 专专 业 业 建筑环境与设备工程建筑环境与设备工程 姓姓 名 名 学学 号 号 指导教师 指导教师 南京师范大学教务处南京师范大学教务处 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 目目 录录 中文摘要中文摘要 I I 英文摘要英文摘要 绪论 1 1 1 空气洁净的概念 1 1 1 1 洁净空气与空气净化 1 1 1 2 洁净室及空气洁净技术 1 1 2 空气洁净技术的发展 1 1 2 1 空气洁净技术的发展 1 1 3洁净技术的应用 4 1 4 洁净空调与一般空调的区别 4 1 5 实现洁净的途径 5 工程概况 6 2 1 原始资料 6 2 1 1 工程简介 6 2 1 2 土建资料 6 2 2 气象参数 6 2 2 1 夏季参数 6 2 2 2冬季参数 7 2 2 3 室内参数 7 2 3 工艺资料 7 2 4 设计任务及要求 8 2 4 1 设计内容 8 2 4 2 设计要求 9 负荷计算 10 3 1 概述 10 3 1 1 得热量与冷负荷的基本概念 10 3 1 2 冷负荷的主要内容 10 3 2 冷负荷计算公式 10 3 3 热负荷计算公式 14 空调系统方案的选定 16 4 1 空调系统的分类 16 4 1 1 空调系统的分类 16 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 4 1 2 不同种类空调系统特点 16 4 2 空调系统的选择原则 20 4 3 空调系统的划分原则 21 4 3 1 舒适型空调系统的划分原则 21 4 3 2 洁净区空调系统的划分原则 22 4 4 系统的选择 22 4 4 1 洁净区送风系统的选择 22 4 4 2 洁净区空调排风系统的选择 23 4 5洁净室的压差控制 23 4 6 空调系统防火分区的划分 24 净化空调系统设计 25 5 1空气处理过程设计 25 5 2空气处理要求 26 5 3气流流型和送风量 26 5 3 1 按换气次数来决定 26 5 3 2 冷负荷计算送风量 27 5 3 3 湿负荷计算送风量 27 5 4新风量计算 28 5 4 1 补充排风维持正压所需新风量 28 5 4 2 满足人员卫生要求所需的新风量 29 5 4 3 空调净化系统所需补给的新风量 29 5 5 排风量和回风量计算 29 5 6各洁净区的送风量和新风量表 29 5 7 空气过滤器的选型 30 5 7 1 空气过滤器的分类 30 5 7 2 空气过滤器的选用 31 5 7 3 空气过滤器布置 31 风道阻力的计算及设备选型 32 6 1概述 32 6 2 计算系统的总阻力 33 6 2 1 送风系统设计及水力计算表 34 6 2 2 回风系统的设计及水力计算 36 6 2 3 设备选型 39 机房布置 43 7 1制冷机房的布置 43 7 2 辅助设备的计算与选择 43 7 2 1 空调系统中的主要附件 43 7 2 2 管道及设备的保温 44 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 消声 减震与保温设计 45 8 1 消声与隔声设计 45 8 2 减震设计 45 8 2 1 制冷剂 水泵及风机等设备的减震 45 8 2 2 水管 风管的减震 46 8 3保温设计 46 结束语 47 参考文献 48 致 谢 49 外文翻译 50 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 I 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 摘 要 本设计是无锡晶体管厂净化空调系统设计 车间内包括精磨间 光曲磨间 电 炉间 电位差计校验修理室等 本设计区间由于功能要求需要设计 10000 级洁净空 调系统 净化空调系统遵守 医药工业洁净厂房设计规范 和 洁净厂房设计规范 GB50073 2001 的相关规定 采用初 中 高效三级过滤器的全空气洁净空调系 统 送风 回风采用上送下回式 洁净区回风采用回风竖井下回风形式 设计过程 中本着到经济 合理 安全的原则 并对系统运行时产生产生的噪声 振动进行了 处理 关键词 晶体管厂 洁净空调 洁净度等级 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 II The Design of Clean Room Air Conditioning System of WUXI transistor factory ABSTRACT This is the design of clean room air conditioning system of transistor factory The workshop includes Fine grinding optical curve grinding electric stove electric potential difference meter repair room so on Because of the different function of the workshop the air conditioning system was divided into clean room air conditioning systems with cleanliness level of 10 000 and the comfortable air conditioning system Based on the Pharmaceutical Industry Clean Room Design Criterion and Clean Room Design Criterion GB50073 2001 the clean room air conditioning system was designed into all air system with preliminary efficient filter middle efficient filter and high efficient filter and the air flowed from the top down The clean room used vertical shaft to return air The design was made it in view of economical reasonable and safe principle Also the shock absorption and noise reduction was implemented KEY WORDS transistor factory clean room air conditioning cleanliness level 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 1 绪论绪论 1 1 空气洁净的概念 1 1 1 洁净空气与空气净化 空气洁净 可以从两个关联的方面来理解 一是空气净化 表示空气洁净的 行为 二是指干净空气所处的洁净状态 空气洁净的目的是使受到污染的空气被净化到生产 生活所需要的状态 或达 到某种洁净度 空气净化是采用某种手段 方法和设备使被污染的空气变为洁净的空气 由于 空气净化对象不同 净化的内容 方法与衡量标准也各不相同 大气的污染净化的 对象来看 有的要解决的是大气污染的问题 有的是以洁净室为对象 然而 对于 电子 宇航 高精密度机械制造 某些医疗部门及制药一些对生产环境要求严格的 工艺过程或房间 这种相对比较干净的空气依然不符合要求 还需要进一步净化 1 1 2 洁净室及空气洁净技术 洁净室 区 是指空气悬浮粒子浓度 含菌浓度受控房间 限定的区域 房 间 区域 的建造和使用方式要尽可能减少引入 产生和滞留粒子 包括尘粒和菌 粒 等 房间 空间 内其他相关参数如温度相对湿度和压力按要求进行控制 洁 净区可以是开放式和密闭式 可以位于或不位于洁净室内 空气洁净技术 air clean technology 洁净室污染控制技术 空气洁净 技术还包括为创造污染程度受控的工作环境所采取的所有方法 包括预防性措施 1 2 空气洁净技术的发展 1 2 1 空气洁净技术的发展 洁净技术是一门新兴的技术 在科学实验和工业生产中 产品加工的精密化 等微型化 高纯度和可靠性要求具有一个受控的尘埃粒子污染的生产环境 早在 20 世纪 20 年代美国航空业陀螺仪制造过程最先提出了生产环境的净化要求 为消除空 气中的尘埃粒子对航空仪器的污染 飞速发展的军事工业 要求防止放射性扩散 提高原材料纯度 零件加工与装配精度 提高元器件和整机的可靠性与使用寿命等 这些都要求有 一个洁净的生产环境 洁净室在人们的尝试 实践中得到日益广泛 的应用 工业生产技术 科学实验在应用洁净技术中获得了丰厚的回报 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 2 20 世纪 50 年代初 高效空气粒子过滤器 HEPA High Efficiency Particulate Air Filter 在美国问世 是洁净技术的第一次飞跃 这一成就的取得 使美国在军事工 业和人造卫星制造领域建立了一些洁净室 日本从 20 世纪 50 年代开始便在半导体 制造工厂中应用空气洁净技术 前苏联也在同时编制了所谓的 密闭厂房 典型设 计 从 20 世纪 70 年代初开始 诞生了现代的生物洁净室 如在制药工业 化妆品 工业 食品工业和医疗部门的手术室 特殊病室等方面的推广和应用 国内外空气洁净技术的发展都是随着科学技术的发展 工业产品的日新月异 特别是军事工业 航天 电子和生物医药等工业的发展而不断发展的 高纯度的产 品如生产集成电路所需要的单晶硅材料 生产光纤所需要的四氯化硅 四氯化锗材 等已由过去的高纯度进入 电子纯 超纯 只有达到入戏高的纯度才能满足现代 集成电路 电子元器件 光纤产品所需要的技术条件 中国洁净技术的研究和应用开始于 20 世纪 50 年代末 第一个洁净室于 1965 年 在电子厂建成投入使用 同一时期我国的高效过滤器 HEPA 研制成功投入生产 20 世纪 60 年代是我国洁净技术的发展的起步时期 20 世纪 70 年代末开始我国洁净 技术随着各行业引进技术和设备的兴起得到了长足进步 1981 年无隔板高效过滤器 和液槽密封装置通过鉴定并投入生产 随后 0 1 m 高效空气过滤器研制成功 为研 制和生产创造了有利条件 20 世纪 80 年代我国空气洁净技术和洁净厂房建设取得 了明显成果 在建设大规模集成电路工厂 研究所 彩色显像管工厂以及制药工厂 的洁净室工程 洁净手术室的同时 建成了一批 5 级 100 级 六级 1000 级 的 洁净室 为了适应洁净技术的发展 同时也为了使洁净技术健康地发展 为各行业 在建设洁净室工程时有法可依 在总结我国发展洁净室技术的经验基础上 吸取消 化国际有关洁净室建设的标准 规范的规定 于 1984 年编制了我国首部 洁净厂房 设计规范 GBJ73 84 1 2 2 洁净室标准 1 2 2 1 国际洁净室的发展 1961 年世界上最早的洁净室标准 美国空军技术条令 203 问世 随后 1963 年底颁布了第一个军用部分的联邦标准 FS 209 从此联邦标准 209 就成为国际上 通行的著名的洁净室标准 之后 许多国家相继制定了有关洁净室的标准 20 世纪 60 年代以来 随着科学技术的进步 医疗水平和人民生活水平的提高 来自药品 化妆品等感染病症和不良反应的问题日益一起人们的关注 人们发现 要确保药品质量 除了应遵照药典规定的特定要求 配方外 还应具有符合要求的 生产环境 以防止生产过程中的微粒和微生物的污染 交叉污染 为此需制定必要 的规范 标准 以控制药品生产环境 确保药品质量 7 1 2 2 2 ISO 洁净室标准简介 ISO 洁净室标准是由全球各标准化团体联合会的 ISO TC209 洁净室及相关受控 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 3 环境技术委员会编制的洁净室标准系列 据了解该系列包括如下部分 第一部分 ISO 14644 1 空气洁净度等级划分 第二部分 ISO 14644 2 为认证与 ISO 14644 1 连续的相符性的测试和监测技 术要求 第三部分 洁净室计量与测试方法 第四部分 ISO 14644 4 洁净室设计与施工 第五部分 洁净室运行 第六部分 术语 定义及单位 第七部分 隔离与屏障 第八部分 悬浮分子污染分类 1 2 2 3 我国洁净室标准 随着我国洁净技术的发展 为了统一洁净室设计 建造的标准及相关的技术措 施 在 20 世纪 60 70 年代国内一些应用洁净技术对工业产品生产环境空气中悬浮 粒子进行控制的部门就开始尝试制定等级及相应的技术措施 在 1978 年由国家建委 立项编写国家标准 洁净厂房设计规范 随后由国家计划委员会批准 洁净厂房设 计规范 GBJ 73 84 为国家标准并正式发布和实施 国家标准 洁净厂房设计规范 GB 50073 2001 中规定的洁净区内空气洁净度等级等同采用国际标准 ISO 14644 1 中有关规定 随后相继颁布以下规范 1 洁净厂房施工及验收规范 JGJ 71 90 由国家建设部发布的行业标准 洁净厂房施工及验收规范 是中国建筑科学研 究院主编 自 1991 年实施以来 对统一洁净室的施工要求 严格进行工程验收是十 分有效的 在统一检测方法 提高洁净室的建造质量等方面起了重要作用 2 医药工业洁净厂房设计规范 1996 年 由原国家医药管理局发布的行业标准 医药工业洁净厂房设计规范 1996 年 自 1997 年一月实施 它由上海医药设计院主编 医药工业洁净室和洁净区是以微粒 和微生物为主要控制对象 同时还还应对其环境温度 湿度 新鲜空气量 压差 照度 噪声等做出规定 3 兽药生产质量管理规范 试行 国家农业部在 1989 年 12 月发布了 兽药生产质量管理规范 试行 规定了 在我国兽药行业实施 GMP 管理的要求 为了加快 GMP 规范的实施 在 1994 年 10 月发布了 兽药生产质量管理规范实施细则 试行 后附四种制剂的生产管理技 术要求作为细则的补充 4 国家标准 实验动物环境与设施 GB T 14925 94 由国家技术监督局 1994 年 1 月批准的国家标准 实验动物环境与设施 GB T 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 4 14925 94 自 1994 年 10 月实施 5 医院洁净手术部建设标准 国家卫生部颁布的 医院洁净手术部建设标准 从 2000 年 10 月施行 1 3洁净技术的应用 洁净技术在世界上已经经历了半个多世纪的发展 其应用范围愈加广泛 而且 技术要求也更为复杂 目前 它的代表性应用领域是在微电子工业 医疗卫生及食 品工业等 主要有 1 微电子工业 2 半导体工业 3 光学工业 4 微机械加工业 5 纯化学试剂制造业 6 制药工业 7 医疗器械与移植装置的生产与包装工业 8 生物技术工业 9 食品与饮料工业 10 医院与其他保健机构 1 4 洁净空调与一般空调的区别 洁净空调与一般空调的区别主要表现在以下几个方面 1 主要参数控制 一般空调侧重温度 湿度 新鲜空气量和噪声控制 而洁 净空调侧重控制室内空气的含尘量 风速 换气次数 在温 湿度有要求的房间 温 湿度也是主要控制参数 对于生物洁净室 含菌量时主要的控制参数之一 2 空气过滤手段 一般空调有的只有初效一级过滤 而要求高的是初效 中 效两级过滤处理 而洁净室空调则要求粗 中 高三级过滤或粗 中 压高效三级 过滤 3 室内压力要求 一般空调对室内压力要求不高 而洁净室空调为了避免外 界污染空气的渗入 内部污染物逸出 或不同洁净区不同物质的相互影响 对不同 洁净区的正压 负压 均有要求 4 避免外界污染 为了避免外界污染 洁净空调系统材料和设备的选择 加 工工艺 加工安装环境 设备部件的存储环境都有特殊要求 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 5 5 对气密性的要求 虽然一般空调对气密性 渗气量有一定要求 但洁净室 要求更为严格 6 对土建及其他工种的要求 一般空调房间对建筑布局 热工的等有要求 但选材及气密性要求不是很严格 而洁净空调对建筑质量的评价除一般建筑的外观 等要求外 还对防尘 防起尘 防渗漏有严格要求 在施工工序安排及搭接上有严 格要求 以避免产生裂缝造成渗漏 1 5 实现洁净的途径 空气净化一方面时送入洁净空气对室内污染空气进行稀释 另一方面是迅速排 出室内浓度高的污染空气 为保证生产环境或其他用途的的洁净室所要求的空气洁 净度 需要采取多方面的综合措施才能达到目标 措施包括 1 控制污染源 减少污染发生量 2 有效地阻止室外的污染物侵入室内 3 迅速而有效地排除室内已经发生的污染 4 流速控制 5 系统气密性 6 建筑上的措施 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 6 工程概况工程概况 2 1 原始资料 2 1 1 工程简介 该车恒温车间位于该车的西北部 见蓝图 恒温车间为二层建筑 总建筑面 积 为 1340m2 恒温面积为 1064m2 本课程设计要求完成的空调设计为车间西半部 面积为 532m2 恒温车间底层为精密机床间 二楼为计量及仪表修理室 空调及冷 冻机房在底层 面积为 112m2 各室在建筑总体上布置见蓝图 一楼上部的技术夹层为通风吊顶 所有外窗均装深绿色的窗帘 屋面承截能力为 200kg m2 2 1 2 土建资料 表 2 1 维护结构参数表 K 值 季节 外墙内墙吊顶外门内门外窗楼板 夏季 0 4460 6120 3611 0411 1853 2562 141 冬季 0 4480 6120 3831 0541 1853 2561 679 注 表中单位均为 w m2 K 2 2 气象参数 2 2 1 夏季参数 表 2 2 夏季数据 大气压 毫米汞 柱 室外计算干球 温度 室外计算湿球 温度 最热月室外计算 相对湿度 计算日较 差 平均风速 m s 75333 428 4839 03 0 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 7 2 2 2冬季参数 表 2 3 冬季数据 大气压 毫米汞 柱 室外计算干 球温度 冬季室外计算相对 湿度 日平均温度 5 期 间的平均温度 平均风速 m s 771 474 8 43 9 2 2 3 室内参数 根据药品生产工艺和环境区域的空气洁净度等级按国家 GMP 等有关规定确定 洁净室内的温度和湿度应符合下列规定 1 生产工艺对温湿度无特殊要求时 以穿着洁净工作服不产生不舒服感为宜 空气洁净度 100 级 10000 级区域一般控制温度为 20 24 相对湿度为 45 60 100000 级以上级别区域一般控制温度为 18 28 相对湿度为 50 65 2 生产工艺对温度和湿度有特殊要求时 应根据工艺要求确定 根据以上要求 不同等级洁净度要求的洁净室所要求的温度也不相同 本设计根据药厂生产过程的 要求控制参数如下所示 冬季室外空调计算温度 4 冬季空调室外计算相对湿度 74 夏季空调室外计算干球温度 33 4 夏季空调室外计算平均温度 31 夏季空调室外计算湿度温度 28 4 年平均风速 冬季 3 9m s 夏季 3 3m s 2 3 工艺资料 恒温车间的生产设备型号 数量 布置见蓝图 各室设备 人员 照明等情况见附 表 车间生产时间为二班制 附表 2 4 房间名称设备 KW 人员照明 W 备注 精磨间 A MM7132 7 625 MGB1420 5 0545 MM7120 5 447 S7520 9 343 总计 27 965 6480 n1 0 7 ne n3 0 5 0 8 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 8 精镗间 T4263 3 2 T4163 5 125 T4260 1 525 总计 9 85 4720 n1 0 7 n2 n3 0 5 0 8 精磨间 B Y7132 2 94 MG1432 6 86 总计 9 80 6480 n1 0 7 ne n3 0 5 0 3 光曲磨间 PES4U 7 682160 n1 0 7 ne n3 0 5 0 3 贮藏室 12160n1 n2 n3 1 电工仪表校验室 12160n1 n2 n3 1 热电偶检定室 12160n1 n2 n3 1 电炉间 12160n1 n2 n3 1 转速表检修室 0 42168n1 0 7 机床室 12160 n2 n3 0 5 0 8 压力表检修室 12160n1 n2 n3 1 电位差计校验修理 室 24320n1 n2 n3 1 热电偶一般修理室 12160n1 n2 n3 1 量具修理室 450 2 4 设计任务及要求 2 4 1 设计内容 设计以全年空调系统为主 洁净区空调设计 及空调设备选型设计 主要内容 1 设计参数确定 如室外设计参数 室内设计参数 建筑物设计参数等 2 空调负荷计算 3 空调系统方案的选择及空气处理过程的确定 4 风系统设计及气流组织 5 消声 减振及保温 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 9 2 4 2 设计要求 独立完成毕业设计任务 能灵活准确运用本专业的基础理论知识 较好的结合 生产实际 分析和解决设计中的问题 能熟练使用参考数据 设计要符合暖通空调 和洁净技术的国家标准和规范 设计说明书条理清晰 文字通顺 编排整齐 论据充分 施工图图面清楚整洁 图幅布置妥当 构造合理 较好的表达设计理念 符合国家暖通制图标准与设计说 明书一致 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 10 负荷计算负荷计算 3 1 概述 3 1 1 得热量与冷负荷的基本概念 得热量 某一时刻由室外及室内热源散入房间内的热量 按其性质不同又可分 为显热和潜热 其中显热又可分为辐射热和对流热 瞬时冷量 系统为了维持室内温度恒定 空调设备必须在单位时间内带走的热 量 即必须单位时间内必须向室内提供的冷量 除热量 当空调系统间歇使用时 室温会有一定的波动 引起维护结构额外蓄 热或放热 结果使空调设备自室内要带走的热量更这种在非稳定工况下多些 空调 设备自室内带走的热量称 除湿量 3 1 2 冷负荷的主要内容 1 通过维护结构传入室内的热量 2 人体散热量 3 照明散热量 4 设备 器具 管道及其他室内热源散热量 5 新风带入室内的热量 6 伴随各种散湿过程的潜热量 确定房间计算冷负荷时 应根据上述各项热量的种类和性质 以及房间的蓄热 特性 分别逐时计算 然后逐时叠加 找出最大值 3 2 冷负荷计算公式 1 外墙和屋顶传热冷负荷计算公式 外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷 CLQ W 3 1 CLQKF tCLQKF t 式中 计算时间 h 维护结构表面受到周期为 24 小时谐性温度波作用 温度波传到内表面 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 11 的时间延迟 h 温度波的作用时间 即温度波作用于维护结构内表面的时间 h K 维护结构传热系数 2 w m k F 维护结构计算面积 2 m 作用时刻下 维护结构的冷负荷计算 简称负荷温差t 2 外窗的温差传热冷负荷 通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷按下式计算CLQ 3 2 CLQKF t 式中 冷负荷 KW CLQ 玻璃窗温差传热的负荷温差 t K 维护结构传热系数 2 w m k F 维护结构计算面积 2 m K 值取 6mm 普通单层玻璃 5 7w m2 K 由参考数据 16 附录表 2 12 查得计算时 刻的负荷温差 t 3 外窗太阳辐射冷负荷 透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷 应根据不同情况分别按下列CLQ 各式计算 jgdsn CLQJX X C C F 3 3 式中 j J 负荷系数 g X 窗的有效面积系数 d X 地点修正系数 s C 窗玻璃的遮阳系数 n C 窗内遮阳设施的遮阳系数 4 人体冷负荷 人体散热形成的计算时刻冷负荷 按下式计算 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 12 xlclr QnqC Cr 3 4 式中 Cr 群集系数 N 计算时刻空调房间内的人数 l q 一名成年男子小时显热散热量 W clr C 人体显热散热冷负荷系数 5 照明冷负荷 照明设备散热形成的计算时刻冷负荷CLQ 应根据灯具的种类和安装情况分别 按下式计算 1 2 t CLQJXNn n 3 5 式中 N 每平方米 10 瓦估算 n1 镇流器功率系数 暗装荧光灯取 1 0 n2 灯罩隔热系数 灯罩上有小孔取 0 5 t JX 照明散热系数 由参考资料 14 附录表 2 15 查得计算时刻的负荷系数 t JX 6 车间制药设备形成的冷负荷 T CLQNJX 3 6 式中 T 设备投入使用的时刻 点钟 T 从设备投入使用的时刻算起到计算时刻的时间 h J 时间设备 器具散热的冷负荷系数 N 设备的实际散热量 Kw 由文献 14 附录表 2 14 查得计算时刻的负荷系数 J 7 渗透空气显热冷负荷 渗透空气的显热冷负荷 Qx W 按下式计算 0 28 wn QxG dd 3 7 渗透空气散湿量及潜热冷负荷 0 28 wn QxG ii 3 8 式中 dw 室外空气的含湿量 g Kg 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 13 dn 室内空气的含湿量 g Kg dw 室外空气的焓 KJ Kg in 室内空气的焓 KJ Kg 8 新风负荷 WWWN QGii 3 9 式中 GW 新风量 m3 Kg W i 室外焓值 KJ Kg N i 室内焓值 KJ Kg 房间最小新风量 WP LnR 3 10 式中 n 室内人数 RP 每人最小新风量指标 m3 人 h 晶体厂冷负荷计算书 简略表 工程负荷最大值时刻 21 点 的各项负荷值 总冷负荷总湿负荷总冷指标总湿指标 楼 层 房间 Wkg hW m2kg hm2 1001 精磨间 A 14199 73 5230 50 06 1002 精镗间 9729 44 67103 50 05 1003 精磨间 B 8725 53 61135 90 06 1004 预温间 1655 60 9679 20 05 1 层 1005 光曲磨间 4498 81 21217 30 06 2001 储藏间 4018 51 191970 06 2002 电工仪表检验室 3994 71 21191 10 06 2003 热电偶检定室 3994 71 21191 10 06 2004 电炉间 4001 61 21191 50 06 2005 转速表检修室 3332 31 21159 40 06 2006 机床间 3304 71 21158 10 06 2007 压力表检验室 4034 41 19197 80 06 2008 电子电位差计校验 修理室 6799 81 46158 90 03 2 层 2009 热电偶一般修理室 4010 61 21191 90 06 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 14 2010 量具修理室 1 2975 71 21142 40 06 2011 量具修理室 2 4017 51 21192 20 06 2012 办公室 3090 61 21147 90 06 工程合计 86383 828 721620 05 3 3 热负荷计算公式 1 通过维护结构的温差传热量用下式计算 jnw QKF tta 3 11 式中 Qj 通过供暖房间某一面维护结构的温差的传热量 W K 该维护结构的传热系数 w m2 F 该维护结构的散热面积 m2 tn 室内空气计算温度 tw 室外供暖计算温度 a 温差修正系数 2 通过门缝隙的冷风渗透耗热量 0 28 PWnw QsC Vtt 3 12 式中 P C 干空气的定压比热容 1 056 P CKJKg C W 室外温度下的空气密度 Kg m3 V 渗透空气的体积流量 m3 h nw tt 室内外供暖计算温度 V 的确定 VlLm 3 13 式中 l 房间某朝向上的门窗缝隙的长度 m L 每米门窗缝隙的基准渗透风量 m3 h m 门窗缝隙的综合修正系数 晶体厂热负荷计算书 简略表 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 15 各项负荷值 热负荷户间传热总热负荷热指标 楼 层 房间 WWWW m2 1001 精磨间 A 1554 3145 11699 427 6 1002 精镗间 1518 3254 91773 218 9 1003 精磨间 B 1477 3151 6162925 4 1004 预温间 425 8157 3583 127 9 1 层 1005 光曲磨间 399 2143 5542 726 2 2001 储藏间 1037 5251 81289 463 2 2002 电工仪表检验室 809 1307 31116 453 4 2003 热电偶检定室 809 1307 31116 453 4 2004 电炉间 809 1309 61118 753 5 2005 转速表检修室 809 1307 31116 453 4 2006 机床间 809 1307 31116 453 4 2007 压力表检验室 938251 81189 858 3 2008 电子电位差计校验修 理室 1454 45171971 446 1 2009 热电偶一般修理室 715 7307 31022 948 9 2010 量具修理室 1 715 7307 31022 948 9 2011 量具修理室 2 715 7309 61025 249 1 2 层 2012 办公室 715 7307 31022 948 9 工程合计 157134643 11571329 5 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 16 空调系统方案的选定空调系统方案的选定 空调系统设计包括确定各房间的空调方式和确定空调机组的型号 空气调节系 统一般均由空气处理系统设备和空气输送管道以及空气分配装置所组成 根据需要 它能组成许多不同形式的系统 在工程上应考虑建筑物的用途及性质 热湿负荷特 点 温湿度调节和控制的要求 空调机房的面积和位置 初投资和运行维护费用等 许多方面的因素 选定合理的空调系统 因此 首先要研究一下空调系统的分类 4 1 空调系统的分类 4 1 1 空调系统的分类 4 1 1 1 按空气处理的设备情况分类 按空气处理的设备来看 空调系统分为以下三类 1 集中系统 2 半集中系统 3 全分散系统 局部机组 4 1 1 2 按负担室内负荷所用的介质种类分类 按负担室内负荷所用介质的种类来看 空调系统分为以下三类 1 全空气系统 2 全水系统 3 空气 水系统 4 1 1 3 根据集中式空调处理的空气来源分类 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 17 按处理空气的来源来看 集中式空调系统分为以下三类 1 封闭式系统 2 直流式系统 3 混合式系统 4 1 2 不同种类空调系统特点 4 1 2 1 集中式 全封闭式 半集中式空调系统特点 优缺点的对比 表 4 1 集中式 全分散式 半集中式空调系统特点 优缺点的对比 集中式全分布式半集中式 分管系统 1 空调送回风管系统 复杂 布置困难 2 支风管和风口较多 时不宜均衡调节风量 3 风道要求保温 影 响造价 1 系统小 风管短 各个风口 风量的调节比较容易达到均衡 2 直接放室内时 可不接风管 也没有回风管 3 小型机组余压小 有时难于 满足风管布置和必须的新风量 1 放室内时 不接 送回风管 2 当和新风系统联 合使用时 新风管 较小 风 管 设 备 与 布 置 设备布置与机房 1 空调与制冷设备可 以集中布置在机房 2 机房面积较大 层 次较高 3 有时可以布置在屋 顶上或设在车间柱间平 台上 1 设备成套 紧凑 可以放在 房间内 也可以安装在空调机房 内 2 机房面积小 只及集中系统 50 机房层高较低 3 机组分散布置 辐射各种管 线较麻烦 1 只需要新风空调 机房面积较小 2 风机盘管可以安 设在空调机房内 3 分散布置 敷设 各种管线较麻烦 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 18 风 管 互 相 串 通 空调房间之间有风管连 通 使各房间相互污染 当发生火灾时会通过风 管蔓延 各房间之间不会相互污染 串声 发生火灾时不会通过风管蔓延 各空调房间不会相 互污染 温 湿 度 控 制 可以严格控制室内温度 和室内相对湿度 各房间可以根据各自的负荷变化 与参数要求进行温湿度调节 对 要求全年须保证室内相对湿度允 许波动范围 5 或要求室内相 对湿度较大时 较难满足 多数 机组按 17 22KJ kg 的最大焓降 设计 对室内温度要求较低 室 外湿球温度较高 新风量要求较 多时 较难满足 对室内温度要求较 严格时 难于满足 空 气 过 滤 与 净 化 可以采用初效 中效和 高效过滤器 满足室内 空气清洁度的不同要求 采用喷水室时 水与空 气直接接触 易受污染 须常换水 过滤性能差 室内清洁度要求时 难于满足 过滤性能差 室内 清洁度要求较高时 难于满足 空 调 控 制 质 量 空 气 分 布 可以进行理想 气流分布 气流分布受到限制气流分布受到限制 安 装 设备与风管的安装工作 量大 周期长 1 安装投产快 2 对旧建筑改造和工艺变更的 适应性强 安装投产较快 介 于集中式空调系统 与单元式空调器之 间 安 装 与 维 护 消 声 隔 可以有效地采用消声和 隔震措施 机组安设在空调机房内 噪声 震动难处理 须采用低噪声风机 才能保证室内要求 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 19 震 安 装 与 维 护 维 护 运 行 空调与制冷设备集中安 装在机房 便于管理与 维修 机组易积灰与油垢 清理比较麻 烦 使用两三年后 风量 冷量 将减少 难于做到快速加热 冬 天 与快速制冷 夏天 分散 维修与管理较麻烦 布置分散 维护管 理不方便 水系统 复杂 易漏水 经 济 性 节 能 与 经 济 性 1 可以根据室外空气 气象参数的变化和室内 负荷变化实现全年多任 务节能运行调节 充分 利用室外新风 减少与 避免冷热抵消 减少冷 冻机运行时间 2 对于热湿负荷变化 不一致或室内参数不同 的多房间 不经济 3 部分房间停止工作 不需要空调时 整个空 调系统仍需运行 不经 济 1 不能按室外气象参数的变化 和室内负荷变化实现全年多任务 节能调节 使过渡季节不能用全 新风 2 灵活性大 各空调房间可根 据需要停开 3 加热大多采用热泵方式 经 济性好 1 灵活性大 节能 效果好 可根据各 室内情况自行调节 2 盘管冬夏兼用 内壁容易结垢 降 低传热效率 3 无法实现全年多 任务节能运行调节 造 价 除制冷剂锅炉设备外空 气处理箱和风管造价均 较高 仅设备造价 单元式空调器价格 合适 故造价低 介于两者之间 经 济 性 使 用 寿 命 寿命长寿命短寿命长 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 20 适用性 1 建筑空间大 可布 置风道 2 室内温湿度 洁净 度控制要求沿着一直往 前走进生产车间 3 空调容量很大的大 空间公共建筑 如商场 影剧院 1 空调房间布置分散 2 空调使用时间要求灵活 3 无法设置集中式冷热源 1 室内温湿度控制 要求一般的场合 2 多层或高层建筑 而层高较低的场合 如旅馆和一般标准 的办公室 4 1 2 2 全空气系统 全水系统 空气 水系统 冷剂系统特点 优缺点的对比 1 全空气系统 是指空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统 即在室内 热湿负荷为正值的场合 用低于室内空气焓值的空气送入房间 吸收余热余湿后排 出房间 低速集中式空调系统 双管高速系统均属这一类型 由于空气的比热小 需要用较多的空气量才能达到消除余热余湿的目的 因此要求有较大的断面风道或 较高的风速 2 全水系统 空调房间的热湿负荷全靠水作为冷热介质来负担 由于水的比热比空气大得多 所以在相同的条件下只需较小的水量 从而使管道所占的空间减小许多 但是 仅 靠水来消除余热余湿 并不能解决房间通风换气的问题 因此通常不单独采用这种 方法 3 空气水系统 随着空调装置的日益广泛使用 大型建筑物设置空调系统的场合愈来愈多 全 靠空气来负担热湿负荷 将占用较多的建筑空间 因此可以同时使用空气和水来负 担空调室内负荷诱导空调系统和带新风的风机盘管系统属于这种型式 4 冷剂系统 这种系统是将制冷系统的蒸发器直接放在室内来吸收余热余湿 这种方式通常用于 分散安装的局部空调机组 但由于冷剂管道不便于长距离输送 因此这种系统不宜 作为集中式空调系统来使用 4 1 2 3 封闭式系统 直流式系统 混合式系统特点及优缺点的对比 1 封闭式系统 它所处理的空气全部来之空调房间本省 没有室外空气补充 全部为再循环空 气 音痴房间和空气处理设备之间形成了一个封闭环路 封闭式系统作为密闭空间 且无法 或不需 采用室外空气的场合 这种系统冷 热消耗最省 但卫生效果差 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 21 当室内有人长期停留时 必须考虑空气的再生 这种系统应用于战时地下庇护所等 战备工程以及很少人进出的仓库 2 直流式系统 它所处理的空气全部来至室外 室外空气经处理后进入室内 然后全部排出室 外 因此与封闭式系统相比 具有完全不同的特点 这种系统适应于不允许采用回 风的场合 如放射性实验室以及散发大量有害物的车间等 为了回收排出空气的热 量和冷量用来加热或冷却新风 可以在这种系统中设置回收设备 3 混合式系统 从上述两种系统可见 封闭式系统不能满足卫生要求 直流式系统经济上不合 理 所以两种系统只在特定的情况下使用 对于绝大多数场合 往往需要综合这两 者的利弊 采用一部风回风的系统 这种系统既能满足卫生要求 又经济合理 故 应用最广 4 2 空调系统的选择原则 空调系统的选择应根据建筑性质 规模 用途 使用特点 室外气象条件 负 荷变化规律 室内温度的要求 消声隔震的要求等因素 通过全面的技术比较确定 的 空调房间较多或空调面积较大 室内空调要求 温湿度 基数使用时间 洁 净度等级单位 单位送风量的热 湿扰动量等基本一致时 宜采用集中式全空气空 调系统 且优先考虑单风道 低风速送风方式 当室内负荷变化的随机性较高且幅度较大时 宜采用变风量空调系统 第一 空调面积较小 而且位置分布较分散 或使用要求与时间各不相同者 适宜采用整体式空调器 当室内要求全年进行空调而又无集中热源可供利用时 适 宜采用热泵整体式空调器 第二 空调规模较大 房间较多 室内环境较干净而且要求各个房间能单独运 行空调时 适宜采用 风机盘管机组加新风 的空调系统 第三 当集中式全空气空调系统为多个房间或多个区域服务时 若各房间或区 域的热 湿扰动量彼此相差较大 而各房间的温度要求又较为严格时 适宜采用末 端再热方式或多区机组 增设分区空气处理设备 的空调方式 注 所谓多区机组空调方式 系指在一般组合式或屋顶式空调机组的出口段后 再并列设置若干组空气冷却器和加热器 通过加热和冷却后的空气在出口处通过冷 热风阀调节后 再经相应的风管输送到各区进行分配的空调系统 采用这种系统时 各区可以有不同的冷热风混合比和送风温差 为了防止出口处冷热风阀调节过程引 起各区的风量发生显著的变化 所有风管的压力损失必须保持在 150Pa 18 以上 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 22 第四 对于某些要求室内温度能任意调控的高级民用建筑 适宜采用双风管全 空气空调系统 第五 采用双风管全空气系统时 适宜采用分区双风管方式 各层有分别调节与运行要求的高层建筑 当建筑空间较小 无法布置大断面风管 时 适宜采用各层机组方式 第六 建筑物的层高较小 有无多余的房间作为机房 或要求在以建成使用的 旧建筑物中加载空调系统时 适宜采用制冷剂容量可调的直接蒸发式空调系统 简 称 VRV 的系统 第七 室内空间特别高大的建筑 当层高高于 10m 时 宜采用分层空调系统 而且首选全空气单风管低风速送风 4 3 空调系统的划分原则 4 3 1 舒适型空调系统的划分原则 第一 能保证室内要求的参数 即在设计条件下和运行条件下均能保证达到室 内 温度 相对湿度等要求 第二 初投资和运行费用总和起来较为经济 第三 尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响 第四 尽量减少风管长度和风管重叠 便于施工 管理和测试 第五 系统应与建筑物分区一致 第六 各房间的设计参数值和热湿比接近 可以划分成一个全空气系统 对于 定风量单风道系统 还要求工作时间一致 负荷变化规律基本相同 一般民用建筑中的全空气系统不宜过大 否则风管难于布置 系统最好不要跨 楼层设置 需要跨楼层不只是 层数不应过多 这样有利于防火 4 3 2 洁净区空调系统的划分原则 洁净区空调系统的划分应按其生产产品的工艺要求确定 一般不应按区域简单 的按空气洁净度等级划分 洁净空调系统的划分原则如下 第一 一般空调系统 两级过滤的送风系统与洁净空调系统要分开设置 第二 运行班次 运行规律或使用时间不同的洁净空调系统要分开设置 第三 产品生产工艺中某一工序或某一房间散发有害 有毒 易燃爆物质可能 对其他工序或房间产生有害影响 或者危害人员健康或产生较差污染等 应分别设 置洁净空调系统 第四 温度 湿度的控制要求差别特别大的系统应分别设置 第五 单向流系统与非单向流系统要分开设置 无锡晶体管厂净化空调系统设计无锡晶体管厂净化空调系统设计 23 第六 洁净空调的划分宜照顾送 回风和排风管道的布置 尽量做到布置合理 使用方便 力求减少各种风管管道交叉重叠 必要时 对系统中个别房间可按要求 配置温度 湿度调节装置 4 4 系统的选择 4 4 1 洁净区送风系统的选择 空气调节系统一般均由空气处理设备和空气输送设备以及空气分配装置所组成 本设计为无锡晶体管厂净化空调系统设计 根据实际情况 本设计采用一套净化空 调系统 在需要舒适型空调的房间 共用一套系统 但末端装置不加高效过滤器 洁净空调系统采用带初 中 高三级过滤器的全风系统 洁净区采用上送下回 舒 适区不采用回风 本设计采用集中式中央空调 集中式中央空调系统又可以分为以下两种 单风机 系统 双风机系统 第一 单风机洁净空调系统基本形式 单风机系统优点是空调机房占用面积少 第二 双风机系统采用的是分担系统的阻力 此外在制药工业当中 洁净室需 要定期进行灭菌 采用的双风机系统在新风 排风管道设计合理时调整相应的阀门 使系统按直流式运行 便可以带走洁净室内残留的刺激性气体和粉尘 4 4 2 洁净区空调排风系统的选择 洁净室的排风系统与一般空调相比较 具有举足轻重的地位 对于净化空调系 统 处理新风能耗更多 而且增加新风还会加重过滤器负荷 缩短其使用寿命 特 别对于制药工业来说 还