注考空气洁净技术培训

1、13.6 空气洁净技术属第三章“空气调节”的内容第450页465页2014年6月2关于空气洁净技术的基本概念 参照国标GB50072-2013洁净厂房设计规范的相关定义 1. 洁净室 clean room （规范 2.0.1） 空气悬浮粒子浓度受控的房间 。它的建造和使用应减少室内诱入、产生及滞留粒子。室内的其他有关参数如温度、湿度、压力等按要求进行控制（补充参考内容）32. 洁净区 clean zone （规范2.0.2） 空气悬浮粒子浓度受控的限定空间。它的建造和使用应减少室内诱入、产生及滞留粒子。室内的其他有关参数如温度、湿度、压力等按要求进行控制。洁净区可以是开放式或封闭式 上述定义的

2、要点1）洁净室以空气中悬浮粒子浓度为主要控制对象，明确了空气洁净技术的基本特征，也是洁净室级别划分的主要依据42）指明了空气洁净技术所依据的基本原理，即：防止粒子从外部进入室内；防止室内产生粒子；及时排除已进入室内的或从室内产生的粒子3）明确了根据不同的应用要求及控制级别对其它有关参数的控制要求 上述定义与ISO14644-1国际标准的定义是一致的 53. 洁净室的分类1）按服务对象分 工业洁净室ICR微电子、平板显示器、精密加工制造等 生物洁净室BCR医疗、制药、生物、食品、日用化工等2）按室内气流形式分3）按洁净室建造方式分4）按净化空调系统形式分64. 主要控制对象 ICR悬浮粒子（少数

3、要求AMC） BCR微生物 Airborne Molecular Contaminants 微生物依附于悬浮粒子之上，故基本控制原理与ICR一致GMP（2010）无菌药品洁净区洁净度级别 7洁净区微生物监测的动态标准 85. 洁净度 cleanliness（规范2.0.12） 以单位体积空气中大于或等于某粒径粒子的数量来区分的洁净程度。 通常表为大于等于某粒径的粒子允许颗粒数 以前习惯采用英制单位颗/立方英尺（pc/ft3），自国际标准颁布后，应采用国际单位制颗/立方米（pc/m3）96. 单向流 unidirectional airflow（规范2.0.14） 通过洁净室（区）整个断面的风速

4、稳定、大致平行的受控气流。 以前曾习惯地称为“层流”，但由于它实际上并不是流体力学中所规定的“层流”，所以现在定义为“单向流”。根据工程中的应用方式可以包括“垂直单向流”和“水平单向流” 10垂直单向流非单向流117. 非单向流 non-unidirectional airflow （规范2.0.17） 送入洁净室（区）的送风以诱导方式与室（区）内空气混合的气流分布类型。 （2001版：凡不符合单向流定义的其他气流流型） 在实际工程中还可以将单向流和非单向流气流流型组合应用，称为“混合流” 12各种非单向流形式138. 粒径 particle size （规范2.0.6） 给定的粒径测定仪所显

5、示的、与被测粒子的响应量相当的球形体直径。 实际粒子大多不是标准的球形，同一种粒子用不同的测定仪器和测定方法测得的粒径是不一样的149. 洁净工作区 clean working area （规范2.0.19） 除工艺特殊要求外，指洁净室内离地面高度0.81.5m的区域。10. 高效空气过滤器 HEPA （high efficiency particulate air filter ） 超高效空气过滤器 ULPA （ultra low penetration air filter ） 国标GB50073-2013洁净厂房设计规范与GB/T13554-2008的定义不同 1511. 净化空调与普通

6、空调的主要区别1）压力梯度2）多级过滤3）气流组织4）换气次数（送风量）5）负荷特性163.6.1 空气洁净等级1.空气洁净度标准空气洁净度标准 GB50073-2013洁净厂房设计规范规定了洁净度等级划分方法，等效采用了国际标准ISO14644-117国际标准ISO146441 以空气中粒径0.1m的粒子允许数量为分级标准 等级的名称为每 m3 空气中最大允许粒子数以10为底的指数 国标将上表中的数字四舍五入为3位有效数字18 对于表中未列出的粒径范围的计算 （3.6-1）式中 Cn 大于或等于要求粒径的最大浓度值，四舍五入后有效数字不超过3位，pc/m3； N 洁净度等级，数字从19，最小

7、递增量为0.1； D 要求的粒径，m。08. 21 . 010DCNn注意：所带计算器的功能19附：美国联邦标准FS209系列 从1963年开始到1992年最终版FS209E FS209E之前只采用英制单位，209E增加了国际单位制 2001年11月29日FS209E已宣布取消20FS209E浮游粒子洁净等级21 以空气中粒径0.5m的粒子允许数量为分级标准 当采用国际单位时，等级的名称为每 m3 空气中最大允许粒子数的常用对数值（以10为底）。例如：每m3 空气中大于等于0.5m粒径的最大允许粒子数为3530颗，而3530的常用对数值为3.55，所以命名为M3.5级 若采用英制单位，等级的名

8、称为每 ft3 空气中最大允许粒子数值。例如：上述M3.5级对应为每 ft3 空气中大于等于0.5m粒径的最大允许粒子数为100颗，所以命名为100级。 工程中常用的10、100、1000、十万等级别的称呼均为英制单位 两种标准的大致换算关系：100级5级222. 空气洁净度等级的表示方法空气洁净度等级的表示方法 “按照国家标准”（1）等级级别N （2）所考虑的粒径D（3）分级时占用状态 例如：N4级 / 0.2 m（2370 Pc/m3） /动态（实际上国家标准3章并未明确规定要同时表示“粒径”和“状态” ）233. 室内环境状态 空态 as-built（规范2.0.25） 设施已经建成，其

9、服务动力公用设施区接通并运行，但无生产设备、材料及人员的状态。 静态 at-rest （规范2.0.26） 设施已经建成，生产设备已经安装好，并按供需双方商定的状态运行，但无生产人员的状态。 动态 operational （规范2.0.27） 设施以规定的方式运行，有规定的人员在场，并在商定的状况下进行工作。 国标规定：空气洁净度等级所处状态应与业主协商确定（规范3.0.2）243.6.2 空气过滤器1. 空气过滤器标准、分类空气过滤器标准、分类（1）中国标准 1）GB/T14295-2008空气过滤器 2）GB/T13554-2008高效空气过滤器 关注其分类级别、效率、初阻力、效率测试方法

10、（2）美国标准（3）欧洲标准25附：两个标准定义不同 GB50073-2013洁净厂房设计规范 HEPA在额定风量下，对于粒径大于或等于0.3 m粒子的捕集效率在99.9%以上的空气过滤器。 ULPA在额定风量下，对于粒径0.10.2 m粒子的捕集效率在99.999%以上的空气过滤器 （目前已经有阻力小于100Pa的HEPA 和ULPA ）26 GB/T13554-2008高效空气过滤器 HEPA用于进行空气过滤且使用GB/ T6165规定的钠焰法检测，过滤效率不低于99.9%的空气过滤器 ULPA用于进行空气过滤且使用GB/ T6165规定的钠焰法检测，过滤效率不低于99.999%的空气过滤

11、器27 各国分类法的对照 282. 空气过滤器防火等级空气过滤器防火等级（1）中国标准 耐火等级分为1、2、3三个等级 对滤料、框架、分隔板的耐火要求不同（2）美国标准 六类29各种过滤器的形式30有隔板与无隔板过滤芯313. 空气过滤器性能空气过滤器性能（1）额定风量（2）效率E、穿透率P 计重和计数效率 串联效率，注意：应当是对于同样粒径范围的分级效率才适用（3）阻力 初阻力、终阻力（4）容尘量324. 空气过滤器组合方式空气过滤器组合方式 效率低的在前级 一般要求有前级保护 对洁净室洁净度起关键作用的是末级335. 空气过滤器的安装位置空气过滤器的安装位置 为避免已过滤空气由于系统渗漏而

12、重新污染，故与普通空调系统有不同要求 注意对不同级别过滤器的“宜”和“必须”粗效 中效粗效中效高效洁净室普通空调系统 净化空调系统6. 订货时须明确事项订货时须明确事项343.6.3 气流流型和送、回风量1. 大气含尘浓度大气含尘浓度（1）大气含尘浓度表示方法 计数、计重、沉降浓度（2）大气含尘浓度计算值 M 可按照表3.6-11选用 案例计算室外新风含尘浓度352. 室内发尘室内发尘（1）室内发尘源 人员、装饰、设备 人员为室内主要尘源（2）室内单位容积发尘量 1）人员发尘量 参考数值，分四类 2）室内单位容积发尘量 G（pc/min.m3） 计算公式（3.6-7）、表3.6-12 HFPq

13、qG/363. 非单向流计算方法非单向流计算方法（1）均匀分布计算方法 假设前提 以室内粒子数量守恒推导出稳态公式，简化为sNNaGn 60（3.6-8）式中 n 均匀分布计算的洁净室换气次数，次/h； G 室内单位容积发尘量，pc/(m3.min)； N 室内洁净度级别允许含尘浓度，pc/m3； Ns 送风含尘浓度，pc/m3； a 安全系数，见表3.6-13。37（2）不均匀分布计算方法 假设前提 影响因素 气流组织、送风口数量和形式、换气次数 计算公式sNNGn 60（3.6-10）（3.6-9）nnv式中 nv 按不均匀分布计算的洁净室换气次数，次/h； 不均匀系数，见表3.6-14（

14、顶送下回）。38补充：送风含尘浓度计算（近似式） Ns = M (1- s)(1-zx) + N s (1- zh) 式中 M 、N 新风、回风含尘浓度， pc/m3； s 回风比； (1-zx、h) 新、回风所经过的所有过滤器总穿透率。 案例计算要用到NsNM与新风粒子浓度相比，回风粒子浓度可以忽略，故可采用近似式。具体看题目条件。394. 单向流洁净室计算单向流洁净室计算 单向流洁净室适用条件 送风量计算 按断面面积乘已断面风速计算 GB50073-2013洁净厂房设计规范405. 非单向流洁净室计算非单向流洁净室计算 按照前面均匀或不均匀计算方法（例题）6. 辐流流洁净室（也称斜流、矢流

15、）41 设计工业区6级洁净室，控制粒径0.5m，2组过滤器组的总效率分别为1z=99.99%、 2z=99.999%，单位容积发尘量G = 2104pc/min.m3，新风比（1- S）=0.3，求不同z下的换气次数nv。 解：6级为非单向流，按不均匀分布计算（ nv ） 查表3.6-11 工业区 M = 30107pc/m3 求不同过滤器组的送风含尘浓度： Ns = M（1- S）（1- z） N1s = 0.330107（1-0.9999）= 9000 pc/m3 N2s = 0.330107（1-0.99999）= 900 pc/m3 6 级洁净室的N = 35200 pc/m3（表3.

16、6-1） 关于洁净室计算例题关于洁净室计算例题42用均匀分布计算式3.6-9分别求换气次数： n1= 60 2104 / (35200- 9000) = 45.8 次/h n2= 60 2104 / (35200- 900) = 35 次/h查表3.6-14得不同换气次数下的不均匀系数 （非整数时用插入法求）1= 1.13 2= 1.18 用式3.6-10分别求换气次数nv： nv1 = 1.13 45.8 = 51.8 次/h nv2 = 1.18 35 = 41.3 次/h分析：不同过滤效率与换气次数的关系437. 洁净室的送风量、回风量洁净室的送风量、回风量（1）送风量应取下列三项中的最

17、大值 洁净度等级要求的送风量（换气次数） 按室内热湿负荷计算的送风量 必要的新风量（新风量取值） （2）回风量 回风量 = 送风量 （排风量 渗透风量） 正压洁净室取“+”，负压洁净室取“-” 用风量平衡概念分析（工程中近似用体积流量）443.6.4 室压控制1. 正压洁净室、负压洁净室正压洁净室、负压洁净室 应用2. 压差值压差值（规范6.2.2） 不同等级的洁净室之间不宜小于5Pa，洁净区与非洁净区之间不应小于5Pa ，洁净区与室外的压差，不应小于10Pa （新版 GMP要求不同级别之间为不小于10Pa） 这是最小压差值的要求，实际应用有高于此值的，但过高也不好 风速较大时的修正（3.6-11）、表3.6-16453. 渗透风量计算渗透风量计算 计算法 Q = a （q l） （3.6-12）式中 Q 渗透风量，m3/h； a 安全系数，取1.11.2； q 一定压差下单位缝隙长度渗透风量，m3/h.m； l 缝隙长度，m。 难点：q 值的确定 换气次数法 参考数值 实际上要靠系统调试来实现要求压差 46洁净室正压值与对应的正压换气次数参考值 474. 压差控制压差控制 基本原理 送风量 = 回风量 + 排风量 渗透风量 对于正压洁净室 送风量 回风量 + 排风量 差额部分即渗透风量（ 自室内向室外） 对于负压洁净室 送风量