洁净室设计资料课件

第五章洁净室设计教育部十一五国家级规划教材洁净空调系统设计特点风量大空调冷负荷大、负荷因素特殊风机风压高压差控制严采用二次回风方式洁净空调系统设计特点图5-1

洁净室与办公楼送风量比较图5-2

不同净化等级的冷负荷比例洁净空调系统设计特点图5-3

洁净室与普通建筑运行能耗比较洁净空调系统的分类集中式洁净空调系统单风机系统和双风机系统风机串联系统和风机并联系统分散式洁净空调系统在集中空调的环境中设计局部净化装置在分散式柜式空调送风的环境中设计局部净化装置集中式之单风机系统图5-41-粗效过滤器2-温湿度处理室3-风机4-中效过滤器5-高效过滤器图5-5

1-粗效过滤器2-温湿处理风机3-温湿度处理室4-洁净循环总

风机

5-中效过滤器

6-高效过滤器集中式之串联双风机系统集中式之并联双风机系统图5-6

1-粗效过滤器2-温湿度处理室3-送风机4-中效过滤器5-高效过滤器

6-回风机集中式之并联双风机系统图5-71-粗效过滤器2-温湿度处理室3-风机4-中效过滤器5-高效过滤器集中式之值班风机系统图5-81-粗效过滤器2-温湿度处理室3-正常运行风机4-中效过滤器5-高效过滤器6-值班风机分散式洁净空调系统图5-9a）室内设置净化工作台b）室内设置空气自净器c）室内设置层流罩d）室内设置洁净小室e）走廊或套间设置空气自净器f）送风增设高效过滤器送风机组分散式洁净空调系统图5-10a）柜式空调器与高效过滤器风机机组b）柜式空调器与高效过滤器送风口c）柜式净化空调器d）柜式空调器与洁净小室风系统送

风排

风集中送风方式隧道洁净室送风方式风机过滤单元送风方式模块式风机单元 微环境+开放式送风方式 洁净室送风方式洁净室局部排风全面通风洁净室的防排烟新风处理系统洁净厂房送风系统结构图集中送风方式之一空调机在侧面、轴流风机送风集中送风方式之一空调机在顶部集中送风方式之二隧道式送风方式结构形式集中送风方式之三风机过滤单元送风方式1-新风处理机组2-FFU3-表冷器4-活动地板集中送风方式之四FMU送风方式示意图集中送风方式之五微环境洁净厂房示意图洁净室排风系统依据《洁净厂房设计规范》最有效方法局部排风方式考虑粉尘、有害气体、有害物质的 不同性质、不同浓度等因素设置局 部排风装置洁净室排风系统分区原则

排风介质混合后能产生或加剧腐蚀性、毒性、燃烧爆炸危险性和发生交叉污染。

排风介质中有毒与无毒，毒性相差非常大。易燃、易爆与一般排风。洁净排风系统相关措施防倒灌措施采用设置中效过滤器采用止回阀采用密闭阀采用自控装置其它措施防火、防爆措施排风无公害排放措施若有凝结液的排放措施洁净室排风系统的分类一般排风系统；有机气体排风系统；酸性气体排风系统；碱性气体排风装置；热气体排风系统；含粉尘的排风系统；特殊气体排气系统；药品生产中有害、有毒的排风系统。常见排风处理设备几种吸收塔的形式常见排风处理设备带过滤元件的过滤除尘装置原理图常见排风处理设备特殊气体排气处理设备常见排风处理设备多管电除尘器常见排风处理设备中心喷雾旋风除尘器常见排风处理设备自激式除尘器常见排风处理设备气环反吹袋式除尘器常见排风处理设备普通旋风除尘器常见排风处理设备三种振打清灰方式常见排风处理设备系统局部送风系统常见排风处理设备局部排风系统常见排风处理设备接受罩常见排风处理设备热源上部的接受罩常见排风处理设备工作台上的侧吸罩常见排风处理设备冷过程的上吸式接受罩常见排风处理设备循环过程气体吸收过程常见排风处理设备鼓泡吸收塔常见排风处理设备筛板吸收塔常见排风处理设备填料塔构造常见排风处理设备多层重力沉降室常见排风处理设备卧式旋风水膜除尘器排风系统常见管材室内排风系统的处理设备、风管、附件均依《洁净厂房设计规范》排风系统的风管应采用不燃材料。排除腐蚀性气体的风管，应采用耐腐蚀的难烧材料或难燃材料。附件、保温材料、消声材料和涂料等均采用不燃材料或难燃材料。洁净室新风处理系统新风系统处理和分配方法。新风进行多级过滤处理。常用的是新风三级过滤，即新风经粗效、中效、亚高效过滤处理。有些地方新风还需经过水喷淋或化学过滤器处理。洁净室新风处理系统集中式新风处理示意图1-粗效过滤器2-新风温湿度处理室3-新风风机4-中效过滤器

5-混合风温湿度处理室6-送风机7-高效过滤器洁净室的防排烟洁净厂房设计规范建筑设计防火规范

洁净厂房疏散走廊应设置机械防排烟设施

洁净室机械防排烟系统宜与通风、净化空调系统合用，但必须采取可靠的防火安全措施。防排烟排烟量确定设备选型烟口设置洁净室设计一般步骤洁净室设计一般步骤洁净空调系统的划分计算的一般步骤确定温、湿度等参数负荷计算水力计算设备选型校核计算图纸绘制等洁净空调系统的划分洁净室用净化空调系统应按其所生产产品的工艺要求确定。一般不应按区域或简单地按空气洁净度等级划分。净化空调系统的划分原则如下：一般空调系统、两级过滤的送风系统与净化空调系统要分开设置；运行班次、运行规律或使用时间不同的净化空调系统要分开设置；单向流系统与非单向流系统要分开设置；洁净空调系统的划分产品生产工艺中某一工序或某一房间散发的有毒、有害、易燃易爆物质或气体对其他工序或房间产生有害影响或危害人员健康或产生交叉污染等，应分别设置净化空调系统；温度、湿度的控制要求或精度要求差别较大的系 统宜分别设置；净化空调系统的划分宜照顾送、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。确定洁净室送风方式根据工艺要求确定洁净室的洁净度等级，选择气流流型。决定利用全室空气净化还是局部空气净化。从经济上考虑，非单向流经济，尽量少用全室空气净化。确定洁净室送风方式全室空气净化是以集中净化空调系统，在整个房间内造成具有相同洁净度环境的净化处理方式。局部空气净化，在一般空调环境中造成局部区域具有一定洁净度环境的净化处理方式。采用全室净化与局部净化相结合的净化处理方式。确定室内温湿度按生产工艺要求生产工艺无温湿度要求的洁净室人员净化及生活了解与舒适性空调的异同洁净室的温、湿度范围（GB50073-2001）房间性质温度/℃湿度/%冬季夏季冬季夏季生产工艺有温湿度要求的洁净室按生产工艺要求确定生产工艺无温湿度要求的洁净室20～2224～2630～5050～70人员净化及生活用16～2026～30——系统新风量的确定补偿室内排风量和保持室内正压值所需新鲜空气量之和；保证供给洁净室内每人每小时的新鲜空气量不小于40m3/h。负荷计算和送风量确定计算洁净室的冷、热负荷计算送风量。取下列三项中的最大值为保证空气洁净度等级的送风量；根据热、湿负荷计算确定的送风量；向洁净室内供给的新鲜空气量。洁净空调负荷计算与舒适性空调相同部分

空调负荷包括夏季的空调冷负荷和冬季的空调热负荷，冷、热负荷的计算方法在《空气调节》和《空调设计手册》等书中有详细介绍，不同的部分洁净室一般处于内区。排风所引起的新风负荷洁净区长期供冷舒适性空调简介舒适性空调简介舒适性空调简介舒适性空调简介舒适性空调简介舒适性空调简介舒适性空调简介舒适性空调简介舒适性空调简介舒适性空调简介舒适性空调简介舒适性空调简介舒适性空调简介舒适性空调简介舒适性空调简介任意表面上的速度、热和浓度的边界开展舒适性空调简介对流传质简化模型舒适性空调简介分区空调方式舒适性空调简介分区空调方式的应用舒适性空调简介多区单元系统舒适性空调简介分区控制水温的调节方法舒适性空调简介定风量露点送风单风道空调系统舒适性空调简介单风道定风量系统的控制系统舒适性空调简介变风量单风道空调系统舒适性空调简介双风道定风量集中空调系统舒适性空调简介变风量系统的风量控制原理舒适性空调简介水量调节原理舒适性空调简介用开关风门控制风量的空调系统舒适性空调简介节流型变风量系统流程图舒适性空调简介一次回风空调自动控制系统示意图舒适性空调简介二次回风系统的处理舒适性空调简介通过调节表冷器的冷冻水量舒适性空调简介室外温度补偿控制原理舒适性空调简介机器露点温度控制喷水室喷水温度舒适性空调简介风机盘管控制系统原理图舒适性空调简介送风温度补偿控制舒适性空调简介组合式空调机组夏季工况舒适性空调简介排烟口的设置舒适性空调简介节流型变风量风口舒适性空调简介离心式加湿器舒适性空调简介干蒸汽加湿器舒适性空调简介转轮除湿机工作原理舒适性空调简介抽屉式过滤器舒适性空调简介浸油式初效过滤器舒适性空调简介袋式过滤器舒适性空调简介高效过滤器舒适性空调简介活性炭吸附器舒适性空调简介管式电加热器舒适性空调简介顶送风的室内气流分布一舒适性空调简介顶送风的室内气流分布二舒适性空调简介顶送风的室内气流分布三舒适性空调简介顶送风的室内气流分布四舒适性空调简介侧送风的室内气流分布一舒适性空调简介侧送风的室内气流分布二舒适性空调简介侧送风的室内气流分布三舒适性空调简介侧送风的室内气流分布四舒适性空调简介侧送风的室内气流分布五舒适性空调简介侧送风的室内气流分布六舒适性空调简介方型散流器和圆形散流器舒适性空调简介下送风的室内气流分布一舒适性空调简介下送风的室内气流分布二舒适性空调简介上送下回气流分布舒适性空调简介剪切型减振器舒适性空调简介压缩型减振器舒适性空调简介复合型减振器舒适性空调简介共振减振器舒适性空调简介悬挂风机的消声减振方法舒适性空调简介水管的防振支架舒适性空调简介防止噪音从吊顶向下扩散的方法舒适性空调简介风管吊卡的防振方法舒适性空调简介风管穿墙隔振方法舒适性空调简介复合式消声器舒适性空调简介消声箱兼做静压分风功能舒适性空调简介消声器装载在空调机组出口舒适性空调简介膨胀消声器舒适性空调简介折板消声器舒适性空调简介片式和格式消声器负荷计算估算指标分类冷负荷/W·m-2热负荷/W·m-2电负荷/kW·m-1半导体器件60～277040～16300.6～1.3半导体材料70～1200170～15800.13～0.69电真空220～580280～5900.04～0.29粗密仪器310～1330250～8800.11～0.31医疗160～400160～6000.15～0.26制药320～1280270～17800.003～0.089电算中心230～290——医院（全部）100～130——设计其它计算步骤

根据送风量、冷热负荷和选择的气流组织形式，计算气流组织各参数。

确定空气加热冷却的处理方案，用一次回风还是二次回风。

据工艺要求或气流组织计算时确定的送风温差及室内外计算参数在图上确定各状态点，计算空调器处理风量、洁净室循环风量。计算总冷、热负荷，选择空气处理设备。校核洁净室内的微粒浓度和细菌浓度。洁净室送风量计算非单向流洁净室的洁净送风量含尘浓度计算换气次数计算实际洁净室工程 设计中是很难应 用公式，一般均 采用经验换气次 数来确定。H

X60G

10

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1

洁净室送风量计算空气洁净度等级GB

50073—2001ISO/DIS

14644—4医药洁净厂房设计规范（1997）6级（1000级）50～6025～567级（10000级）15～2511～25≥258级（100000级）10～153.5～7≥159级（1000000级）10～153.5～7≥12①②③①经验换气次数取值表，换气次数适用于层高小于4.0m的洁净室。②室内人员少、热源小时，宜采用下限值。③大于100000级的洁净室不小于12次。洁净室送风量计算换气次数风量

理论换气次数K计算的所需风量；

经验换气次数n确定的所需风量；

二者在实际工程实践中主要还是利用经验换气次数来确定风量。SL

K

VLS

n

V洁净室送风量计算其它风量确定方法消除洁净室房间余热 的送风量如右上式消除洁净室房间余湿 的送风量如右下式综合以上二者得出得 计算值和由换气次数 确定的风量，取三者 最大值作为送风量。LW

1000

W

d0LQ

i

3600

Q洁净室送风量计算

单向流洁净室的洁净送风量是一个特例：–单向流洁净室的洁净送风量是按照与气流垂直方向的洁净室断面及气流的平均速度进行计算如右式。单向流洁净室的洁净送风量与断面气流平均风速直接有关。具体取值可参看《洁净厂房设计规范》（GB

50073—2001）L

D

3600

FLD——单向流洁净室洁净送风量，m3/hυ

——断面平均风速，m/s

F——垂直气流方向的洁净室断面积，m2洁净室送风量计算空气洁净度等级GB

50073—2001ISO/DIS

14644—41～4级0.3～0.50.3～0.55级0.2～0.50.2～0.56级0.1～0.3洁净室的平均风速与换气次数等级气流流型平均风速/m·s-1换气次数/次·h-1ISO

8（100000）N/M0.005～0.045～48ISO

7（10000）N/M0.005～0.0760～90ISO

6（1000）N/M0.125～0.2150～240ISO

5（100）U/N/M0.2～0.4240～480ISO

4（10）U0.25～0.45300～540ISO

3（1）U0.3～0.45360～540高于ISO3（1）U0.3～0.5360～600洁净室的断面平均风速/m·s-1设备选型室内余热室内余湿确定ε线再热量和新风负荷表冷器或喷雾室的冷负荷Q风机、管道负荷柜式机组容量QRM=(1+k)Q根据《空气调节设计规范》柜式机组选择过程示意设备选型1、柜式处理机组选型说明（1）柜式空调机组选型分类恒温恒湿机组——一般指在铭牌风量下，蒸发器进风干球温度23℃，湿球温度17℃(相对湿度65%)时的冷量；或进风干球温度24.8℃，湿球温度19.3℃(相对湿度60%)状况下的冷量。降温去湿机组——一般指在铭牌风量下，蒸发器 进风干球温度27℃，湿球温度19.5℃(相对湿度50%) 时的冷量。空调机标准冷量：在铭牌风量下，蒸发温度℃，冷凝温度℃时的冷量；或进风干球温度28.2℃，湿球温度22℃(相对湿度58%)状况下的冷量。设备选型–

（2）柜式空调机组选择注意事项①风量在每小时几千至3万m3/h范围内最合适，最大风量可达5～6万m3/h；②不需再建制冷机系统和冷冻机房；③一般舒适性空调可选冷风型；④要选有一定机外余压的型号，如果余压不够则需加接力风机。设备选型2.组合空调器选择注意事项组合式空调器（组合式空调箱）本身不带冷热源，由制冷机房供给冷媒。组合式空气处理机组的选择净化空调房间的冷负荷选择表冷器的排数根据洁净室的级别选择过滤器类型净化空调房间的加热量选择加热器的排数若需要加湿的场合，选择加湿器的大小根据系统最不利环路的阻力选择风机型号净化系统选择及注意事项1

循环系统–

（1）系统划分：中效空气净化系统与空气净化系统分开；单向流洁净室系统与非单向流洁净室系统分开。–

（2）系统形式：新风集中处理系统新风量和排风量的控制带“短循环”的系统分散式空调系统直流式系统净化系统选择及注意事项图5-21

控制新排风下新风集中处理后与回风混合处理的系统示意图净化系统选择及注意事项图5-22

短循环方案下新风集中处理后与回风混合处理的系统示意图净化系统选择及注意事项排风系统的选择总则对净化空调系统来说，减少排风尽量利用回风，比普通空调系统具有更大的技术经济意义。需排风的工艺设备宜布置在洁净室下风侧。排风系统形式无机排风湿式处理有机排风干式处理特殊排风湿式处理泵的排风湿处理热排风湿处理净化系统选择及注意事项单风机和双风机的选择国内集中式净化空调系统大多采用单风机系统，因为大多数净化空调系统的新风量是全年固定不变的在技术经济比较认为合理，可在系统中增设回风机即成为双风机系统另外，根据工艺情况选择合理的系统形式、送风形式、气流组织等洁净室净化系统设计保证生产环境或其他用途的洁净室所要求空气洁净度的综合措施采用产生污染物质少的工艺及设备产尘少、不易滋生微生物的室内装修材料及家具减少人员及物料带入室内的污染物质合理的压差控制洁净室净化系统设计空气污染物质类型1悬浮在空气中的固态、液态粒子；2霉菌、致病菌等悬浮在空气中的微生物；3各种对人体或生产过程有害的气体根据污染物质不同，净化方式不同洁净室净化系统设计空气中主要污染物质的净化方式污染物质类别主要净化方法悬浮颗粒过滤法，洗涤分离法，静电沉积法，重力沉降法，离心力和惯性力分离法等细菌等微生物过滤法，紫外线杀菌法，消毒剂喷雾法，加热灭菌法，臭氧杀菌法，焚烧法有害气体吸附法，吸收法，溶解法，焚烧法，氧化剂催化法电子行业FFU设计电子行业洁净室的特点电子行业洁净室空调除了具有高效的净化空气能力气流分布需要很均匀恒温恒湿控制精度高新风量大，换气次数高洁净室空调冷负荷大且湿负荷很小电子行业FFU设计图5-23

干盘管—FFU系统洁净室电子行业FFU设计干盘管——FFU系统与其他方式相比有以下几个优点：灵活性大，布满率高FFU上部顶棚为负压起负压密封的作用空气流动系统的阻力小，出风口的风速低单位风量能耗较低图5-24

焓湿图及热湿处理过程电子行业FFU设计总风量换气次数系统设计换气次数室外气象参数室内设计参数FFU台数新风机组干盘管负荷室内人员发尘量FFU送风含尘浓度校核、确定换气次数电子行业FFU设计据洁净室空调冷负荷计算总风量校核换气次数冷负荷风量LlengQ——洁净室空调冷负荷，kW；hN——室内空气焓值，kJ/kg；hO——送风焓值，kJ/kg选用的FFU台数AFFUlFFU——单台FFU的风量，m3/min。校核换气次数Q

3600L

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1.2leng

60FFUlengFFUlLA

电子行业FFU设计L

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2

~ 3

)V3600W

LxinxinQ

L

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)

1.2根据新风量选择新风机组新风风量应满足卫生要求，正压和补充排风要求。新风量计算公式如上左式Lpai——工艺设备的排风量，m3/h。新风机组的制冷量计算式如上右式hW——室外空气焓值，kJ/kg；hL——新风机组的机器露点焓值，kJ/kg。由空调冷负荷要求的换气次数为：VLlln

电子行业FFU设计HNONh

hh

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3600HNhuigan

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)

1.2Q

L

(h根据回风风量计算干盘管的负荷回风比确定公式如上左式hH——经过干盘管处理后的空气焓值，kJ/kg。干盘管的负荷计算公式如上右式Lhui——洁净室的回风量，m3/h。电子行业FFU设计

室内人员发尘量计算室内发尘源主要包括 人和建筑表面、设备 表面以及工艺过程。洁净室内的灰尘主要来自人，占80~90%室内人员的发尘量可用右式计算。单位为粒/（m3

·Min）式中：q——室内人员密度，人/m3；β——劳动强度系数，一般为5，强度高为7，强度低为3。1

q)G

2

105

(8

电子行业FFU设计Ns

Nrs(1

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FFU)FFU

的送风含尘浓度确定了FFU的过滤效率和新风机组的过滤效率后，就可以由上式计算FFU的送风含尘浓度，单位粒/L。式中：S——循环风（回风）的比例；αFFU——FFU对≥0.5μm尘粒的计数总效率；αc——新风机组初效过滤器对≥0.5μm尘粒的计数总效率；αZ——新风机组中效过滤器对≥0.5μm尘粒的计数总效率；αm——新风机组末级过滤器对≥0.5μm尘粒的计数总效率；Nr——回风浓度，粒/L，工程设计计算时可采用室内平均含尘浓度N，取洁净室级别最高的1/2~1/3；M——大气尘浓度，粒/L，大气尘浓度与当地环境污染程度有关，工业城市内≤3×105，非工业区或农村≤1×105。电子行业FFU设计换气次数的确定据空调冷负荷要求的 其换气次数如右上式据洁净室含尘浓度计 算换气次数如右下式比较以上二者，取大 值得为最后确定的换 气次数；如果选用了，还要重 新确定FFU的台数。VnL

lengleng

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N60G

10

3

生物洁净室设计生物洁净室设计的特点主要控制悬浮粒子生物微粒的污染内部材料要能经受各种灭菌剂侵蚀依据《药品生产质量管理规范》生物洁净室设计生物洁净室过滤器选择防止交叉污染措施值班系统设计GMP规范消毒灭菌系统设计工艺合理系统合理值班风机主风机双速或变速系统紫外线灯灭菌气体灭菌生物洁净室设计生物洁净室设计的特点–生物洁净室主要控制悬浮粒子生物微粒的污染。其内部材料要能经受各种灭菌剂侵蚀，房间一般保持正压，实际上是结构和材料允许作灭菌处理的工业洁净室。根据

1992年我国卫生部重新修订的《药品生产质量管理规范》（Good

Medication

Product，简称GMP）,就生物洁净室设计作一些说明。生物洁净室设计生物洁净室设计的特点过滤器的选择生物洁净室可采用亚高效过滤器或过滤效率较低的高效过滤器作为末端过滤器。防止交叉污染的措施（1）工艺布局合理，按照GMP设计建筑（2）净化空调系统设计合理生物洁净室设计（3）净化空调系统设计合理①不同的污染气流不要合到一起，除非各种 污染气流经过滤处理并符合要求后。

②对于产生剧毒性、强致敏性、高生物活性或粉尘性微粒的洁净室，应单独设净化空调系统。

③若回风经过滤或吸附等处理后，仍不能避免交叉污染则不要回风。④严格控制房间正负压，防止相邻房间气流 出现反灌现象，这一点在生物洁净室的设计 及使用过程中应特别重视。生物洁净室设计值班系统设计–目前许多生物洁净厂房的工作班次为单班制，下班后，为防止室外污染物渗入洁净室，或室内危险气体逸至其他房间或室外，应设值班运行系统，维持房间正负压。在潮湿环境，值班时需供冷水去除空气水分，防止室内表面长霉；在寒冷地区，值班时需供热水，防止室内储水容器或管路冻结。生物洁净室设计值班风机系统值班风机的风量按维持房间正负压所需要的风量确定，若排风机全天运行或值班时减小风量运行，则值班风机的风量需附加此排风量。RA回风，SA送风，WA新风图5-25

值班风机系统生物洁净室设计（2）主风机双速或变速系统①双速风机的电机为双速，工作时电机高速运行，值班时低速运行；可通过改变电机线圈的绕组方式来实现。采用速比，值班时系统回风量可以少一些。②变速风机的电机配有变频器，值班时根据需要的风量，通过变频器使风机变速运行，相当节能。生物洁净室设计多套净化系统的值班设计形式–

对新风作集中处理后送至各空调器，这样，值班时仅对新风机组供冷(热)水，各空调器停止供冷(热)水，风机变转速运行、新风机组根据各空调器所需的新风量变速运行。图5-26

多套净化系统的值班设计形式生物洁净室设计消毒灭菌系统设计生物洁净室在墙壁及吊顶等处容易积存细菌、所以需定期进行灭菌处理。常用的灭菌方式有紫外线灯灭菌和气体灭菌。紫外线灭菌气体灭菌生物洁净室设计系统消毒时，将甲醛溶液放在空调器的送风段或 房间内，阀1，3及排风机关闭，阀2打开，风机运 行使整个系统充满甲醛气体；系统消毒后，阀1，3及排风机开启，阀2关闭，让 空气直流排除室内残余的刺鼻的消毒剂。图5-27

消毒灭菌系统PA

消毒排风，其它同前。洁净室恒温恒湿设计温度一般不超过±0.5℃，湿度一般不超过±5%。调节方案的合理性、经济性确定不可控因素监控温湿度局部洁净区设计简介全面净化：

凡通过空气净化及其他综合处理措施，使室内的整个工作区成为洁净空气环境的做法称为全面净化；局部净化：

凡仅使室内的局部工作区或特定的局部空间成为洁净空气环境即局部洁净区的做法称为局部净化。能用局部净化的场合，就