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洁净厂房的新风系统设计与选型计算

返回列表 来源: 发布日期: 2026.05.16

新风系统是空调通风系统的一个重要组成部分,尤其在密闭的洁净车间的空调系统中,新风系统设计优化的目标是更加合理、节能地确保车室内的环境洁净度、温度、湿度的稳定,以及人员工作的舒适健康。

因此,设计新风系统的关键是适用设备选型、风量平衡参数计算以及合理自控设计,下面系统性地简述洁净车间的空调新风系统设计优化的要点:

一、清晰的需求与设计原则 

明确的具体需求是新风系统的设计基础,围绕洁净车间的环境需求,必然离不开洁净度、温湿度、有害物质的控制、人员新风总量的估算。

1.洁净度等级:根据行业工艺的特点要求,洁净车间的洁净度标准有不同等级,如百级、千级、万级、十万级等,对应不同的悬浮粒子的浓度控制规定,间接影响了空调净化系统的空气循环的换气次数及经计算需要的总送风量,因此,新风的补充总量需明确计算出车间总送风量。

2.温湿度要求:生产工艺对环境的温度及湿度往往有精确的范围要求,为了维持车间室内空气参数的稳定性,新风补充进来需新风机组配置相应的加热、冷却、加湿、除湿能力,并与空调系统协同工作。 

3.有害物控制:充分考虑工厂新风取风口的周围环境空气质量,如存在其他环境排风的污染风险,如存在蒸气、大气粉尘或有毒污染物,则新风系统中需增加多层物理过滤系统、甚至配置化学过滤或高效装置,确保新风引进到净化空调系统中的空气质量安全达标。

4.人员舒适安全:根据《工业企业设计卫生标准》,每人每小时新风量不应小于 30 m³为强制下限,洁净车间设计则建议每人每小时新风量不得小于 40 m³‌ 以满足室内人员的卫生需求,维持正压或负压环境。


二、新风系统设计选型的几个步骤

在获得明确需求后,技术设计人员逐项对以下技术要点进行深入计算。

1.风量计算与平衡:

新风量确定即每小时新风量的选取,需同时满足一下几个提前,一是满足人员工作环境健康所需的新风量,二是补充新风后具有维持正压所需风量;三是补偿生产工艺排风及系统泄漏的风量。

暖通工程师根据净化工程项目经验,在理论合计新风量的基础上乘以一定的系数进行合理的优化估算,最终目的是规划送风、回风、排风及漏风之间的平衡关系,新风量选得过小则无法满足洁净室环境达标要求,无法维持车间预定正压或负压值,新风选得过大会造成能源的浪费。在项目实践中,还有需要通风系统设计安装可调节的风阀、风管系统和控制系统来实现动态可控可调的风量平衡。

2.空气处理过程与设备选择:

新风过滤段配置,通常采用多级过滤组合。过滤系统通常有3级过滤器组成,分别是初级过滤(G级)预过滤粗粒径的污染物或虫害,从而保护后端设备不受污染,中效过滤(F级)作为中间保护层能拦截大部分微生物和细小灰尘,末端高效或超高效过滤器(H/U级)保证即将进入室内的空气洁净度。新风机组系统中至少需采用初效过滤段,如果洁净车间卫生要求较高,则应继续配置中效过滤段,甚至亚高效过滤段,因为过滤器有一定阻力,暖通工程师要充分考虑过滤段阻力需配置的机组风机压头、能耗等做综合选型。

温湿度处理单元选型,应充分考虑项目所在地的夏季、冬季极端气候特点,是否存在夏季高温高湿或冬季低温高湿等因素,新风机组需具备适配的除湿和再加热的能力。常见的组合包括:表冷除湿+电再热/热水再热、转轮除湿+热回收等,选择何种方式需综合当地气候特点、投资与运行费用进行权衡。

热回收装置选型,在大型工业厂房,洁净车间排风系统会损失一定的洁净风量,从长远降低能耗和投资回报上考虑,在风量大的暖通系统中,增加安装热回收装置(如转轮式、板翅式、热管式),通过回收排风中的冷热量来预处理新风,可大幅减少冷热源的负荷,从而降低生产运行成本。

3.风机配置:

因为洁净室或GMP厂房有噪音控制要求,如没有独立机房时,新风机组要靠近车间或在车间技术夹层安装,为避免机电震动噪音,新风机组的风机选择优先高效、低噪声的变频风机,其性能曲线应满足风压和风量要求,并留有适当余量。采用变频驱动,还可以根据实际负荷或压差信号调节输送风量,实现节能运行。

4.控制系统设计:

新风系统的控制可单独设计控制电柜,也可以并入整个暖通空调控制柜中。根据用户车间的使用工况特点、车间洁净度、温湿度要求等,设计新风系统的控制编程,实现风机启停与变频控制、过滤器压差报警、温湿度监测与自动调节;房间压差监控与调节、与车间整体自控系统的通讯集成。

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