洁净室设计中空气过滤器风量计算如何计算
洁净室设计中空⽓过滤器风量计算如何计算
怎样可以净化空气1 《洁净⼚房设计规范》GB50073—2001中指出“空⽓过滤器的处理风量应⼩于或等于额定风量。设置在同⼀洁净区内的⾼效（亚⾼效、超⾼效）空⽓过滤器的阻⼒、效率宜接近”。
并同时指出“洁净室的送风量，应取下列三项中的最⼤值：
1.1为保证空⽓洁净度等级的送风量。
1.2根据热、湿负荷计算确定的送风量。描写雪的四字词语
1.3向洁净室内供给的新鲜空⽓量。
”由此可见，在空调系统中过滤器的选择和送风量（换⽓次数）的计算具有重要意义。
在实际的设计过程中，过滤器的选择⼀般都要考虑到过滤器的投资和使⽤寿命的问题，设计⼈员选择过滤器的实际风量均⼩于它本⾝的额定风量，具体⽅法是按照某⼀过滤器额定风量⽐例（如60%）来选择某⼀型号的过滤器，认为只要是⼩于额定风量，它们之间的阻⼒不平衡可以通过安装调节阀来实
现，因此未能校核过滤器的阻⼒，从⽽未能使同⼀洁净区内的⾼效空⽓过滤器的阻⼒达到接近，给风量调节带来⿇烦，并且对过滤器的使⽤寿命造成影响。
⽽⼀般情况下认为洁净室的等级换⽓次数均⼤于热、湿负荷计算来确定的送风量（普通空调露点送风换⽓次数为8~10次/h），洁净室送风量的选择⼀般是按照洁净度的级别，根据洁净室保证不同级别选⽤不同的换⽓次数，⽽不校核热、湿负荷计算来确定的送风量，这样的计算存在的问题在于，⼀个净化空调系统只能有⼀个送风状态点，当不同级别洁净室（如万级和⼗万级甚⾄千级洁净室在⼀个系统时）或室内负荷相差较⼤的房间在⼀个系统（如更⾐间和主要的操作间之间的房间冷负荷相差⼏倍甚⾄⼗⼏倍）时，⽆法确定⼀个正确的送风状态点，造成有的房间冷，⽽有的房间热。
2 ⾼效过滤器的选择计算：
由于洁净室的特性不同，⾼效过滤器的选择⾸先要按照洁净室的级别、⽆菌程度、温湿度、耐⽕程度、防腐等不同要求来确定。如100级以下选择A类或B类，100级以上则需要选择C类过滤器；⾼温⾼湿条件下宜选⽤⾦属分隔板和⾦属框架的过滤器；有防腐要求的宜选⽤塑料分隔板和塑料框架的过滤器；有防⽕要求的，过滤器所有材料应为不燃性等等。本⽂不考虑这些问题，仅仅考虑影响常规⾼效过滤器（以过滤≥0.5µm为主）的选择中风量和阻⼒问题。
实践中常规过滤器就是指⾼效空⽓过滤器标准中规定的A类和B类，它们是洁净⼚房设计中最常⽤的⾼
效过滤器，⼀般低于或等于10万级可以选A类；1万~100级可以选B类。凡是常规⾼效过滤器，对于≥0.5µm微粒的效率可按照5个“9”即0.9999计算。
⾸先要明确⼀下⾼效过滤器通过的风量与其阻⼒的关系，实验证明⾼效过滤器的阻⼒与流量是⾮直线关系，但在‘⼀般⽐额定风量⼤得不多时，阻⼒和通过风量的关系如近似看成直线关系，误差也不⼤’。
表1是⾼效过滤器规格表，图1是该⼚⽣产的⾼效过滤器阻⼒特性曲线，由图1可以看出不同特征尺⼨的过滤器其阻⼒的特性曲线是不同的，我们可以根据所选的过滤器的型号查它的相应阻⼒特性曲线得到它的阻⼒，为了⽅便选择我们把图1中的曲线处理⼀下，⽤每⼀个型号的曲线的横坐标风量去除以⾼效过滤器的特征尺⼨（即⾼效过滤器的体积
V=H×W×D），然后重新进⾏拟和成图2中的曲线，从图中可以看出两条曲线有重合的趋势，只要特征尺⼨选择得当（可以考虑⼀下不同型号过滤器结构阻⼒，因为过滤器的真正过滤⾯积要⼩于过滤器的截⾯积，存在⼀个有效⾯积⽐，⽽且⼩型号的过滤器有效⾯积⽐较⼤，⽽⼤型号的⼩），两条曲线将更加逼近，两个拟和⽅程的相对应系数也相差不⼤。
⽽且我们所需要的是额定风量附近的曲线（图2中＜20000附近的曲线，即相当于额定风量以下的风量），对于我们⼯程选择来讲，这样的差距是可以忽略不计的。从表1中也可以看出，在相同初阻⼒下，每种型号过滤器的Q/（H×W×D）值也均⼤致相等，即在图2中有⼀个相同的状态点。因此我们可
以得出这样的结论：在不⼤于额定风量的前提下，常规⾼效空⽓过滤器的阻⼒—流量特性曲线可以⽤⼀条曲线来描述，并且成线形分布。也就是说只要知道⼀种型号的过滤器的阻⼒—流量特性曲线就可以知道其它型号的过滤器⼤致的特性曲线，⼜因为成线形的分布，只要知道曲线上的两点便可以确定该直线（因为我们知道该直线过坐标原点，因此只要知道⼀点即可⽅便的确定该直线，这⼀点可以⽤⾼效过滤器额定风量下的初阻⼒确定），从⽽给过滤器的选择带来很⼤的⽅便。
表1、⾼效过滤器规格：
型号
特征尺⼨
H×W×D（mm）额定风量Q（m3/h）
Q/（H×W×D）
（h-1）
初阻⼒
（Pa）
GB-01484X484X220100018182执⾏1993年颁布的国标标准A类≤190
B类≤220
GB-02484X484X180******** GB-03630X630X220150017179 GB-04630X630X180120016797 GB-05630X726X220150014907 GB-06484X968X220200019404 GB-07630X945X220225017179 GB-08630X1260X220300017179 GB-09610X610X150100017916 GB-10610X915X150150017916 GB-11610X1220X150200017916 GB-12320X320X26050018780
GB-13600X820X220185017092
由于⾼效过滤器的寿命T0是按照额定风量Q0下终阻⼒增加到等于初阻⼒的既定倍数（⼀般为2倍）时所使⽤的时间，此时⾼效空⽓过滤器的容尘量也达到了最⼤（也称标准容尘量P0），因此也可以认为⾼效过滤器的寿命T0是⾼效空⽓过滤器的容尘量达到了标准容尘量P0的时间。当过滤器在低风量Q1下运⾏时，此时Q1＜Q0，所以过滤器的寿命可以延长⾄T1，此时T1＞T0。T1和T0的关系可以⽤如下的关系式（1）计算：
在⼀般条件下，对于⾼效过滤器系统在额定风量条件下，如果⼀天⼯作12⼩时，To为3.5年以上，具体计算⽅法这⾥就不计算了，请参考⽂献。
下⾯具体地说明以下过滤器的选择⽅法，⾸先要根据⾼效过滤器的设计使⽤寿命T1来选择，可以根据上⾯公式（1），可以很⽅便的计算出在设计使⽤寿命下过滤器的设计风量Q1。根据公式可以得到以下表格2：
表2⾼效过滤器不同风量下的寿命
Q150%Q055% Q060% Q065% Q070% Q075% Q0Q0
T1  3.5 T03.1 T0  2.7T0  2.4 T0  2.2 T0  1.9T0T0
T1（年）12.310.98.18.47.7  6.7  3.5
我们可以按照设计使⽤寿命10年，查表2选择55%额定风量作为设计风量来选择过滤器型号，由上⾯的分析可以知道按照⾼效过滤器的额定风量的百分⽐所选对应的过滤器的阻⼒必定相等。下⾯的主要任务变成了选择风量所对应的过滤器型号。
下表3是作者经常使⽤的⾼效过滤器不同厚度、不同额定风量百分⽐下的风量（m3/h）。
表3⾼效过滤器不同额定风量百分⽐下的风量（铁框）
型号
特征尺⼨
H×W×D（mm）额定风量Q0（m3/h）Q1=55%Q0
Q1/（H×W×D）
（h-1）
初阻⼒
（Pa）
01型484X484X220100055010672执⾏1993年颁布的国标标准A类≤190
B类≤220
484X484X18080044010435
484X484X15065035810174
484X484X1205002759783
人生路上坎坷多
02型320X320X22043023710498 320X320X18034418910265
320X320X15028015410026
320X320X1202151189623
03型630X630X220170093510708
630X630X180136074810470
630X630X150110*********
630X630X1208504689816
表4实际⼯程中的风量计算表
过滤器型号
序号名称⾯积m2级别换⽓次数（h-1）送风量Q（m3/h）
台数T校核值Q1/（H×W×D）/T
（H×W×D）
1换鞋  3.110万15.0120.9320×320×12019839
2洗⼿  3.010万15.0117.0320×320×12019521
3套⾐  4.3万20.0223.6320×320×22019925
4物⼊  5.2万20.0270.4484×484×12019619
5实验室11.6万20.0603.2630×630×150110132
6培养室14.9万20.0774.8630×630×180110845
7种⼦室8.7万20.0452.4484×484×180110729
8反应27.0万40.04320.0630×630×22059895
9缓冲  4.010万15.0156.0320×320×150110156
我们以表4为例，该风量计算表是实际⼯程中的⼀例，我们按照实际送风量查表3中55%Q0风量所对应
过滤器型号，该选择过程是⼀个试算的过程，如果现有的过滤器型号在55%风量下均能满⾜所有房间的送风量的要求，则停⽌试算；如果仅有少数房间不能满⾜，则可以选择⽐设计值⼤的型号中风量最⼩的那⼀档；如果⼤多数不能满⾜，则需要重新选择过滤器的寿命并重新计算所选过滤器额定风量的百分⽐，如可以选择50% Q0或60% Q0，继续试算直到满⾜前两条要求。最后可以通过设计风量除以其相应的过滤器特征尺⼨（H×W×D），看是否相近，不平衡率相差10%以内即可认为所选过滤器基本阻⼒平衡。表4中经过试算和校核，不平衡率在10%以内，达到设计要求。
3 洁净室送风量的确定：
对于单个空调房间，洁净室的等级换⽓次数与热湿负荷所确定的换⽓次数进⾏⽐较，选择较⼤的换⽓次数即可；对于多
安全教育手抄报内容对于单个空调房间，洁净室的等级换⽓次数与热湿负荷所确定的换⽓次数进⾏⽐较，选择较⼤的换⽓次数即可；对于多个空调房间组成净化空调系统，每个房间的冷热负荷情况不⼀样，导致每个房间在该房间等级的换⽓次数下，所要求的送风状态点也不⼀样，⽽作为⼀个净化空调系统（净化空调系统的特点之⼀是经常不同级别的洁净室在同⼀个空调系统中）设计上要求必须有且仅有⼀个送风状态点，这时如果按满⾜主要操作间温湿度为前提，选择主要操作间的送风温差为系统送风温差，则往往主要操作间的冷负荷较⼤，因此所需的送风温差也较⼤，其它辅助房间的在其洁净等级换⽓次数下，
会造成冷量过剩，房间过冷，给⼈以不舒适感；相反如果按满⾜⼤多数辅助房间（因为⼤多数辅助房间的冷热负荷较均衡）温湿度为前提，选择其送风温差（偏⼩）为系统送风温差，则往往主要操作间在⼤冷负荷的情况下，需要增加⽐洁净等级还要⼤的换⽓次数来满⾜操作间的温湿度，这样会给系统带来风量的增加，初投资也相应地加⼤。两种⽅式各有利弊，可以根据具体情况适当选择，或者可以两种⽅式混合使⽤，即送风温差选择⼀个两者之间的数值，以尽量满⾜设计和投资的要求。
表5实际⼯程中的风量计算表（室内设计温度tn=24±2℃）
序号名称
送风量
Qi（m3/h）
房间的冷负荷电脑无法关机怎么办
Ii（W）
送风温差△t= -
ts（℃）
冷负荷送风
量QLi
净化等级送风
量QDi
冷负荷送风量与送风量
相对偏差
室内温度
校核
1换鞋120.931.9  1.949.9120.9-58.8%22.9 2洗⼿117.030.9  1.948.3117.0-58.7%22.9 3套⾐223.644.2  1.969.1223.6-69.1%22.7 4物⼊270.453.5  1.983.6270.4-69.1%22.7
exo-m mama
5实验
室
603.2119.4  1.9186.7603.2-69.1%22.7
6培养
室
774.8849.7  1.91328.3774.871.4%25.4
7种⼦
室
452.489.5  1.9139.9452.4-69.1%22.7 8反应4320.03247.5  1.95076.92160.017.5%24.3 9缓冲156.048.8  1.976.3156.0-51.1%23.0 0∑7038.34515.4  1.9（△tm）7059.04878.30.3%24.0具体的计算步骤如下：
1、⾸先确定室内的设计温度tn±△（精度）。
2、计算净化空调系统中各个洁净室的冷负荷Ii，并计算∑Ii。
3、根据各洁净室净化等级确定送风量QDi，并计算∑QDi。
4、确定每⼀个洁净室内的送风量Qi，并令Qi的初始值为QDi，∑Qi=∑QDi。
5、根据∑Ii和∑Qi确定系统平均送风温差=tn-ts，并确定ts。
6、⽤公式判断∈tn±△的范围内吗？

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