洁净实验室空调系统

为了使洁净室内保持所需要的温度湿度、风速、压力和洁净度等参数，最常用的方法是向室内不断送入一定量经过处理的空气，以消除洁净室内外各种热湿干扰及尘埃污染。

为获得送入洁净室具有一定状态的空气，就需要一整套设备对空气进行处理，并不断送入室内，又不断从室内排出一部分来，这一整套设备就构成了洁净空调系统。通过阅读本文如果还有问题没有解决，请及时咨询博森科技官方客服。

基本构成

1、加热或冷却、加湿或去湿以及净化设备;

2、将处理后的空气送入各洁净室并使之循环的空气输送设备及其管路;

3、向系统提供热量、冷量、热源、冷源及其管路系统。

洁净空调系统一般分为三大类

1、集中式洁净空调系统：在系统内单个或多个洁净室所需的净化空调设备都集中在

机房内，用送风管道将洁净空气配给各个洁净室。

2、分散式洁净空调系统：在系统内各个洁净室单独设置净化设备或净化空调设备。

3、半集中式洁净空调系统：在这种系统中，既有集中的净化空调机房，又有分散在

各洁净室内的空气处理设备。是一种集中处理和局部处理相结合的形式。

100级净化空调系统, 人们一般按系统内各洁净室的洁净度来命名系统，如称之为

1000级净化空调系统等。有时也按系统的末级过滤器的性质来区分，分高效空气净化系

统，亚高效空气净化系统和中效空气净化系统。

洁净室空调系统的特点

洁净室(Clean Room)，亦称为无尘室或清净室，就是指为保持"室内要求的洁净度等

级”采用高效空气过滤器 HEPA(High Efficiency Particulate Air) ULPA （Ultra Low Penetration Air ） 等尽力创造的室内空间。洁净室按用途分类（可分为两 大类） :工业洁净室——以无生命微粒的控制为对象。主要控制空气尘埃微粒对工作对象的

污染，内部一般保持正压状态。 它适用于精密机械工业、电子工业（半导体、集成电路 等）宇航工业、高纯度化学工业、原子能工业、光磁产品工业（光盘、胶片、磁带生产）

LCD （液晶玻璃）、电脑硬盘、电脑磁头生产等多行业

,按照美国联邦标准 Fed?STD? 209B ，规定的室内空气洁净度以粒径等于及大于 0.5呵的悬浮尘粒浓度为基准，按每 ft3 空气中尘粒数分为100?100 , 000级；生物洁净室，主要控制有生命微粒（细菌）与无

生命微粒（尘埃）对工作对象的污染。又可分为 :一般生物洁净室，主要控制微生物（细

菌）对象的污染。同时其内部材料要能经受各种灭菌剂侵蚀，内部一般保证正压。生物学 安全洁净室：主要控制工作对象的有生命微粒对外界和人的污染。内部要保持与大气的负 压。

首先，洁净室的洁净度往往受到气流的影响，换言之，即人、机器隔间、建筑结构等 所产生的尘埃之移动、扩散受到气流的支配。洁净室系利用 尘埃的收集率达 99.97~99.99995% 之多，因此经过此过滤器过滤的空气可说十分干净。 然而洁净室内除了人以外，尚有机器等之发尘源，这些发生的尘埃一旦扩散，即无法保持 洁净空间，因此必须利用气流将发生的尘埃迅速排出室外。洁净室内的气流是左右洁净室 性能的重要因素，一般洁净室的气流速度是选 0.25~0.5m/s 之间，此气流速度属微风区 域，易受人、机器等的动作而干扰趋于混乱、虽提高风速可抑制此一扰乱之影响而保持洁 净度、但因风速的提高，将影响运转成本的增加，所以应在满足要求的洁净度水准之时， 能以最适当的风速供应，以达到适当的风速供应以达到经济性效果。另一方面欲达到洁净 室洁净度之稳定效果，均一气流之保持亦为一重要因素，均一气流若无法保持，表示风速 有异，特别是在壁面，气流会延着壁面发生涡流作用，此时要实现高洁净度事实上很困 难。垂直层流式方向要保持均一气流必须：

（a ）吹出面的风速不可有速度上的差异;

或超高效空气过滤器 HEPA 、ULPA 过滤空气，其

(b) 地板回风板吸入面之风速不可有速度上的差异。速度过低或过高 均有涡流之现象发生，而 0.5m/s 之速度，气流则较均一，目前一般洁净室，其风速均取

在 0.25~0.5m/s 之间。 影响洁净室的气流因素很多，如制程设备、人员、洁

净室组装材、照明器具等，同时对于生产设备上方气流的分流点，亦应列入考虑因 素。 一般操作台或生产设备等表面的气流分流点，应设于洁净室空间与隔墙板间距 之处，如此可使作业人员工作时，气流可从制程区内部流向作业区，而将微尘带走；若分 流点配置在制程区前方，将成为不当的气流分流，此时大部份的气流将流至制程区之后， 作业员操作所引起的尘埃将被带到设备后面，工作台因而将受到污染，良率也势必降低。

洁净室内的工作桌等障碍物，在相接处均会有涡流现象发生，相对地在其附近之洁净度将 会较差，在工作桌面钻上回风孔，将使涡流现象减少最低；组装材料之选择是否恰当、设 备布局是否完善，亦为气流是否成为涡流现象之重要因素。此外，由于实验基地内人员从 事的是比较繁重的脑力劳动——研究。所以，为了保证他们的实验效率和实验质量，新风 量水平应该取的比较合适，而不能仅仅从节能的角度去考虑而忽略了使用者的健康在设计 和设备选型时，应注意空调得末端装置和空气的输送管道的噪音控制。

关于系统方案的考虑因素

对于某一特定建筑，排除满足不了基本要求的系统外，一般还有几种系统形式可供选 择。通常不可能有绝对最好的系统，只可能是几项主要指标是最优或较优的系统。需要考 虑的指标也有很多，也只能择其重要的或比较重要的指标进行考虑。通常需要考虑的指标 有：经济性指标——初投资和运行费用或其综合费用；功能性指标——满足对室内温度、 湿度或其他参数的控制要求的程度；能耗指标——能耗实际上已反映在运行费用中，但有 时为其他费用所掩盖，而节能是我们的基本国策，应当优先选择节能型系统；系统与建筑 的协调性——如系统与装修、系统与建筑空间和平面之间的协调；其他，如维护管理方便 性，噪声等。在选择系统之前，还必须了解建筑和空调房间的特点与要求；如冷负荷密 度，冷负荷中的潜热部分比例，负荷变化特点，房间的污染物状况，建筑特点，室内装修 要求，工作时段，业主要求和其他特殊要求等。系统的选择实质上是寻求系统与建筑最优

(0.2m/s ， 0.7m/s) 2/3

搭配。全空气系统在机房内对空气进行集中处理，空气处理机组有多种处理功能和较强的处理能力，尤其是较强的除湿能力。因此适用于冷负荷密度大、潜热负荷大或对室内含尘浓度有严格控制要求的场所，例如人员密度大的餐厅、火锅餐厅、剧场、商场、有净化要求场所等。系统需要经常维修的是空气处理设备，全空气系统的空气处理设备集中于机房内，维修方便，且不影响空调房间使用，因此，对于天津生物芯片技术实验基地我们初步确定了全空气系统的方案。

制冷机房系统设计

一、制冷机房设在实验室同层西面区域。

二、制冷机房内采用空气源热泵机组，给洁净区空调处理机提供冷量。为满足整个系

统的冷量要求，选用清华同方公司生产的FS－L 空气源热泵机组。

三、冬季的时候，舒适区需要供热，同时为保证洁净室的湿度要求，需要给机组送风加湿，且必须用纯水。故从室外引入蒸汽，通过加湿器换热将纯水加热成蒸汽进行加湿。

同时通过换热器换热，为舒适区风机盘管提供60 度的热水为舒适区供热。由于室外管网蒸汽为高压蒸汽，故在进入室内时要减压。为保证系统正常运行，回水管上要加疏水器，同时在供回水之间要加旁通管以保证条件变化时室内温度稳定。

空调系统设计、管材及保温

1．空调系统设计

一、洁净区夏季空调冷负荷为62Kw 。

二、洁净区采用FFU 形式。机组将空气处理到室内状态点后送入各个房间的吊顶内，

回风在技术夹道内直接返回吊顶内与新风混合，FFU 将处理后的空气，经过净化处理后送

入洁净房间。

2．管材及保温

一、空调系统的风道采用不锈钢板制作，钢板规格按照国家有关规定确定，空调系统送风道、回

风道集中送风系统送风道采用40mm 厚铝箔离心玻璃棉保温板保温。

二、局部排风系统风道采用镀锌钢板制作，钢板规格按照国家有关规定确定。

空调系统的选择与划分原则

1. 关于系统形式的选择

本章中介绍了各种空调系统形式，那么究竟如何选择这些系统呢？对于某一特定建筑，排除满足不了基本要求的系统外，一般还有几种系统形式可供选择。通常不可能有绝对最好的系统，只可能是几项主要指标是最优化的系统。需要考虑的指标也有很多，也只能择其重要的或比较重要的指标进行考虑。通常需要考虑的指标有：经济性指标——初投资和运行费用或其综合费用；功能性指标——满足对室内温度、湿度或其它参数的控制要求的程度；能耗指标——能耗实际上已反映在运行费用中，但有时为其它费用所掩盖，而节能时我们的基本国策，应当优先选择节能型系统；系统与建筑的协调性——如系统与装修、系统与建筑空间和平面之间的协调；其它，如维护管理方便性，噪声等。在选择系统之前，还必须了解建筑和空调房间的特点与要求；如冷负荷密度，冷负荷中的潜能部分比例，负荷变化特点，房间的污染物状况，建筑特点，室内装修要求，中作时段，业主要求和其它特殊要求等。系统的选择实质上是寻求系统与建筑最优搭配。下面举例说明系统选择的分析方法：

(1)全空气系统在机房内对空气进行集中处理，空气处理机组有多种处理功能和较强的

处理能力，尤其是有较强的除湿能力。因此适用于冷负荷密度大、潜热能大或对室内含尘浓度有严格控制要求的场所，例如人员密度大的大餐厅、火锅餐厅、剧场、商场、有净化要求场所等。系统经常需要维修的是空气处理设备，全空气系统的空气处理设备集中于机房内，维修方便，且不能影响空调房间使用，因此全空气系统也适用于房间装修高级、常年应用的房间，例如侯机大厅、宾馆的大堂等。但是全空气系统有较大的风管及需要空调机房，在建筑层高低、建筑面积紧张的场所，他的应用受到了限制。

(2)高大空间的场所宜选用全空气定风量系统。在这些场所，为使房间内温度均匀，需

要要有一定的送风量，故应采用全空气系统中的定风量系统。因此，像体育馆比赛大厅、侯机大厅、大车间的空调都宜用全空气定风量系统。

(3)一个系统有多个房间或区域，各房间的负荷参差不齐，运行时间不完全相同，且各

自有不同要求时，宜选用全空气系统中的变风量系统、空气－水风机盘管系统、空气－水诱导器系统等。如果这些系统中有多个房间的负荷密度大、湿负荷较大，应选用单风道变风量系统或爽风道系统。空气－水风机盘管、和空气－水诱导器系统适用于负荷密度不大、湿负荷也较小的场合，如客房、人员密度不大的办公室等。

(4)一个系统有多个房间，又需要避免各房间污染物互相传播时，如医院病房的空调系

统，应采用空气－水风机盘管系统、一次风为新风的诱导器系统或空气－水辐射板系统。

设置于房间内的盘管最好干工况运行。

(5)旧建筑加装空调系统，比较适宜的系统是空气－水系统；一般不宜采用全空气集中

空调系统。因为空气－水系统中的房间负荷主要由水来承担，携带同样冷、热量的水管远比风管小很多，在旧建筑中布置或穿楼层较为容易；空气－水系统中的空气系统一般是新风系统，风量相对比较少，且可分层、分区设置，这样风管尺寸很小，便于布置、安装。

如果必须在此使用全空气集中空调时，也应尽量将系统划分得小一些。

2. 系统划分的原则

一幢建筑不仅有多种形式的系统，而且同一种形式的系统还可以划分成多个小系统。

系统划分的原则如下：

(1) 系统应与建筑物分区一致。一幢建筑物通常可分为外区和内区。外区又称周边区，

是建筑中带有外窗的房间或区域：如果一无间隔墙的建筑平面，周边区指靠窗外一侧

<10cm 时，就无内7m( 平均6cm) 的区域；内区是除去周边区外的无窗区域，当建筑宽度区。周边

区还可以分为不同朝向的周边区。不同区的负荷特点各不相同。一般说，内区中

常年有灯光、设备和人员的冷负荷，冬季只在系统开始运行时有一定的预热负荷。周边区的负荷与室外有着密切的关系，不同朝向的周边区的围护结构冷负荷差别甚大。北向冷负荷小；东侧上午出现最大冷负荷；西测下午出现最大冷负荷；南向冷负荷并不大，但四月、十月南向的冷负荷与东、西向相当。冬季周边区一般都有热负荷，尤其在北方地区, 其中北向周边区的负荷最大。在有内、外区的建筑中，就有可能出现需要同时供冷和供热的工况，系统宜分内、外区设置，外区中最好分朝向设置，因为，有的系统无法同时满足内外区供冷和对周边区供热，但会引起冷、热量抵消，浪费能量。因此，最好把内外区的系统分开。(2)在采暖地区，有内、外区的建筑，且系统只在工作时间运行，当采用变风量系统、诱导器系统或全空气系统时，无论是否分区设置，宜设一独力的散热器采暖系统, 以在建筑无人时进行值班采暖，宜设一独力的散热器采暖系统，以在建筑无人时进行值班采暖，从而可以节约运行费用。

⑶各房间或区的设计参数值和热湿比相接进、污染物相同，可以划分为一个全空气系统；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。

(4) 一般民用建筑中的全空气系统不宜过大，否则分管难于布置；系统最好不跨楼层设置，需要跨楼层设置时，层数也不应太多，这样有利于防火。

(5)空气一水系统中的空气系统一般都是新风系统，这种系统实质上是一个定风量系

统，它的划分原则是功能相同、工作班次一样的房间可划为一个系统；虽然新风量与全空气系统中的送风量相比小很多，但系统也不宜过大，否则各房间或区域的风量分配困难;

有条件时分层设置，也可以多层设置一个系统。

(6)工业厂房的空调、医院空调等在划分系统时要防止污染物互相传播。应将同类型污

染的房间划分为一个系统；并应使各房间之间保持一定的压力差，引导室内的气流从干净区流向污染区。