1. Análise das características das salas limpas altas
(1). As salas limpas altas teñen as súas características inherentes. En xeral, as salas limpas altas úsanse principalmente no proceso de posprodución e adoitan empregarse para a montaxe de equipos grandes. Non requiren unha limpeza elevada e a precisión do control da temperatura e a humidade non é alta. O equipo non xera moita calor durante o proceso de produción e hai relativamente poucas persoas.
(2). As salas limpas altas adoitan ter estruturas de armazón grandes e a miúdo empregan materiais lixeiros. A placa superior xeralmente non é doada de soportar unha carga grande.
(3). A xeración e distribución de partículas de po Para as salas limpas altas, a principal fonte de contaminación é diferente da das salas limpas xerais. Ademais do po xerado por persoas e equipamentos deportivos, o po superficial representa unha gran proporción. Segundo os datos proporcionados pola literatura, a xeración de po cando unha persoa está parada é de 105 partículas/(min·persoa), e a xeración de po cando unha persoa está en movemento calcúlase como 5 veces maior que cando a persoa está parada. Para salas limpas de altura normal, a xeración de po superficial calcúlase como a xeración de po superficial de 8 m2 do chan é equivalente á xeración de po dunha persoa en repouso. Para salas limpas altas, a carga de purificación é maior na zona de actividade do persoal inferior e menor na zona superior. Ao mesmo tempo, debido ás características do proxecto, é necesario tomar un factor de seguridade axeitado para a seguridade e considerar a contaminación por po imprevista. A xeración de po superficial deste proxecto baséase na xeración de po superficial de 6 m2 do chan, o que é equivalente á xeración de po dunha persoa en repouso. Este proxecto calcúlase en función de 20 persoas traballando por quenda, e a xeración de po do persoal só representa o 20 % da xeración total de po, mentres que a xeración de po do persoal nunha sala limpa xeral representa aproximadamente o 90 % da xeración total de po.
2. Decoración de salas limpas de talleres altos
A decoración de salas limpas xeralmente inclúe pisos, paneis de parede, teitos e soportes de aire acondicionado, iluminación, protección contra incendios, abastecemento de auga e drenaxe e outros contidos relacionados coas salas limpas. De acordo cos requisitos, a envolvente do edificio e a decoración interior da sala limpa deben usar materiais con boa estanquidade e pequena deformación cando cambian a temperatura e a humidade. A decoración de paredes e teitos en salas limpas debe cumprir os seguintes requisitos:
(1). As superficies das paredes e os teitos das salas limpas deben ser planas, lisas, libres de po, sen brillo, fáciles de eliminar e ter menos superficies irregulares.
(2). As salas limpas non deben usar paredes de cachotaría nin paredes de xeso. Cando sexa necesario usalas, débese realizar traballo en seco e empregar estándares de xeso de alta calidade. Despois de xesar as paredes, débese pintar a superficie da pintura e débese seleccionar pintura que sexa ignífuga, sen gretas, lavable, lisa e que non sexa doada de absorber auga, deteriorarse nin mofar. En xeral, a decoración de salas limpas escolle principalmente mellores paneis de parede metálicos con revestimento en po como materiais de decoración de interiores. Non obstante, para fábricas de grandes espazos, debido á alta altura do chan, a instalación de divisións de paneis de parede metálicos é máis difícil, con pouca resistencia, alto custo e incapacidade para soportar peso. Este proxecto analizou as características de xeración de po das salas limpas en grandes fábricas e os requisitos de limpeza das salas. Non se adoptaron métodos convencionais de decoración de interiores de paneis de parede metálicos. Aplicouse un revestimento epoxi nas paredes orixinais de enxeñaría civil. Non se instalou ningún teito en todo o espazo para aumentar o espazo utilizable.
3. Organización do fluxo de aire en salas limpas altas
Segundo a literatura, para salas limpas altas, o uso dun sistema de aire acondicionado para salas limpas pode reducir considerablemente o volume total de subministración de aire do sistema. Coa redución do volume de aire, é especialmente importante adoptar unha organización razoable do fluxo de aire para obter un mellor efecto de aire acondicionado limpo. É necesario garantir a uniformidade do sistema de subministración e retorno de aire, reducir o vórtice e o remuíño do fluxo de aire na área de traballo limpa e mellorar as características de difusión do fluxo de aire de subministración de aire para dar pleno xogo ao efecto de dilución do fluxo de aire de subministración de aire. En talleres altos e limpos con requisitos de limpeza de clase 10.000 ou 100.000, pódese citar o concepto de deseño de espazos altos e grandes para o aire acondicionado de confort, como o uso de boquillas en espazos grandes como aeroportos e salas de exposicións. Usando boquillas e subministración de aire lateral, o fluxo de aire pode difundirse a unha longa distancia. A subministración de aire por boquilla é unha forma de conseguir a subministración de aire baseándose en chorros de alta velocidade que saen das boquillas. Úsase principalmente en lugares de aire acondicionado en salas limpas altas ou espazos de edificios públicos con alturas de chan elevadas. A boquilla adopta un subministro de aire lateral, e a boquilla e a saída de aire de retorno están dispostas no mesmo lado. O aire é expulsado de forma concentrada desde varias boquillas situadas no espazo a unha velocidade máis alta e un volume de aire maior. O chorro flúe cara atrás despois dunha certa distancia, de xeito que toda a área climatizada se atopa na área de refluxo e, a continuación, a saída de aire de retorno situada na parte inferior extráeo de volta á unidade de aire acondicionado. As súas características son unha alta velocidade de subministro de aire e un longo alcance. O chorro impulsa o aire interior para mesturalo fortemente, a velocidade diminúe gradualmente e fórmase un gran fluxo de aire en remolino no interior, de xeito que a área climatizada obtén un campo de temperatura e un campo de velocidade máis uniformes.
4. Exemplo de deseño de enxeñaría
Un taller alto e limpo (40 m de longo, 30 m de ancho, 12 m de alto) require unha área de traballo limpa por debaixo de 5 m, cun nivel de purificación estático de 10.000 e dinámico de 100.000, temperatura tn = 22 ℃ ± 3 ℃ e humidade relativa fn = 30 % ~ 60 %.
(1). Determinación da organización do fluxo de aire e da frecuencia de ventilación
Dadas as características de uso desta sala limpa alta, que ten máis de 30 m de ancho e non ten teito, o método convencional de subministración de aire limpo para o taller é difícil de cumprir cos requisitos de uso. Adóptase o método de subministración de aire en capas por boquillas para garantir a temperatura, a humidade e a limpeza da área de traballo limpa (por debaixo de 5 m). O dispositivo de subministración de aire por boquillas para soprar está disposto uniformemente na parede lateral, e o dispositivo de saída de aire de retorno cunha capa de amortiguación está disposto uniformemente a unha altura de 0,25 m do chan na parte inferior da parede lateral do taller, formando unha forma de organización do fluxo de aire na que a área de traballo regresa da boquilla e regresa do lado concentrado. Ao mesmo tempo, para evitar que o aire na zona de traballo non limpa por riba dos 5 m forme unha zona morta en termos de limpeza, temperatura e humidade, reducir o impacto da radiación de frío e calor do teito exterior na zona de traballo e descargar oportunamente as partículas de po xeradas pola grúa superior durante o funcionamento, e aproveitar ao máximo o aire limpo difundido a máis de 5 m, unha fileira de pequenas saídas de aire de retorno en tiras están dispostas na zona de aire acondicionado non limpo, formando un pequeno sistema de aire de retorno circulante, que pode reducir en gran medida a contaminación da zona superior non limpa á zona de traballo limpa inferior.
Segundo o nivel de limpeza e a emisión de contaminantes, este proxecto adopta unha frecuencia de ventilación de 16 h-1 para a zona de aire acondicionado limpo por debaixo de 6 m, e adopta un extractor axeitado para a zona superior non limpa, cunha frecuencia de ventilación inferior a 4 h-1. De feito, a frecuencia media de ventilación de toda a planta é de 10 h-1. Deste xeito, en comparación co aire acondicionado limpo de toda a sala, o método de subministración de aire con boquillas en capas limpas non só garante mellor a frecuencia de ventilación da zona de aire acondicionado limpo e cumpre coa organización do fluxo de aire da planta de gran envergadura, senón que tamén aforra en gran medida o volume de aire, a capacidade de refrixeración e a potencia do ventilador do sistema.
(2). Cálculo do subministro de aire da boquilla lateral
Diferenza de temperatura do aire de subministración
A frecuencia de ventilación necesaria para o aire acondicionado en salas limpas é moito maior que a do aire acondicionado xeral. Polo tanto, aproveitar ao máximo o gran volume de aire do aire acondicionado en salas limpas e reducir a diferenza de temperatura do aire de subministración do fluxo de aire de subministración non só pode aforrar capacidade do equipo e custos operativos, senón que tamén o fai máis propicio para garantir a precisión do aire acondicionado na área climatizada da sala limpa. A diferenza de temperatura do aire de subministración calculada neste proxecto é ts = 6 ℃.
A sala limpa ten unha envergadura relativamente grande, cunha anchura de 30 m. É necesario garantir os requisitos de solapamento na zona central e asegurar que a zona de traballo do proceso estea na zona de retorno de aire. Ao mesmo tempo, débense ter en conta os requisitos de ruído. A velocidade de subministración de aire deste proxecto é de 5 m/s, a altura de instalación da boquilla é de 6 m e o fluxo de aire envíase desde a boquilla en dirección horizontal. Este proxecto calculou o fluxo de aire de subministración de aire da boquilla. O diámetro da boquilla é de 0,36 m. Segundo a literatura, o número de Arquímedes calcúlase en 0,0035. A velocidade de subministración de aire da boquilla é de 4,8 m/s, a velocidade axial no extremo é de 0,8 m/s, a velocidade media é de 0,4 m/s e a velocidade media do fluxo de retorno é inferior a 0,4 m/s, o que cumpre cos requisitos de uso do proceso.
Dado que o volume de aire do fluxo de aire de subministración é grande e a diferenza de temperatura do aire de subministración é pequena, é case o mesmo que o chorro isotérmico, polo que a lonxitude do chorro é fácil de garantir. Segundo o número de Arquímedes, pódese calcular o rango relativo x/ds = 37 m, o que pode cumprir o requisito de solapamento de 15 m do fluxo de aire de subministración do lado oposto.
(3). Tratamento das condicións do aire acondicionado
Dadas as características do gran volume de aire de subministración e a pequena diferenza de temperatura do aire de subministración no deseño de salas limpas, aprovéitase ao máximo o aire de retorno e elimínase o aire de retorno primario no método de tratamento do aire acondicionado de verán. Adóptase a máxima proporción de aire de retorno secundario e o aire fresco só se trata unha vez e logo mestúrase cunha gran cantidade de aire de retorno secundario, eliminando así o requecemento e reducindo a capacidade e o consumo de enerxía de funcionamento do equipo.
(4). Resultados de medicións de enxeñaría
Tras a finalización deste proxecto, realizouse unha proba de enxeñaría exhaustiva. Configuraronse un total de 20 puntos de medición horizontais e verticais en toda a planta. O campo de velocidade, o campo de temperatura, a limpeza, o ruído, etc. da planta limpa probáronse en condicións estáticas, e os resultados reais das medicións foron relativamente bos. Os resultados das medicións nas condicións de traballo de deseño son os seguintes:
A velocidade media do fluxo de aire na saída de aire é de 3,0 a 4,3 m/s e a velocidade na unión dos dous fluxos de aire opostos é de 0,3 a 0,45 m/s. A frecuencia de ventilación da zona de traballo limpa está garantida en 15 veces/h e a súa limpeza mídese dentro da clase 10.000, o que cumpre ben os requisitos de deseño.
O nivel de ruído interior A é de 56 dB na saída de aire de retorno e outras zonas de traballo están todas por debaixo dos 54 dB.
5. Conclusión
(1). Para salas limpas altas con requisitos non moi elevados, pódese adoptar unha decoración simplificada para cumprir tanto os requisitos de uso como os requisitos de limpeza.
(2). Para salas limpas altas que só requiren que o nivel de limpeza da área por debaixo dunha determinada altura sexa de clase 10.000 ou 100.000, o método de subministración de aire de boquillas de aire acondicionado en capas limpas é un método relativamente económico, práctico e eficaz.
(3). Para este tipo de salas limpas altas, colócase unha fileira de saídas de aire de retorno en tiras na zona de traballo superior non limpa para eliminar o po xerado preto dos carrís da grúa e reducir o impacto da radiación de frío e calor do teito na zona de traballo, o que pode garantir mellor a limpeza, a temperatura e a humidade da zona de traballo.
(4). A altura dunha sala limpa alta é máis de 4 veces maior que a dunha sala limpa xeral. En condicións normais de produción de po, débese dicir que a carga de purificación do espazo unitario é moito menor que a dunha sala limpa xeral baixa. Polo tanto, desde esta perspectiva, pódese determinar que a frecuencia de ventilación é inferior á frecuencia de ventilación da sala limpa recomendada pola norma nacional GB 73-84. A investigación e a análise mostran que para as salas limpas altas, a frecuencia de ventilación varía debido ás diferentes alturas da área limpa. En xeral, o 30 %~80 % da frecuencia de ventilación recomendada pola norma nacional pode cumprir os requisitos de purificación.
Data de publicación: 18 de febreiro de 2025