车间净化面积如何配置空调？

为保证净化车间的洁净度和工艺稳定，空调系统不仅要满足温湿度控制，更要提供稳定的送风量、合适的换气次数和足够的冷/热能力。本文面向设计与施工一线人员，提供一套清晰、可执行的思路：从影响因素分析、常用计算方法、到分步骤实操与示例计算，帮助你把“净化面积怎么配空调”这件事做稳、做准、可落地。

一、设计前必须明确的关键参数

在任何计算开始前，应确认以下信息（按优先级排列）：

1. 净化车间功能与工艺要求：对洁净度、局部排风、正压/负压、分区要求的影响最大。
2. 净化面积与层高：面积（m²）与净空高度（m）决定房间体积（m³）。
3. 温度与湿度控制目标：设计温度（℃）与相对湿度（%RH）。
4. 换气次数（ACH）或送风风量要求：不同洁净等级、工艺有不同换气要求（可用范围、非硬性数值）。
5. 人员、设备、照明等内部热源：计算内部热负荷（W或kW）。
6. 室外设计工况：最高/最低外界温度、湿球温度，用于热负荷计算。
7. 工艺产生的显/潜热与排风需求：有无大量排风或局部排放。

注：本文提供通用方法与典型范围，具体项目应结合委托方工艺文件与现场核对后定稿。

二、三种常用的配空调（送风/容量）方法对比

实际设计中常将 换气次数法 + 热负荷法 结合使用：先用换气确定送风量，再用热负荷核算冷（热）量，最终取更严格者作为设备选型依据。

三、关键公式与计算步骤

1）房间体积

V (m³) = 面积 (m²) × 层高 (m)

2）送风量（基于换气次数）

Q_v (m³/h) = V (m³) × ACH (次/h)
或
Q_v (m³/s) = V × ACH / 3600

3）通风引起的显热（空气冷负荷）

使用气流换热公式（基于常用近似常数）：

Q_sensible (kW) = ρ × Cp × Q (m³/s) × ΔT
取 ρ ≈ 1.2 kg/m³，Cp ≈ 1.005 kJ/(kg·K)
等价常数：Q_sensible (kW) ≈ 0.001206 × Q(m³/h) × ΔT(℃)
更常用近似：Q_sensible (kW) ≈ 0.000335 × Q(m³/h) × ΔT(℃)

（为便于工程计算，文中将采用 0.000335 的近似系数）

4）内部热负荷（示例类别）

• 人员：每人约 70–120 W（视工作强度）
• 照明：按功率计入全部照明电功率
• 设备：按设备铭牌或工艺核算（W或kW）
  将各项相加得到内部显热与潜热总和。

5）总冷负荷

总冷负荷 (kW) = 通风显热 + 透过/围护结构热 + 内部热源显热 + 潜热（湿度处理）

湿度控制时需计算潜热并选定除湿方式（直接空调冷凝或再热回气等）。

四：分步骤设计流程

1. 收集资料：面积、净空高度、用途、人员与设备清单、工艺排风、目标温湿度、室外设计点。
2. 确定换气次数（初步）：根据洁净等级与工艺经验选取换气范围（示例范围可写于项目技术条件）。
3. 计算送风量：用房间体积 × ACH 得到初始送风量（m³/h）。
4. 估算热负荷：按公式分别计算通风冷负荷、设备/照明/人员负荷、包络热传导负荷，合计得出总冷负荷（kW）。
5. 核对与迭代：若通风带来的显热占主导（例如送风量远大于内部热），则送风量决定系统容量；若设备热大，则需提高冷量或局部排风。
6. 选择系统类型：根据洁净与节能目标选择：全新风空调箱 + 末端高效过滤、变风量（VAV）或恒风量（CAV）、带热回收的分区处理等。
7. 细化末端与管道：确定末端箱、风口样式、风管阻力及风机余量（通常考虑 10–20%余量）。
8. 编制图纸与设备清单：按核定的冷量、风量与压差选型，并进行能耗估算与运行策略（如夜间放风、旁通、除湿回路）。
9. 现场调试与验证：调试送风量、温湿度稳定性及压差关系，完成平衡并记录最终数据。

五：示例计算

工程背景（示例）：净化车间面积 500 m²，层高 4.0 m，目标设计温度 24℃，外界夏季设计温度 35℃，初步选定换气次数 ACH = 30 次/h。计算步骤如下。

1. 计算房间体积：

V = 500 m² × 4.0 m = 2,000 m³

2. 计算送风量（m³/h）：

Q_v = V × ACH = 2,000 m³ × 30 次/h = 60,000 m³/h

3. 换算成 m³/s（便于用公式验证）：

Q_v (m³/s) = 60,000 / 3600 = 16.6666667 m³/s

4. 通风显热（基于 ΔT = 35 − 24 = 11 ℃）：
   使用近似系数 0.000335：

Q_sensible (kW) ≈ 0.000335 × Q(m³/h) × ΔT
             = 0.000335 × 60,000 × 11
先算 60,000 × 11 = 660,000
再算 0.000335 × 660,000 = 221.1 (kW)

因此，单由送风换气造成的显热约 221.1 kW。

5. 加入内部热源（假设示例）：

• 设备与工艺散热（示例估计）：50 kW
• 照明及杂散：10 kW
• 人员（10人，每人 100 W）：1.0 kW
  内部合计 ≈ 61.0 kW

6. 初步总冷负荷（未计包络与潜热）：

总冷负荷 ≈ 221.1 + 61.0 = 282.1 kW

7. 考虑建筑围护、透过热与潜热后，最终设备冷量可能在 300 kW 左右（示例估算，仅供方法演示，不作为项目最终值）。

说明：上例演示了“送风量对冷负荷的强烈影响”。当换气次数非常大时，送风引起的负荷往往成为主要项，设备与箱体需按更保守的数值选型并留出检修余量（通常 10–20%）。

六、实务建议与常见误区

• 误区：按面积简单乘以固定系数就够 —— 面积法只能作为概算，忽略了换气、设备与外界差异，风险大。
• 建议：优先用换气法确定风量，再用热工法核算冷量。两者取更严格值，避免验收时超负荷。
• 余量与可调性：风机与冷机留 10–20% 余量，且末端应有调节能力（阀门、变风量等）。
• 湿度控制策略：若对湿度敏感，建议独立除湿回路或采用冷却+再热组合以保证露点与相对湿度。
• 压差与洁净分区：空调系统需配合分区压差策略，送回风比、回风过滤及局部排风要在设计阶段明确。
• 能效与热回收：在大风量系统中，热回收可显著降低运行能耗，务必在可行时优先考虑。
• 现场核验：设计完成后，强烈建议在试运行阶段对送风量、温湿度与压差进行三点或多点实测，以便微调。

七、工程落地要点

1. 配置净化车间空调必须同时考虑 送风量（换气） 与 热负荷 两条主线，缺一不可。
2. 推荐步骤：收集工艺 → 初定换气次数 → 计算送风量 → 热负荷详细计算 → 选型与留量 → 现场调试验证。
3. 对于大风量净化车间，送风产生的显热常常是系统冷量的主导项；务必在早期设计阶段识别并优化（如回风比、热回收策略）。
4. 每个项目的具体数值取决于工艺、洁净级别与现场条件，上文提供的是通用方法与示例，最终设计应结合项目技术文件与现场数据。