净化车间净化空调系统设计方案

一、设计目标与基本要求

• 洁净度与污染控制：根据工艺对颗粒与微生物控制的需求，确定洁净等级和允许的颗粒浓度范围（以工艺需求为准）。
• 温湿度稳定：满足工艺装备及人员舒适的温湿度区间，同时兼顾材料和工艺对湿度的敏感性。
• 压差与气流组织：通过压差梯度与送/回风布置防止交叉污染并实现洁净区分级。
• 新风与换气：保证新风量满足排放污染物与气体平衡需求，同时考虑能耗。
• 可维护性与扩展性：便于滤网更换、设备检修和未来产线调整。
• 能效与运行成本控制：采用节能控制策略与热回收方案，兼顾一次投资与长期电耗。

二、设计原则

1. 以工艺为核心：洁净度、温湿度、压差等指标以工艺需求为依据，不以“通用数值”取代现场评估。
2. 分区分级设计：根据洁净需求划分高洁净区、缓冲区、一般区并设置合理压差梯度（上级→下级）。
3. 冗余与可用性：关键设备（如主送风机、FFU）应考虑N+1冗余，降低停机风险。
4. 模块化与可维护：机组与过滤器布置便于维护、更换与升级。
5. 节能优先：使用高效电机、变频调速、热回收与智能控制策略降低生命周期能耗。

三、负荷计算与风量确定

• 热负荷：考虑设备耗热、照明、人员散热、外部传热与新风热负荷；按季节分别计算。
• 显热/潜热分配：依据湿负荷与除湿需求选配冷却盘管容量或独立除湿机组。
• 换气次数（ACH）与洁净度：换气次数由洁净等级、工艺排放和局部排风需求共同决定。建议以工艺评估为主，常见设计采用范围供参考（仅供工程初步参考）：
  • 高洁净区（严格颗粒控制、局部敏感工艺）：换气次数较高；
  • 一般洁净区：中等换气次数；
  • 缓冲区与辅助区：较低换气次数。
• 末端送风风量：根据局部洁净设备（FFU、层流单元）与全屋AHU配合确定，避免送风过大导致压差失衡或扰动工艺流程。

说明：实际工程应结合设备铭牌数据、厂房包络、人员密度及工艺排放做详细小时负荷计算。

四、系统形式选择

推荐：对洁净度稳定性要求高的核心区建议采用集中AHU配合FFU或层流送风的混合方案；对改造或小型车间可采用FFU分布式方案降低施工影响。

五、过滤系统与气流组织

• 初中效组合：粗效→中效→高效（HEPA/ULPA）分级过滤，初效保护中效，中效保护高效，延长高效滤寿命。
• 末端高效：高洁净区采用末端高效过滤器（FFU或高效槽盒）实现目标洁净度。
• 气流组织：层流送风适用于对颗粒敏感的工作台/生产线；湍流（混合）送风适用于一般洁净区。送风口布置应避免直吹人员或设备导致扰动。
• 回风与排风：回风比与新风比需平衡考虑污染物排出与能耗，局部有害气体需独立排风系统。

六、温湿度与压差控制策略

• 温度控制：通常目标温度由工艺决定，设计时考虑±0.5–1.0°C稳定性（具体按工艺要求）。
• 湿度控制：根据工艺与产品对水分敏感度设定相对湿度目标，配合除湿盘管或独立除湿机组实现全天候稳定控制。
• 压差管理：采用差压传感器与分区控制阀门形成稳固的压差梯度；门缝、风速、回风量波动都会影响实际压差，应在调试阶段优化。
• 控制精度：关键区间传感器分布应足够密集，自动控制系统（PLC/DCS或BMS）需要具备报警、历史数据记录与远程访问功能。

七、自动化、监测与能效优化

• 楼宇/能源管理系统（BMS/EMS）：集中监控温湿度、压差、风机状态、能耗数据，实施联动控制与维护提醒。
• 变频与VAV：风机与泵采用变频控制，可根据负荷动态调整，节省电能。VAV在满足洁净要求前提下可节能，但需防止因风量变化导致压差失衡。
• 热回收：回风热回收（热回收轮、换热器）在有较多新风需求时能显著降低加热/冷却能耗。
• 监测点布置：洁净度（粒子计数）、温湿度、压差、风速及能耗表计应设置合理分布，便于故障定位与能效分析。

八、设备选型与布置要点

• AHU：选择高效电机、易维护的过滤腔体、便于更换的过滤器抽屉或滑轨结构。
• FFU/层流单元：按局部送风量、噪声、振动与维护频率选型，优先选择带调速与滤堵报警的单元。
• 管道与阀门：采用低泄漏风管，阀门与调节器应具备可调且可靠的密封性能。
• 测量仪表：差压表、数字温湿度记录仪、粒子计数器（关键点）、能耗表等应易于校验与替换。
• 冗余设计：关键部位（风机、电源、控制）设计冗余，减少单点故障风险。

九、调试、验收与运行维护

• 调试要点：先进行风量与压差平衡，再进行温湿度稳定性调试，最后进行粒子测试与报警联动验证。
• 验收清单（示例）：风量/风速、压差、温湿度稳定性、末端过滤效率、控制联动、报警功能、能耗基线等。
• 维护计划：制定周期性的滤网更换、风机轴承润滑、传感器校验与系统清洗计划；建立备件清单与应急处置流程。
• 运行记录：建议建立电子运行日志、能耗报表与故障统计，作为持续改进依据。

十、常见问题与解决建议

• 压差不稳定：检查门缝、回风口堵塞、过滤堵塞或风机变频调节策略冲突。
• 洁净度下降：优先检查末端高效滤器堵塞、局部扰动或人员/物料流线问题。
• 能耗偏高：评估新风比例、热回收配置、变频策略及机组运行模式是否合理。
• 温湿度波动：检查除湿能力、湿负荷估算偏差或控制回路调节参数不当。

工程实施建议）

净化车间净化空调系统设计应以工艺需求为中心，通过分区分级、合理的气流组织、分层过滤与智能控制实现洁净度、温湿度与压差的稳定满足。工程实施中重视前期负荷与洁净度需求分析、设备与末端的协同设计、可维护性与节能策略，将显著降低后期运行成本并提高系统可靠性。