侯硯軍

摘? ? 要：化學實驗進行二次潔凈室改造，改造后為空氣潔凈度萬級（局部百級）潔凈實驗室，在原建筑圍護結構不變的情況下，增加水泥板和彩鋼板進行分隔，對冷、熱、濕負荷進行分析，空調采用組合式空調機組，二次回風設計以及集中控制。

關鍵詞：潔凈實驗室;組合式空調機組;通風設計

1? 工程背景

某單位化學實驗室為二層建筑，二層部分房間為潔凈室，已經(jīng)使用了15年，原設計為萬級潔凈實驗室，部分空調設備、實驗儀器均老化，需要根據(jù)目前最新單位需求，拆除原有潔凈室所有舊部，重新進行改造。改造后為空氣潔凈度萬級（局部百級）潔凈實驗室，改造房間。

2? 潔凈室改造設計

2.1? 圍護結構改造

根據(jù)潔凈室的設計規(guī)范要求，為了保證潔凈室內(nèi)的空間的潔凈度，潔凈室的圍護結構做了重新設計。原實驗樓的圍護結構為框架結構，墻體為加氣混凝土磚，窗戶為雙層中空玻璃。本次改造不改變原有外圍護結構和外窗戶，主要對建筑內(nèi)部裝修和內(nèi)墻體進行改造、增加部分門窗、頂棚和地面。

2.2? 潔凈室內(nèi)環(huán)境要求

（1）潔凈度要求：潔凈房間：空氣潔凈度萬級;層流罩：空氣潔凈度百級。

（2）房間的壓差順序為：房間1>房間2>房間3>走廊。

（3）人員的新風量：為保證潔凈區(qū)的正壓并根據(jù)室內(nèi)人員的新風量，按照總循環(huán)風量的約10%（可調）設計新風并配初效過濾器。

新風量滿足以下要求：

（1）潔凈室內(nèi)每人每小時的新鮮空氣量不小于40m3。

（2）補償室內(nèi)排風量+保持室內(nèi)正壓所需的新鮮空氣量。

2.3? 空調系統(tǒng)選擇

根據(jù)潔凈室內(nèi)的環(huán)境要求，初步選擇兩種設計方案備選：

第一種方案：每個潔凈室安裝吊頂式風冷恒溫恒濕空調器和帶中效過濾器風機箱，氣流組織采用頂送風側下回風方式。即：室內(nèi)污染空氣自側下回風口，利用回風管道與新風混合（均經(jīng)初效過濾器）再經(jīng)風管式冷暖空調處理回到吊頂里的帶中效過濾器風機箱。然后經(jīng)過吊頂上的高效過濾器送風口，將潔凈空氣送到潔凈室進行循環(huán)。

第二種方案：整個潔凈室使用1臺風冷組合式空調機組，采用頂送風側下回風方式。潔凈區(qū)空氣經(jīng)過初、中、高效過濾后送入室內(nèi);污染空氣自彩鋼壁板側下回風口，回風在空調混合段與新風混合（均經(jīng)初效過濾器）進行循環(huán)，以溫濕度達到舒適性要求，冷熱量由機組控制柜控制。風冷組合式空調機組設于室外地面或者屋面，通過風管連接到潔凈室。

兩種空調系統(tǒng)方案的對比分析。

第一種方案：空調都布置在房間頂板上面，布置緊湊，僅有冷媒管通出外墻，而且每個房間都設有控制開關，方便獨立控制。空調設備在頂板以下，彩鋼板以上，運行會有些許噪聲傳到室內(nèi)。而且自動控制設備需要多套，室外還需要有一定的空間放置空調設備。

第二種方案：空調都布置在室外，僅有風管通出外墻，所有房間一起控制溫、濕度。僅有風管在頂板以下，彩鋼板以上，無運行噪聲。僅需1套自動控制設備就行。但是需要風管、支架較多，而且風管在室外需要做好保溫處理。室外也需要有一定的空間放置空調設備。

潔凈室的實際需求和實際空間：所有的潔凈室都同時使用，而且房間對噪聲的要求并不高。根據(jù)甲方要求，室外的外墻不能掛空調室外機，影響整個建筑的外觀，地面也沒有空間放置空調設備。不過在本棟樓緊臨有一二層建筑屋面可以放置空調設備。綜合以上方案和實際需求，第二種空調方案較優(yōu)，因此選擇第二種方案。

3? 潔凈室空調的設備選擇

3.1? 熱濕負荷計算分析

潔凈室的冷熱負荷主要來自于外圍護結構的墻體、屋面、地面、外窗（本潔凈室無外門）以及室內(nèi)的用電設備、照明設備和人體的熱濕負荷。通過負荷分析軟件計算出冷熱負荷。經(jīng)計算總冷負荷為52.5kW，總熱負荷為39.2kW，最大加濕量為21.5kg/h。

3.2? 組合式空調機組的配置

根據(jù)第二種方案，計算后，選擇風冷組合式空調機組，風量14000m3/h，余壓700Pa制冷量：60kW，電加熱量：51kW，加濕量：26kg/h，總輸入功率115kW/380V。組合式空調機置于本棟樓緊臨二層建筑屋面，屋面用彩鋼板做一板房，用于放置空調及控制設備。通過送回風管與潔凈室相連。

（1）新風預熱段 側開新風口：500×400新風預處理。（2）回風混合段 上開回風口：1000×500配板式初效過濾器，過濾效率：G4。（3）表冷擋水段 表冷器：銅管套波紋鋁翅片制冷量：60kW制熱量：51kW。（4）二次混合段 上開回風口：1000×500配板式初效過濾器，過濾效率： G4。（5）蒸汽加濕段 加濕量：26kg/h電極加濕。（6）中效段 配板式中效過濾器，過濾效果：F8。（7）風機出風段? 電機功率;11kW變頻控制外開檢修門 上開送風口：1000×500。

4? 潔凈區(qū)域的氣流組織

潔凈室的氣流流型主要分為三類：單向流、非單向流和混合流。為了降低工程造價，減少能量消耗，本工程的氣流采用單向流和非單向流混合的混合流形式。送、回風口的口部風速控制在0.3m/s～0.5m/s之間，考慮到后期由于高效過濾器使用一段時間后阻力增加。風速一般選擇在0.45m/s左右。在保證室內(nèi)新鮮空氣量和潔凈區(qū)域一定正壓的前提下，為了節(jié)約能源，盡量利用回風。

5? 結束語

潔凈室對室內(nèi)的溫濕度和新風都有較高的要求，要滿足室內(nèi)環(huán)境的要求，需要一個合理的設計方案，保證氣流從潔凈區(qū)流向非潔凈區(qū)，維持潔凈區(qū)有序的梯度壓力分布不變;一套高效節(jié)能可靠的空調設備，合理配置新風、回風和送風，以及高效過濾器;一套有效可行的控制系統(tǒng)，控制好末端閥門、溫濕度探測器以及風機、加濕加熱等設備，才能真正有效的控制潔凈區(qū)域的潔凈度。本工程已經(jīng)投入使用2年以上，運行狀態(tài)良好。

參考文獻：

[1] 陸耀慶.實用供熱通風手冊（第2版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[2] GB 50176—2016，民用建筑熱工設計規(guī)范[S].