百級無塵車間通風設備噪聲控制方法

無塵車間對溫度、濕度以及潔凈度均有比較嚴格的要求, 而潔凈度的保證, 是通過增大換氣次數來完成的，潔凈級別越高, 其換氣次數越大, 如10萬級要求每小時換氣次數不小于15次, 而100級則達360多次。

1、百級無塵車間通風設備的選擇計算
百級無塵車間通常采用區域內風機自循環的形式來滿足換氣次數的要求, 其做法是在百級區吊頂內設置若干臺風機, 百級區的大部分回風由這些風機通過回風口吸入, 送進吊頂滿布高效過濾器的靜壓箱內, 另外, 百級區所需要的補充冷 (熱)風則由組合式空氣處理機經低速風管也送進靜壓箱內, 冷(熱)風與回風混合并經高效過濾器過濾后以層流的流形返回百級區內。

按照廠家提供的資料 , 在額定風量下, 高效過濾器的初阻力通常為 180Pa , 終阻力為初阻力的 2倍, 即為 360Pa。所以 , 在選擇循環風機的時候,常常會有設計師把風機的全壓選在 400Pa 以上, 其噪聲值通常在 65dB (A)以上, 如果是若干臺風機并聯運行, 根據總聲功率級的計算公式LWZ=LWg+Δβ (式中 LWZ —多臺通風機同時工作時的總聲功率級, dB ;LWg —聲功率較高的一臺通風機的聲功率級, dB，Δβ —附加的聲功率級), 百級區吊頂內的風機噪聲將達到70 dB (A)左右, 雖然吊頂靜壓箱及高效過濾器均有一定的降噪作用, 但百級工作區仍然處于噪聲允許的最高值。

其實, 設計師們很容易忽略一個問題 , 就是通過每塊高效過濾器的風量實際上是沒有達到額定風量的。以一個10 m2的百級潔凈區為例, 按截面風速0.3 m/s計算, 所需的循環風量為 10800 m3/h, 因為 , 百級潔凈區要求滿布高效過濾器, 假設選用規格為630 ×630 的高效過濾器, 則需要的數量為25 塊。

該高效過濾器的額定風量為1000 m3/h 時, 初阻力為186Pa, 終阻力為 372Pa。而實際上通過每塊高效過濾器的風量為432 m3/h 。
根據風量與流速的關系, 在截面面積一定的前提下, 實際流經高效過濾器的風速為額定風量下風速的0.432 倍。根據局部壓力損失計算公式:Z =ξυ2ρ/2 (式中Z —局部阻力損失, Pa;ξ—局部阻力系數 ;υ—空氣流速, m/s;ρ—空氣密度, kg/m3), 高效過濾器的實際壓力損失為額定壓力損失的0.4322倍 , 即初阻力為 34.7Pa , 終阻力為69.4Pa 。

所以, 在選擇循環風機時, 在滿足了風量要求的前提下, 風機全壓可大幅度減少 , 自然, 風機噪聲及耗電量也就降低了。

2、工程實例

(1)工程概況:
該工程微電子百級無塵車間的生產廠房, 主要生產各種液晶顯示片, 廠房面積共3600m2, 其中, 1000 級潔凈區806 m2、10000 級潔凈區138 m2、普通空調區2480 m2, 另外, 在1000級潔凈區的環境中, 還有5個百級潔凈區。甲方要求潔凈區夏季室內工況為tn =24～26 ℃、φn =40 ～60 %、噪聲 <65dB (A);冬季工況為tn =20 ～22 ℃、φn <60 %噪聲 <65dB (A);普通區夏季工況為tn =26～28 ℃、φn <60 %、 噪聲<65dB (A);冬季工況為tn =18～20℃、φn <60 %、噪聲<65dB(A)。

(2)計算結果及通風設備選擇:經對維護結構、設備散熱、照明散熱、人體散熱及新風負荷的綜合計算, 得 :廠房空調總冷負荷為645kW, 總熱負荷為410 kW;千級、萬級潔凈區的總循環風量為120000m3/h, 其中新風量為20000 m3/h 、設備排氣量為8000 m3/h ;百級區按垂直單向氣流流過房間截面風速v ≥0.25 m/s計算, 五個百級區的空氣循環量分別為A區26500m3/h 、B區13000 m3/h、C區24000m3/h 、D區24000m3/h、E區45000m3/h;普通空調區風量計算從略。

空調冷源由兩臺螺桿式冷水機組提供, 熱源由廠區鍋爐房提供;千級、萬級潔凈區的空調末端設備為一臺空氣處理量為120000 m3/h、全壓為1600Pa 的組合式空氣處理機組, 組合段包括混合、初效過濾、表、加熱、除濕、檢修、中效過濾、送風機、均流、消聲及送風段;五個百級區選用風量為2800 m3/h 、全壓為180Pa 、噪聲為 54dB (A)的離心式通風機共50臺, 風機在每個百級區吊頂內分兩組均勻布置。圖1為其中一個百級區 (E區)通風機布置的平、剖面圖 。

(3)處理及氣流組織 :
空調氣流組織為上送風、下回風 (回風夾墻),有異味及熱濕氣溢出的設備設局部排風罩排風, 為保證車間內人員必需的新鮮空氣, 各空調系統均設排風機排風, 并補入室外新鮮空氣, 排風采用玻璃鋼離心風機, 無塵車間與室外壓差大于10Pa, 不同空氣潔凈度的潔凈區之間及潔凈區與非潔凈區之間的壓差大于5Pa, 設有排風的房間相對于其他潔凈室負壓, 各無塵車間均裝空氣壓差顯示表。千、萬級潔凈區吊頂上均布高效過濾器送風口, 氣流流形為亂流;百級潔凈區吊頂上滿布高效過濾器及高效送風口,氣流流形為層流。潔凈空調系統經初效、中效、高效空氣過濾器過濾后送入房間。

(4)空調系統驗收結果:
本工程驗收時測定的溫度、濕度、潔凈度及噪聲值均達到了工藝要求, 其中, 百級無塵車間的通風噪聲僅60dB (A), 大大低于工藝要求65dB (A)的上限。

3 結 論
采用低壓風機來滿足百級空調無塵車間的風量循環要求, 方式是可行的, 不僅能節省能源, 降低設備運行費用, 還能營造出一個低噪聲的工作環境。