暖通空调洁净室设计计算

ISO 6 级和 ISO 8 级洁净室的空气量不同。这意味着暖通空调系统必须能够调节两倍以上的空气。不过，仅凭分类还不足以计算风量。

ISO 14644-1:2015 标准没有规定每个洁净室等级的每小时换气次数 (ACH)，因为这取决于很多因素。

ACH 是指一小时内房间空气的总更换次数，而 ISO 14644-1:2015 只告诉您必须达到的结果：颗粒物的最大浓度限制。

例如，在 ISO 7 级洁净室中，小于 0.5 微米（≥0.1 微米、≥0.2 微米、≥0.3 微米）的颗粒不在考虑之列。

≥0.5微米的颗粒浓度应低于352,000；≥1微米的颗粒浓度应低于83,200；≥5微米的颗粒浓度应低于2,930。

不过，ISO 清洁度等级（ISO 8、7、6 和 5）提示了所需的 ACH 范围。注意这里使用的是 "范围 "而不是 "值"。

一个洁净室中产生的微粒很少，而一个洁净室中产生的空气微粒很多，即使两者都是 ISO 7 级，每小时所需的换气次数也不一样。

在互联网上可以找到各种换气范围建议。Mecart 使用专有的洁净室气流计算器，我们假设 ISO 8 的换气次数为 10 至 30 ACH；ISO 7 的换气次数为 30 至 65 ACH；ISO 6 的换气次数为 80 至 150 ACH；ISO 5 的换气次数为 200 至 450 ACH。

如果加工过程中产生大量颗粒，则选择范围内较高的数字。这只是一个经验法则。

每小时换气次数和每分钟立方英尺（CFM，即所谓的气流）必须由 HVAC 工程师根据经验和对工艺产生颗粒可能性的了解来计算。

是什么影响了洁净室暖通空调工程？
如果房间里没有人，没有设备，也没有材料流动，要做到洁净很容易。但洁净室内会有操作，因此在计算暖通空调时必须考虑到这一点。

以下是影响所需气流的一些其他因素：

• 洁净室 ISO 分级
• 洁净室的布局
• 房间内工作的人数
• 房间内的设备（热增益）
• 使用通风橱或生物安全柜（空气抽排）
• 照明系统
• 压差
• 室外温度和湿度
• 所需的精度等级

让我们来仔细分析一下这些因素。

洁净室的布局
洁净室的空气量会影响所需的气流量。房间越大，需要的空气量就越多。在计算暖通空调系统时，必须考虑分类房间的宽度、长度和高度及其布局。

人们常常忘记，房间的高度会直接影响气流。降低天花板是节约成本的方法之一。在计算器中使用相同的输入，但改变房间的大小或天花板的高度，通过比较气流就可以看出差别。

房间内工作的人数
洁净室的空气污染程度主要取决于室内的活动和人员。

洁净室中产生的大部分微粒都是由人造成的。空气中的微粒，如皮屑、化妆品、香水、唾液、衣物碎屑（绒毛、纤维）和头发等，都是常见的微粒。

在设计暖通空调系统时，必须考虑到同时在室内工作的人数。在洁净室中工作的人数越多，就需要更多的气流来清除污染物。

人不仅会产生空气污染物，还会产生热量。操作人员的数量也用于计算空调水平，以补偿他们产生的热量。

洁净室中的工作人员通常穿着工作服，以限制污染。因此，保持舒适的环境非常重要，通常在 66.5°F 至 70°F 之间（19°C 至 21°C）。

房间里的设备
与人一样，设备也会产生热量和灰尘。洁净室内设备产生的热量可用于确定所需的冷却量。

室内的设备和产品生产过程会产生灰尘，必须用适量的空气将其清除。

通风橱或生物安全柜
通风柜和层流柜与洁净室一样需要持续的空气供应。在无尘室暖通空调计算中必须考虑到这种空气供应。

此外，如果通风柜（如生物安全柜）将空气排出建筑物外，则必须用新鲜空气替换排出的空气。

这些新鲜空气需要进行调节（温度和相对湿度），而实现这一目标的过程需要一个较大的空气补充装置或空气处理装置（AHU）。

如果在暖通空调计算中没有考虑到从抽油烟机中抽出的空气，则可能没有足够的空气推入室内以维持正压。

反之，加压可能会导致负压过大，从房间外部吸入一些脏空气。

照明系统
所需的照明度也会影响洁净室内部产生的热量，从而影响所需的冷却。

300 勒克斯的普通办公室照明与 1200 勒克斯的高精度照明产生的热量是不一样的。

压差
严格程度较高的分类室的压力必须更大，因此空气会向较低的洁净室泄漏。

正压可防止污浊空气进入洁净室。在负压洁净室中，情况恰恰相反：相邻房间的气流必须更大。

室外温度和湿度
如果空气可以在洁净室中再循环，那么外部天气对暖通空调系统的影响就会很小。

然而，对于使用危险产品的洁净室，新风补给量可高达 100%。在这类洁净室中，暖通空调系统更为复杂。

例如，在某些地区的冬季，暖通空调系统需要将零下 22 华氏度（摄氏零下 30 度）的室外空气加热到 68 华氏度（摄氏 20 度），除去湿气，然后将其送入室内，如此反复进行。

所需的精度等级
最后但并非最不重要的一点是，您所需要的精确度也会影响暖通空调系统的设计。

高精度温度控制系统可将温度控制在 ± 0.25°F （± 0.15°C），湿度控制在 ± 2%。

洁净室很少需要这么高的精度。大多数情况下，温度精度为 ± 2°F （± 1°C），湿度精度为 ± 10%，就足够了。精度水平取决于洁净室中的操作。

如何计算洁净室的 CFM？
您可以阅读这篇文章，了解简化的 CFM 计算示例，或尝试使用洁净室设计计算器，大致了解每个分类房间的 CFM、ACH 和照明装置的数量。

洁净室设计计算器还能估算出洁净室所需的高效过滤器数量和低空气回流数量。

但请记住，这些只是估算。气流必须由暖通空调工程师计算。计算器中没有考虑上述许多因素。