潔凈室漏風(fēng)原因的分析     上海

一個密閉性能良好的潔凈室，在使用過程中，主要的漏風(fēng)途徑有以下四種：
送風(fēng)口的漏風(fēng)；室內(nèi)門、窗縫隙的漏風(fēng)；開門過程中的漏風(fēng)；風(fēng)淋室、傳遞窗各種凈化設(shè)備的漏風(fēng)；室內(nèi)配套設(shè)備的工藝排風(fēng)。
1、縫隙漏風(fēng)量計算
計算方法一：
v=1.29(△P)1/2
△V=S*v
△P：潔凈室內(nèi)外壓力差(Pa)
v：從縫隙處流過的風(fēng)速(m/s)
S：縫隙面積(m2)
V：通過縫隙的泄漏風(fēng)量(m3/h）
例：假設(shè)條件：房間正壓20pa，門縫長度3.6m，窗縫長度40m，假設(shè)縫隙寬度0.01m。門縫隙面積S1=0.01*3.6=0.072m2，窗縫隙面積S2=0.002*40=0.08m2。泄漏風(fēng)量V=s*v=(S1+S2)*3600*1.29*(△P)1/2=(0.072+0.08)*3600*1.29*(20)1/2=3157m3/hr。
計算方法二：
壓差法計算方式：
L=0.827×A×(ΔP)1/2×1.25=1.03375×A×(ΔP)1/2
式中L—正壓漏風(fēng)量(m3/s)；0.827—漏風(fēng)系數(shù)；A—總有效漏風(fēng)面積(m2)；ΔP—壓力差(Pa)；1.25—不嚴(yán)密處附加系數(shù)。
2、開門的泄漏風(fēng)量
假設(shè)條件：房間正壓ΔP=20Pa，門面積S3=0.9*2.00=1.8m2，風(fēng)速v=1.29(△P)1/2=5.77m/s，開啟次數(shù)n=1次/hr，開啟時間t=5s。
泄漏風(fēng)量Q=S3*v*t*n=1.8*5.77*5*1*=51.93m3/h。
每小時開一次門，開5秒，泄漏空氣量51.93m3/h。
3、風(fēng)淋室與傳遞窗的空氣泄漏量
假設(shè)條件：風(fēng)淋室體積15m3，密閉無縫隙。開閉順序為(1)開→ (1)關(guān)→ (2)開→ (2)關(guān)。
分析：以風(fēng)淋室為例：
（1）開時A/S內(nèi)壓力為常壓101325Pa，關(guān)時A/S內(nèi)壓力為常壓101325Pa，保持不變。
（2）開時A/S內(nèi)壓力為常壓101325Pa，保持不變，但穩(wěn)定后壓力變?yōu)榕c房間內(nèi)同樣壓力101325+20pa，關(guān)時A/S內(nèi)壓力為常壓101325+20Pa,保持不變。
結(jié)論：所以需要補充的空氣量為15m3的空間壓力變化為20Pa時的密閉空間的補氣量。根據(jù)理想氣體方程式PV=mRT，(P氣壓，單位Pa;V體積，單位m3；m氣體質(zhì)量單位kg；R氣體常數(shù)等于287;T氣體開氏溫度，單位K，假設(shè)室內(nèi)溫度25℃，開氏溫度為298K)。需補充空氣質(zhì)量m=(△P *V)/(R*T)= (20*15)/(287*298)=0.0035kg=3L。
相對來說風(fēng)淋室及傳遞箱的泄漏量較小(密閉良好的情況下)，可忽略不計。
4、工藝排風(fēng)泄漏風(fēng)量
工藝排風(fēng)泄漏風(fēng)量即為工藝排風(fēng)量。以上四種泄漏風(fēng)量之和即為房間維持正壓所需的送風(fēng)量。
更為快速的計算方法：潔凈時正壓換氣次數(shù)(次/時) ，如表1正壓換氣次數(shù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)表，通過此表，可以更快速的計算正壓送風(fēng)量,潔凈室漏風(fēng)原因分析及潔凈室正壓送風(fēng)量計算方法。
例，潔凈室要求正壓為20Pa(表中第四行)，潔凈室體積為100m3，潔凈室是有外窗、密閉性較好的潔凈室(表中第二列)，那么此潔凈室維持正壓所需的送風(fēng)量V=換氣次數(shù)2.5*100m3=250m3(不包括工藝排風(fēng))
為什么有時不能達(dá)到理想正壓?
1、新風(fēng)補充量不足：重新計算新風(fēng)需求量。
2、泄漏量過大：找出泄漏原因，尋出解決方案。
3、排風(fēng)量太大：主要是工藝排風(fēng)量標(biāo)，重新計算。
4、空調(diào)回風(fēng)量太大：重新調(diào)節(jié)風(fēng)量。
簡單計算法的應(yīng)用實例—在潔凈室建造中為投資方節(jié)約能源，合理的正壓值對潔凈室各項指標(biāo)的達(dá)標(biāo)及降低運行成本是重要的。
半導(dǎo)體廠工程設(shè)備用電約占全廠用電的49%，冷動機(jī)用電占工程設(shè)備用電的35%，潔凈室空氣處理機(jī)組用電占工程設(shè)備用電的23%。潔凈室正壓設(shè)定值越大，空氣處理機(jī)組送風(fēng)量越大，冷動機(jī)負(fù)荷越高，降低電力的耗用，即減少資源的消耗與污染源的制造。所以基于以上分析可知潔凈室內(nèi)的正壓設(shè)定直接關(guān)系到廠區(qū)運行成本,潔凈室漏風(fēng)原因分析及潔凈室正壓送風(fēng)量計算方法。
例，某廠主要由一個150m2的1000級潔凈室和一個100m2的1級潔凈室組成，正壓設(shè)定值為50Pa，現(xiàn)以其1級潔凈室為例計算所需新風(fēng)量。
計算條件
面積100m2，層高3m，高架地板下部空間1m，F(xiàn)FU滿布加高架地板系統(tǒng)。窗9扇(1m x 1m)，門1扇(1mx2.1m)，每小時開啟一次，每次持續(xù)5秒，風(fēng)淋室一個，傳遞箱一個(1m3)，工藝排風(fēng)1000CMH，整個潔凈室氣密性良好，正壓設(shè)定為50Pa。
計算過程：
1、縫隙泄漏風(fēng)量
V=(S1+S2)*3600*1.29*(△P)1/2
(0.01*1*4*9+0.02*1*2+0.02*2.1*2)*3600*50(1/2)*1.29=4642m3/h
2、開門泄漏風(fēng)量
Q=S3*1.29*(△P)1/2*t*n
(2.1*1)*(50 (1/2)*1.29)*5*1=109m3/h
3、風(fēng)淋室和傳遞窗密閉良好，假設(shè)無漏風(fēng)
4、工藝排風(fēng)量為1000CMH
控制50Pa正壓所需的新風(fēng)量為4624+109+1000=5733 m3/h，若根據(jù)經(jīng)驗值估算，控制50Pa正壓所需風(fēng)量為5.3*100*4+1000=3120m3/h，取大值5733m3/h，實際余壓閥顯示正壓為65Pa，業(yè)主出于節(jié)能考慮，要求降低正壓至35Pa。
一、針對FFU風(fēng)速進(jìn)行改善
改善方式：
1、通過中控電腦，調(diào)整FFU馬達(dá)轉(zhuǎn)速降低(original：1,300 rpm)。
2、觀察潔凈室壓力值的變化(original：65Pa)。
3、持續(xù)降低轉(zhuǎn)速直至壓力為45Pa。
4、記錄FFUzui后的轉(zhuǎn)速并觀察潔凈室壓力。
二、針對(MAU)風(fēng)速進(jìn)行改善
改善方式：
1、通過中控電腦調(diào)整MAU馬達(dá)轉(zhuǎn)速(original：45Hz)。
2、觀察潔凈室壓力值的變化(original：45Pa)。
3、持續(xù)降低轉(zhuǎn)速直至壓力為35Pa。
4、記錄MAUzui后的轉(zhuǎn)速，并觀察潔凈室壓力。
三、zui終節(jié)能效果
1、降低FFU轉(zhuǎn)速
（1）FFU轉(zhuǎn)速由1,300 rpm降至1,100rpm。
（2）共計可節(jié)省FFU馬達(dá)耗電：62Kw。
2、降低MAU轉(zhuǎn)速
（1）調(diào)節(jié)潔凈室壓力至35Pa，MAU負(fù)載 由45Hz降至41Hz。
（2）共計可節(jié)省MAU馬達(dá)耗電：4kW。
（3）降低潔凈室正壓同時可減少室外新風(fēng)(MA)供應(yīng)量以節(jié)省能源。