百級無塵車間通風(fēng)設(shè)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(yán)格的要求, 而潔凈度的保證, 是通過增大換氣次數(shù)來完成的，潔凈級別越高, 其換氣次數(shù)越大, 如10萬級要求每小時(shí)換氣次數(shù)不小于15次, 而100級則達(dá)360多次。

1、百級無塵車間通風(fēng)設(shè)備的選擇計(jì)算
百級無塵車間通常采用區(qū)域內(nèi)風(fēng)機(jī)自循環(huán)的形式來滿足換氣次數(shù)的要求, 其做法是在百級區(qū)吊頂內(nèi)設(shè)置若干臺風(fēng)機(jī), 百級區(qū)的大部分回風(fēng)由這些風(fēng)機(jī)通過回風(fēng)口吸入, 送進(jìn)吊頂滿布高效過濾器的靜壓箱內(nèi), 另外, 百級區(qū)所需要的補(bǔ)充冷 (熱)風(fēng)則由組合式空氣處理機(jī)經(jīng)低速風(fēng)管也送進(jìn)靜壓箱內(nèi), 冷(熱)風(fēng)與回風(fēng)混合并經(jīng)高效過濾器過濾后以層流的流形返回百級區(qū)內(nèi)。

按照廠家提供的資料 , 在額定風(fēng)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(huán)風(fēng)機(jī)的時(shí)候,常常會有設(shè)計(jì)師把風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行, 根據(jù)總聲功率級的計(jì)算公式LWZ=LWg+Δβ (式中 LWZ —多臺通風(fēng)機(jī)同時(shí)工作時(shí)的總聲功率級, dB ;LWg —聲功率較高的一臺通風(fēng)機(jī)的聲功率級, dB，Δβ —附加的聲功率級), 百級區(qū)吊頂內(nèi)的風(fēng)機(jī)噪聲將達(dá)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(qū)仍然處于噪聲允許的最高值。

其實(shí), 設(shè)計(jì)師們很容易忽略一個(gè)問題 , 就是通過每塊高效過濾器的風(fēng)量實(shí)際上是沒有達(dá)到額定風(fēng)量的。以一個(gè)10 m2的百級潔凈區(qū)為例, 按截面風(fēng)速0.3 m/s計(jì)算, 所需的循環(huán)風(fēng)量為 10800 m3/h, 因?yàn)?, 百級潔凈區(qū)要求滿布高效過濾器, 假設(shè)選用規(guī)格為630 ×630 的高效過濾器, 則需要的數(shù)量為25 塊。

該高效過濾器的額定風(fēng)量為1000 m3/h 時(shí), 初阻力為186Pa, 終阻力為 372Pa。而實(shí)際上通過每塊高效過濾器的風(fēng)量為432 m3/h 。
根據(jù)風(fēng)量與流速的關(guān)系, 在截面面積一定的前提下, 實(shí)際流經(jīng)高效過濾器的風(fēng)速為額定風(fēng)量下風(fēng)速的0.432 倍。根據(jù)局部壓力損失計(jì)算公式:Z =ξυ2ρ/2 (式中Z —局部阻力損失, Pa;ξ—局部阻力系數(shù) ;υ—空氣流速, m/s;ρ—空氣密度, kg/m3), 高效過濾器的實(shí)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(huán)風(fēng)機(jī)時(shí), 在滿足了風(fēng)量要求的前提下, 風(fēng)機(jī)全壓可大幅度減少 , 自然, 風(fēng)機(jī)噪聲及耗電量也就降低了。

2、工程實(shí)例

(1)工程概況:
該工程微電子百級無塵車間的生產(chǎn)廠房, 主要生產(chǎn)各種液晶顯示片, 廠房面積共3600m2, 其中, 1000 級潔凈區(qū)806 m2、10000 級潔凈區(qū)138 m2、普通空調(diào)區(qū)2480 m2, 另外, 在1000級潔凈區(qū)的環(huán)境中, 還有5個(gè)百級潔凈區(qū)。甲方要求潔凈區(qū)夏季室內(nèi)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(qū)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(jì)算結(jié)果及通風(fēng)設(shè)備選擇:經(jīng)對維護(hù)結(jié)構(gòu)、設(shè)備散熱、照明散熱、人體散熱及新風(fēng)負(fù)荷的綜合計(jì)算, 得 :廠房空調(diào)總冷負(fù)荷為645kW, 總熱負(fù)荷為410 kW;千級、萬級潔凈區(qū)的總循環(huán)風(fēng)量為120000m3/h, 其中新風(fēng)量為20000 m3/h 、設(shè)備排氣量為8000 m3/h ;百級區(qū)按垂直單向氣流流過房間截面風(fēng)速v ≥0.25 m/s計(jì)算, 五個(gè)百級區(qū)的空氣循環(huán)量分別為A區(qū)26500m3/h 、B區(qū)13000 m3/h、C區(qū)24000m3/h 、D區(qū)24000m3/h、E區(qū)45000m3/h;普通空調(diào)區(qū)風(fēng)量計(jì)算從略。

空調(diào)冷源由兩臺螺桿式冷水機(jī)組提供, 熱源由廠區(qū)鍋爐房提供;千級、萬級潔凈區(qū)的空調(diào)末端設(shè)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(jī)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(fēng)機(jī)、均流、消聲及送風(fēng)段;五個(gè)百級區(qū)選用風(fēng)量為2800 m3/h 、全壓為180Pa 、噪聲為 54dB (A)的離心式通風(fēng)機(jī)共50臺, 風(fēng)機(jī)在每個(gè)百級區(qū)吊頂內(nèi)分兩組均勻布置。圖1為其中一個(gè)百級區(qū) (E區(qū))通風(fēng)機(jī)布置的平、剖面圖 。

(3)處理及氣流組織 :
空調(diào)氣流組織為上送風(fēng)、下回風(fēng) (回風(fēng)夾墻),有異味及熱濕氣溢出的設(shè)備設(shè)局部排風(fēng)罩排風(fēng), 為保證車間內(nèi)人員必需的新鮮空氣, 各空調(diào)系統(tǒng)均設(shè)排風(fēng)機(jī)排風(fēng), 并補(bǔ)入室外新鮮空氣, 排風(fēng)采用玻璃鋼離心風(fēng)機(jī), 無塵車間與室外壓差大于10Pa, 不同空氣潔凈度的潔凈區(qū)之間及潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的壓差大于5Pa, 設(shè)有排風(fēng)的房間相對于其他潔凈室負(fù)壓, 各無塵車間均裝空氣壓差顯示表。千、萬級潔凈區(qū)吊頂上均布高效過濾器送風(fēng)口, 氣流流形為亂流;百級潔凈區(qū)吊頂上滿布高效過濾器及高效送風(fēng)口,氣流流形為層流。潔凈空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)初效、中效、高效空氣過濾器過濾后送入房間。

(4)空調(diào)系統(tǒng)驗(yàn)收結(jié)果:
本工程驗(yàn)收時(shí)測定的溫度、濕度、潔凈度及噪聲值均達(dá)到了工藝要求, 其中, 百級無塵車間的通風(fēng)噪聲僅60dB (A), 大大低于工藝要求65dB (A)的上限。

3 結(jié) 論
采用低壓風(fēng)機(jī)來滿足百級空調(diào)無塵車間的風(fēng)量循環(huán)要求, 方式是可行的, 不僅能節(jié)省能源, 降低設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用, 還能營造出一個(gè)低噪聲的工作環(huán)境。