本文介紹了百級無塵車間通風(fēng)設(shè)備噪聲控制的理論計算依據(jù), 結(jié)合工程實例證明了噪聲控制手段的可行性。

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)的時候,常常會有設(shè)計師把風(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)總聲功率級的計算公式 LWZ =LWg+Δβ (式中 LWZ —多臺通風(fēng)機(jī)同時工作時的總聲功率級 , 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, 設(shè)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(fēng)量實際上是沒有達(dá)到額定風(fēng)量的 。以一個 10 m2的百級潔凈區(qū)為例, 按截面風(fēng)速 0.3 m/ s 計算, 所需的循環(huán)風(fēng)量為 10800 m3/h , 因為 , 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 , 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(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, 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 工程實例

(1)工程概況:

該工程是山東省某微電子有限公司的生產(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)荷的綜合計算 , 得 :廠房空調(diào)總冷負(fù)荷為645 kW , 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 120000 m

3/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 計算, 五個百級區(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) 24000 m3/h 、 D 區(qū)24000 m3/h 、 E 區(qū) 45000 m3/h ;普通空調(diào)區(qū)風(fēng)量計算從略。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、 表冷 、 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)在每個百級區(qū)吊頂內(nèi)分兩組均勻布置。圖 1 為其中一個百級區(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)驗收結(jié)果 :

本工程驗收時測定的溫度、 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)噪聲僅為 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 , 還能營造出一個低噪聲的工作環(huán)境。

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