1. Korkeiden puhdastilojen ominaisuuksien analyysi
(1). Korkeilla puhdastiloilla on omat ominaisuutensa. Yleisesti ottaen korkeita puhdastiloja käytetään pääasiassa jälkituotannossa ja yleensä suurten laitteiden kokoonpanossa. Ne eivät vaadi suurta puhtautta, eivätkä lämpötilan ja kosteuden säätötarkkuus ole korkea. Laitteet eivät tuota paljon lämpöä prosessin tuotannon aikana, ja niissä on suhteellisen vähän ihmisiä.
(2). Korkeissa puhdastiloissa on yleensä suuret runkorakenteet ja usein käytetään kevyitä materiaaleja. Ylälevy ei yleensä kestä suurta kuormaa helposti.
(3). Pölyhiukkasten muodostuminen ja jakautuminen Korkeiden puhdastilojen pääasiallinen saastelähde on erilainen kuin yleisten puhdastilojen. Ihmisten ja urheiluvälineiden tuottaman pölyn lisäksi pintapöly muodostaa suuren osan. Kirjallisuuden tietojen mukaan pölynmuodostus henkilön ollessa paikallaan on 105 hiukkasta/(min·henkilö), ja pölynmuodostus henkilön liikkuessa lasketaan viisinkertainenksi verrattuna henkilön ollessa paikallaan muodostumiseen. Tavanomaisen korkeissa puhdastiloissa pintapölynmuodostus lasketaan siten, että 8 m2:n maanpinnan pintapölynmuodostus vastaa levossa olevan henkilön pölynmuodostusta. Korkeissa puhdastiloissa puhdistuskuorma on suurempi alemmalla henkilöstöalueella ja pienempi ylemmällä alueella. Samanaikaisesti hankkeen erityispiirteiden vuoksi on tarpeen ottaa asianmukainen turvallisuuskerroin turvallisuuden varmistamiseksi ja ennakoimattoman pölysaasteen huomioon ottamiseksi. Tämän hankkeen pintapölynmuodostus perustuu 6 m2:n maanpinnan pintapölynmuodostukseen, joka vastaa levossa olevan henkilön pölynmuodostusta. Tämä projekti on laskettu 20 henkilön työvuoron perusteella, ja henkilöstön pölynmuodostus muodostaa vain 20 % kokonaispölynmuodostuksesta, kun taas yleisessä puhdastilassa henkilöstön pölynmuodostus muodostaa noin 90 % kokonaispölynmuodostuksesta.
2. Korkeiden työpajojen siistitilan sisustus
Puhdastilan sisustus sisältää yleensä puhdastilan lattiat, seinäpaneelit, katot sekä niihin liittyvät ilmastointi-, valaistus-, palonsuojaus-, vesihuolto- ja viemäröintijärjestelmät. Vaatimusten mukaan puhdastilan rakennusvaipan ja sisustuksen tulee käyttää materiaaleja, joilla on hyvä ilmatiiviys ja jotka muodonmuuttuvat vain vähän lämpötilan ja kosteuden muuttuessa. Puhdastilan seinien ja kattojen sisustuksen tulee täyttää seuraavat vaatimukset:
(1). Puhdastilojen seinien ja kattojen pintojen tulee olla tasaisia, sileitä, pölyttömiä, heijastamattomia, helposti poistettavia ja niissä tulee olla vähemmän epätasaisia pintoja.
(2). Puhdastiloissa ei tule käyttää muurattuja seiniä eikä rapattuja seiniä. Kun niitä on tarpeen käyttää, on tehtävä kuivatyöt ja käytettävä korkealaatuisia rappausstandardeja. Seinien rappauksen jälkeen maalipinta on maalattava ja valittava maali, joka on palonestoainepitoista, halkeilematonta, pestävää, sileää, vettä imemätöntä, heikkenemätöntä ja homehtumatonta. Yleisesti ottaen puhdastilojen sisustuksessa käytetään pääasiassa parempia pulverimaalattuja metalliseinäpaneeleita sisustusmateriaaleina. Suurissa tehtaissa metalliseinäpaneelien asentaminen on kuitenkin vaikeampaa korkean lattiakorkeuden vuoksi, ja niiden lujuus, kustannukset ja kantavuus ovat alhaiset. Tässä projektissa analysoitiin suurten tehtaiden puhdastilojen pölynmuodostusominaisuuksia ja huoneiden puhtausvaatimuksia. Perinteisiä metalliseinäpaneelien sisustusmenetelmiä ei käytetty. Alkuperäisille maanrakennusseinille levitettiin epoksipinnoite. Koko tilaan ei asennettu kattoa käyttökelpoisen tilan lisäämiseksi.
3. Korkeiden puhdastilojen ilmanvaihdon organisointi
Kirjallisuuden mukaan korkeissa puhdastiloissa puhdastilan ilmastointijärjestelmän käyttö voi vähentää huomattavasti järjestelmän kokonaisilmansyöttömäärää. Ilman määrän pienentyessä on erityisen tärkeää omaksua järkevä ilmavirran organisointi paremman puhdasilmastointitehon saavuttamiseksi. On varmistettava ilmansyöttö- ja paluuilmajärjestelmän tasaisuus, vähennettävä pyörteitä ja ilmavirran pyörteitä puhtaalla työalueella ja parannettava ilmansyöttöilman diffuusio-ominaisuuksia, jotta ilmansyöttöilman laimennusvaikutus saadaan täysimääräisesti käyttöön. Korkeissa puhdastiloissa, joiden puhtausvaatimukset ovat 10 000 tai 100 000, voidaan mainita korkeiden ja suurten tilojen suunnittelukonsepti mukavuusilmastoinnin varmistamiseksi, kuten suuttimien käyttö suurissa tiloissa, kuten lentokentillä ja näyttelyhalleissa. Suuttimien ja sivuilmansyötön avulla ilmavirta voidaan levittää pitkälle. Suutinilmansyöttö on tapa saavuttaa ilmansyöttö luottamalla suuttimista puhallettaviin nopeisiin suihkuihin. Sitä käytetään pääasiassa korkeiden puhdastilojen tai julkisten rakennusten korkeiden lattiakorkeuksien ilmastointipaikoissa. Suutin syöttää ilmaa sivulta, ja suutin ja paluuilman ulostulo ovat samalla puolella. Ilma puhalletaan keskitetysti useista tilaan asetetuista suuttimista suuremmalla nopeudella ja ilmamäärällä. Suihku virtaa takaisin tietyn matkan kuluttua, jolloin koko ilmastointialue on takaisinvirtausalueella, ja sitten pohjaan asetettu paluuilman ulostulo imee sen takaisin ilmastointiyksikköön. Sen ominaisuuksia ovat suuri ilmansyöttönopeus ja pitkä kantama. Suihku sekoittaa sisäilmaa voimakkaasti, nopeus hidastuu vähitellen ja sisätiloihin muodostuu suuri pyörteinen ilmavirta, jolloin ilmastointialueelle saadaan tasaisempi lämpötila- ja nopeuskenttä.
4. Esimerkki suunnittelusta
Korkea puhdas työpaja (40 m pitkä, 30 m leveä, 12 m korkea) vaatii alle 5 m²:n puhtaan työskentelyalueen, jonka staattinen puhdistustaso on 10 000 ja dynaaminen 100 000, lämpötila tn = 22 ℃ ± 3 ℃ ja suhteellinen kosteus fn = 30–60 %.
(1). Ilmavirran organisoinnin ja ilmanvaihdon taajuuden määrittäminen
Tämän korkean, yli 30 metriä leveän ja kattottoman puhdastilan käyttöominaisuuksien vuoksi perinteinen puhdastyöpajan ilmansyöttömenetelmä on vaikea täyttää käyttövaatimuksia. Suutinkerrosilmansyöttömenetelmää käytetään puhtaan työalueen (alle 5 m) lämpötilan, kosteuden ja puhtauden varmistamiseksi. Puhallussuuttimen ilmansyöttölaite on tasaisesti sijoitettu sivuseinälle, ja vaimennuskerroksella varustettu paluuilman poistolaite on tasaisesti sijoitettu 0,25 metrin korkeudelle maasta työpajan sivuseinän alaosaan muodostaen ilmavirran organisointimuodon, jossa työalue palaa suuttimesta ja palaa keskitetyltä puolelta. Samanaikaisesti, jotta yli 5 metrin korkeudella olevan ei-puhtaan työalueen ilma ei muodostaisi kuollutta vyöhykettä puhtauden, lämpötilan ja kosteuden suhteen, vähennettäisiin katon ulkopuolelta tulevan kylmän ja lämmön säteilyn vaikutusta työalueelle ja poistettaisiin oikea-aikaisesti ylemmän nosturin käytön aikana syntyvät pölyhiukkaset sekä hyödynnettäisiin täysimääräisesti yli 5 metrin korkeudelle levinnyt puhdas ilma, ei-puhtaalle ilmastointialueelle on järjestetty rivi pieniä nauhamaisia paluuilman ulostuloaukkoja, jotka muodostavat pienen kiertävän paluuilmajärjestelmän, mikä voi vähentää huomattavasti ylemmän ei-puhtaan alueen saastumista alempaan puhtaaseen työalueeseen.
Puhtaustason ja epäpuhtauspäästöjen mukaan tässä projektissa käytetään alle 6 m²:n puhtaan ilmastoinnin alueella 16 h-1:n ilmanvaihtotaajuutta ja ylemmällä, ei-puhtaalla alueella sopivaa poistoilmaa, jonka ilmanvaihtotaajuus on alle 4 h-1. Itse asiassa koko laitoksen keskimääräinen ilmanvaihtotaajuus on 10 h-1. Tällä tavoin verrattuna koko huoneen puhtaaseen ilmastointiin puhdas kerrostettu suutinilmansyöttömenetelmä ei ainoastaan takaa paremmin puhtaan ilmastoinnin alueen ilmanvaihtotaajuutta ja vastaa laaja-alaisen laitoksen ilmavirtausjärjestelyjä, vaan myös säästää huomattavasti järjestelmän ilmamäärää, jäähdytyskapasiteettia ja puhaltimen tehoa.
(2). Sivusuuttimen ilmansyötön laskeminen
Tuloilman lämpötilaero
Puhdastilan ilmastoinnin vaatima ilmanvaihdon taajuus on paljon suurempi kuin yleisen ilmastoinnin. Siksi puhdastilan ilmastoinnin suuren ilmamäärän täysimääräinen hyödyntäminen ja tuloilman lämpötilaeron pienentäminen tuloilmavirtauksessa voi paitsi säästää laitteiden kapasiteettia ja käyttökustannuksia, myös varmistaa puhdastilan ilmastoinnin tarkkuuden. Tässä projektissa laskettu tuloilman lämpötilaero on ts = 6 ℃.
Puhdashuoneella on suhteellisen suuri jänneväli, leveys 30 m. On varmistettava päällekkäisyysvaatimukset keskialueella ja varmistettava, että prosessityöalue on paluuilma-alueella. Samalla on otettava huomioon meluvaatimukset. Tämän projektin ilmansyöttönopeus on 5 m/s, suuttimen asennuskorkeus on 6 m ja ilmavirtaus lähetetään suuttimesta vaakasuunnassa. Tässä projektissa laskettiin suuttimen ilmansyöttöilmavirtaus. Suuttimen halkaisija on 0,36 m. Kirjallisuuden mukaan Arkhimedeen luvuksi on laskettu 0,0035. Suuttimen ilmansyöttönopeus on 4,8 m/s, aksiaalinopeus päässä on 0,8 m/s, keskinopeus on 0,4 m/s ja paluuvirtauksen keskinopeus on alle 0,4 m/s, mikä täyttää prosessikäytön vaatimukset.
Koska tuloilmavirran ilmamäärä on suuri ja tuloilman lämpötilaero pieni, se on lähes sama kuin isotermisen suihkun, joten suihkun pituus on helppo taata. Arkhimedeen luvun mukaan voidaan laskea suhteellinen etäisyys x/ds = 37 m, mikä voi täyttää vastakkaisen puolen tuloilmavirran 15 metrin päällekkäisyyden vaatimuksen.
(3). Ilmastoinnin kunnon käsittely
Puhdastilan suunnittelussa käytetään suurta tuloilmamäärää ja pientä tuloilman lämpötilaeroa, joten kesäilmastoinnin käsittelymenetelmässä käytetään täysimääräisesti paluuilmaa ja ensisijainen paluuilma poistetaan. Toissijaisen paluuilman osuus maksimoidaan, ja raitisilma käsitellään vain kerran ja sekoitetaan sitten suureen määrään toissijaista paluuilmaa, mikä poistaa uudelleenlämmityksen ja vähentää laitteiden kapasiteettia ja käyttöenergiankulutusta.
(4). Teknisten mittausten tulokset
Projektin valmistuttua suoritettiin kattava tekninen testi. Koko laitokseen sijoitettiin yhteensä 20 vaakasuoraa ja pystysuoraa mittauspistettä. Puhtaan laitoksen nopeuskenttä, lämpötilakenttä, puhtaus, melu jne. testattiin staattisissa olosuhteissa, ja todelliset mittaustulokset olivat suhteellisen hyviä. Mitatut tulokset suunnitteluolosuhteissa ovat seuraavat:
Ilmavirran keskimääräinen nopeus ilmanpoistoaukossa on 3,0–4,3 m/s ja kahden vastakkaisen ilmavirran liitoskohdassa 0,3–0,45 m/s. Puhtaan työalueen ilmanvaihdon taattu taajuus on 15 kertaa tunnissa ja sen puhtaus on mitattu luokkaan 10 000, mikä täyttää suunnitteluvaatimukset hyvin.
Sisätilojen A-tason melutaso on 56 dB paluuilman ulostulossa ja muissa työskentelyalueissa alle 54 dB.
5. Johtopäätös
(1). Korkeissa puhdastiloissa, joissa ei ole kovin korkeita vaatimuksia, voidaan käyttää yksinkertaista sisustusta sekä käyttö- että puhtausvaatimusten täyttämiseksi.
(2). Korkeissa puhdastiloissa, joissa vaaditaan vain luokan 10 000 tai 100 000 puhtaustasoa tietyn korkeuden alapuolella, puhdaskerrosilmastointisuuttimien käyttö ilmansyöttömenetelmänä on suhteellisen taloudellinen, käytännöllinen ja tehokas menetelmä.
(3). Tämän tyyppisissä korkeissa puhdastiloissa ylemmälle ei-puhtaalle työalueelle asennetaan rivi nauhamaisia paluuilman ulostuloaukkoja poistamaan nosturin kiskojen lähellä syntyvää pölyä ja vähentämään katosta tulevan kylmän ja lämmön säteilyn vaikutusta työalueelle, mikä voi paremmin varmistaa työalueen puhtauden, lämpötilan ja kosteuden.
(4). Korkean puhdastilan korkeus on yli neljä kertaa suurempi kuin yleisen puhdastilan. Normaaleissa pölyntuotanto-olosuhteissa on sanottava, että yksikkötilan puhdistuskuorma on paljon pienempi kuin yleisen matalan puhdastilan. Tästä näkökulmasta katsottuna ilmanvaihdon taajuuden voidaan määrittää olevan pienempi kuin kansallisen standardin GB 73-84 suosittelema puhdastilan ilmanvaihtotaajuus. Tutkimukset ja analyysit osoittavat, että korkeissa puhdastiloissa ilmanvaihdon taajuus vaihtelee puhdasalueen eri korkeuksien vuoksi. Yleensä 30–80 % kansallisen standardin suosittelemasta ilmanvaihdon taajuudesta voi täyttää puhdistusvaatimukset.
Julkaisun aika: 18. helmikuuta 2025