百級無塵車間通風設備噪聲的控制方法

本文介紹了百級無塵車間通風設備噪聲控制的理論計算依據(jù), 結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 360 多次。

1 百級無塵車間通風設備的選擇計算

百級無塵車間通常采用區(qū)域內風機自循環(huán)的形式來滿足換氣次數(shù)的要求, 其做法是在百級區(qū)吊頂內設置若干臺風機 , 百級區(qū)的大部分回風由這些風機通過回風口吸入 , 送進吊頂滿布高效過濾器的靜壓箱內, 另外 , 百級區(qū)所需要的補充冷 (熱)風則由組合式空氣處理機經低速風管也送進靜壓箱內, 冷(熱)風與回風混合并經高效過濾器過濾后以層流的流形返回百級區(qū)內 。按照廠家提供的資料 , 在額定風量下, 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)風機的時候,常常會有設計師把風機的全壓選在 400Pa 以上, 其噪聲值通常在 65dB (A)以上, 如果是若干臺風機并聯(lián)運行, 根據(jù)總聲功率級的計算公式 LWZ =LWg+Δβ (式中 LWZ —多臺通風機同時工作時的總聲功率級 , dB ;LWg —聲功率較高的一臺通風機的聲功率級, dB， Δβ —附加的聲功率級), 百級區(qū)吊頂

內的風機噪聲將達到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量實際上是沒有達到額定風量的 。以一個 10 m²的百級潔凈區(qū)為例, 按截面風速 0.3 m/ s 計算, 所需的循環(huán)風量為 10800 m³/h , 因為 , 百級潔凈區(qū)要求滿布高效過濾器, 假設選用規(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量為 432 m³/h 。根據(jù)風量與流速的關系 , 在截面面積一定的前提下 , 實際流經高效過濾器的風速為額定風量下風速的 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)風機時, 在滿足了風量要求的前提下, 風機全壓可大幅度減少 , 自然, 風機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廠房, 主要生產各種液晶顯示片, 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)計算結果及通風設備選擇:經對維護結構、 設備散熱 、 照明散熱 、 人體散熱及新風負荷的綜合計算 , 得 :廠房空調總冷負荷為645 kW , 總熱負荷為 410 kW;千級、 萬級潔凈區(qū)的總循環(huán)風量為 120000 m

3/h , 其中新風量為20000 m3/h 、 設備排氣量為 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 ;普通空調區(qū)風量計算從略?？照{冷源由兩臺螺桿式冷水機組提供 , 熱源由廠區(qū)鍋爐房提供 ;千級、 萬級潔凈區(qū)的空調末端設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、送風機、 均流、 消聲及送風段 ;五個百級區(qū)選用風量為 2800 m3/h 、 全壓為 180Pa 、 噪聲為 54dB (A)的離心式通風機共 50 臺 , 風機在每個百級區(qū)吊頂內分兩組均勻布置。圖 1 為其中一個百級區(qū) (E區(qū))通風機布置的平 、 剖面圖 。

(3)處理及氣流組織 :

空調氣流組織為上送風、 下回風 (回風夾墻),有異味及熱濕氣溢出的設備設局部排風罩排風 , 為保證車間內人員必需的新鮮空氣, 各空調系統(tǒng)均設排風機排風, 并補入室外新鮮空氣 , 排風采用玻璃鋼離心風機 , 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 , 設有排風的房間相對于其他潔凈

室負壓, 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口 ,氣流流形為層流 。潔凈空調系統(tǒng)經初效 、 中效、 高效空氣過濾器過濾后送入房間 。

(4)空調系統(tǒng)驗收結果 :

本工程驗收時測定的溫度、 濕度 、 潔凈度及噪聲值均達到了工藝要求, 其中, 百級無塵車間的通風噪聲僅為 60dB (A), 大大低于工藝要求 65dB (A)的上限。

3 結 論

采用低壓風機來滿足百級空調無塵車間的風量循環(huán)要求 , 方式是可行的 , 不僅能節(jié)省能源 , 降低設備運行費用 , 還能營造出一個低噪聲的工作環(huán)境。