百级无尘车间通风设备噪声的控制方法

本文介绍了百级无尘车间通风设备噪声控制的理论计算依据, 结合工程实例证明了噪声控制手段的可行性。

无尘车间对温度、 湿度以及洁净度均有比较严格的要求, 而洁净度的保证 , 是通过增大换气次数来完成的, 洁净级别越高 , 其换气次数越大 , 如 10万级要求每小时换气次数不小于 15 次, 而 100 级则达 360 多次。

1 百级无尘车间通风设备的选择计算

百级无尘车间通常采用区域内风机自循环的形式来满足换气次数的要求, 其做法是在百级区吊顶内设置若干台风机 , 百级区的大部分回风由这些风机通过回风口吸入 , 送进吊顶满布高效过滤器的静压箱内, 另外 , 百级区所需要的补充冷 (热)风则由组合式空气处理机经低速风管也送进静压箱内, 冷(热)风与回风混合并经高效过滤器过滤后以层流的流形返回百级区内 。按照厂家提供的资料 , 在额定风量下, 高效过滤器的初阻力通常为 180Pa , 终阻力为初阻力的 2倍, 即为 360Pa。所以 , 在选择循环风机的时候,常常会有设计师把风机的全压选在 400Pa 以上, 其噪声值通常在 65dB (A)以上, 如果是若干台风机并联运行, 根据总声功率级的计算公式 LWZ =LWg+Δβ (式中 LWZ —多台通风机同时工作时的总声功率级 , dB ;LWg —声功率较高的一台通风机的声功率级, dB， Δβ —附加的声功率级), 百级区吊顶

内的风机噪声将达到70 dB (A)左右 , 虽然吊顶静压箱及高效过滤器均有一定的降噪作用, 但百级工作区仍然处于噪声允许的最高值 。其实, 设计师们很容易忽略一个问题 , 就是通过每块高效过滤器的风量实际上是没有达到额定风量的 。以一个 10 m²的百级洁净区为例, 按截面风速 0.3 m/ s 计算, 所需的循环风量为 10800 m³/h , 因为 , 百级洁净区要求满布高效过滤器, 假设选用规格为 630 ×630 的高效过滤器, 则需要的数量为 25 块。该高效过滤器的额定风量为1000 m³/h 时 , 初阻力为186Pa , 终阻力为 372Pa 。而实际上通过每块高效过滤器的风量为 432 m³/h 。根据风量与流速的关系 , 在截面面积一定的前提下 , 实际流经高效过滤器的风速为额定风量下风速的 0.432 倍。根据局部压力损失计算公式 :Z =ξυ²ρ/2 (式中 Z —局部阻力损失 , Pa;ξ—局部阻力系数 ;υ—空气流速, m/s ;ρ—空气密度, kg/m³), 高效过滤器的实际压力损失为额定压力损失的 0.432² 倍 , 即初阻力为 34.7Pa , 终阻力为69.4Pa 。所以, 在选择循环风机时, 在满足了风量要求的前提下, 风机全压可大幅度减少 , 自然, 风机噪声及耗电量也就降低了。

2 工程实例

(1)工程概况:

该工程是山东省某微电子有限公司的生产厂房, 主要生产各种液晶显示片, 厂房面积共 3600m², 其中 , 1000 级洁净区 806 m²、 10000 级洁净区138 m²、 普通空调区 2480 m²

, 另外 , 在 1000 级洁净区的环境中, 还有 5 个百级洁净区 。甲方要求洁净区夏季室内工况为 tn =24 ～ 26 ℃、 φn =40 ～60 %、 噪声 <65dB (A);冬季工况为 tn =20 ～22 ℃、 φn <60 %、 噪声 <65dB (A);普通区夏季工况为 tn =26 ～ 28 ℃、 φn <60 %、 噪声<65dB (A);冬季工况为 tn =18 ～ 20 ℃、 φn <60 %、 噪声<65dB(A)。

(2)计算结果及通风设备选择:经对维护结构、 设备散热 、 照明散热 、 人体散热及新风负荷的综合计算 , 得 :厂房空调总冷负荷为645 kW , 总热负荷为 410 kW;千级、 万级洁净区的总循环风量为 120000 m

3/h , 其中新风量为20000 m3/h 、 设备排气量为 8000 m3/h ;百级区按垂直单向气流流过房间截面风速 v ≥0.25 m/ s 计算, 五个百级区的空气循环量分别为 A 区 26500m3/h 、 B 区 13000 m3/h 、 C 区 24000 m3/h 、 D 区24000 m3/h 、 E 区 45000 m3/h ;普通空调区风量计算从略。空调冷源由两台螺杆式冷水机组提供 , 热源由厂区锅炉房提供 ;千级、 万级洁净区的空调末端设备为一台空气处理量为 120000 m3/h 、 全压为1600Pa 的组合式空气处理机组, 组合段包括混合、初效过滤、 表冷 、 加热、 除湿 、 检修 、 中效过滤、送风机、 均流、 消声及送风段 ;五个百级区选用风量为 2800 m3/h 、 全压为 180Pa 、 噪声为 54dB (A)的离心式通风机共 50 台 , 风机在每个百级区吊顶内分两组均匀布置。图 1 为其中一个百级区 (E区)通风机布置的平 、 剖面图 。

(3)处理及气流组织 :

空调气流组织为上送风、 下回风 (回风夹墙),有异味及热湿气溢出的设备设局部排风罩排风 , 为保证车间内人员必需的新鲜空气, 各空调系统均设排风机排风, 并补入室外新鲜空气 , 排风采用玻璃钢离心风机 , 无尘车间与室外压差大于 10Pa , 不同空气洁净度的洁净区之间及洁净区与非洁净区之间的压差大于 5Pa , 设有排风的房间相对于其他洁净

室负压, 各无尘车间均装空气压差显示表 。千 、 万级洁净区吊顶上均布高效过滤器送风口, 气流流形为乱流;百级洁净区吊顶上满布高效过滤器送风口 ,气流流形为层流 。洁净空调系统经初效 、 中效、 高效空气过滤器过滤后送入房间 。

(4)空调系统验收结果 :

本工程验收时测定的温度、 湿度 、 洁净度及噪声值均达到了工艺要求, 其中, 百级无尘车间的通风噪声仅为 60dB (A), 大大低于工艺要求 65dB (A)的上限。

3 结 论

采用低压风机来满足百级空调无尘车间的风量循环要求 , 方式是可行的 , 不仅能节省能源 , 降低设备运行费用 , 还能营造出一个低噪声的工作环境。