潔凈室工程師培訓(xùn)教材

1、潔凈室工程師培訓(xùn)教材（精簡版）空氣調(diào)節(jié)和空氣凈化的基礎(chǔ)知識空氣調(diào)節(jié)的基本概念1、 空氣調(diào)節(jié)及其分類空氣調(diào)節(jié)就是使房間或封閉空間的溫度， 相對濕度，潔凈度，和氣流速度等參數(shù)均達到給定要求的技 術(shù)。也在空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，空氣處理設(shè)備即空調(diào)器是實現(xiàn)空 氣熱，濕交換和空氣過濾凈化的核心部分。一個房間或一個 空間，在一般情況下除了有來自該房間內(nèi)部的圍護結(jié)構(gòu)，人 員，照明燈具及設(shè)備產(chǎn)生的熱，濕，粒子，微生物或其他有 害物的干擾外，同時還有來自房間外部的大氣，太陽輻射等 的干擾。為了消除上述來自室內(nèi)外的干擾，就必須采取必要 的技術(shù)手段，用在空氣處理設(shè)備中經(jīng)熱，濕和過濾處理過的 空氣來轉(zhuǎn)移，置換，稀釋和沖淡來自

2、方方面面對房間空氣的 干擾，來保證房間內(nèi)一定要求的空氣環(huán)境?？諝庹{(diào)節(jié)的原例 圖見圖一和圖二。圖一空氣調(diào)節(jié)原理圖圖二凈化空調(diào)原理圖空氣調(diào)節(jié)按使用對象的不同又可劃 分為舒適性空氣調(diào)節(jié)和工藝性空氣調(diào)節(jié)。舒適性空氣調(diào)節(jié)就 是為了滿足人們的舒適要求而設(shè)置的空氣調(diào)節(jié)。工藝性空氣 調(diào)節(jié)就是為了滿足生產(chǎn)工藝對環(huán)境空氣參數(shù)的要求而設(shè)置 的空氣調(diào)節(jié)。環(huán)境空氣的溫濕度等參數(shù)均由生產(chǎn)工藝來決定。 不同的生產(chǎn)工藝對環(huán)境空氣參數(shù)的要求也不相同。空氣調(diào)節(jié) 按使用對象的不同又可劃分為舒適性空氣調(diào)節(jié)和工藝性空 氣調(diào)節(jié)。舒適性空氣調(diào)節(jié)就是為了滿足人們的舒適要求而設(shè) 置的空氣調(diào)節(jié)。工藝性空氣調(diào)節(jié)就是為了滿足生產(chǎn)工藝對環(huán) 境空氣參數(shù)

3、的要求而設(shè)置的空氣調(diào)節(jié)。環(huán)境空氣的溫濕度等 參數(shù)均由生產(chǎn)工藝來決定。不同的生產(chǎn)工藝對環(huán)境空氣參數(shù) 的要求也不相同。2、濕空氣焓濕圖及其應(yīng)用濕空氣的焓 濕濕空氣就是我們生活和工作的環(huán)境空氣，就是生產(chǎn)和科學(xué) 研究的環(huán)境空氣。其主要成份是干空氣和水蒸汽。所謂干空 氣就是不含水蒸汽的空氣，其中有78%的氮氣，21%的氧氣 和不足1%的氬氣，氖氣等惰性氣體和少量的二氧化碳。在 濕空氣中雖然水蒸汽的含量非常少，但是它的作用卻非常大。 從某種意義上說調(diào)節(jié)濕空氣中水蒸汽的含量就是空氣調(diào)節(jié) 的重要任務(wù)之一。濕空氣的焓濕圖是用來表示濕空氣的溫度、 相對濕度、含濕量和焓值等空氣狀態(tài)參數(shù)及其相互關(guān)系的線 算圖。是在一

4、定的大氣壓力的條件下，以焓值為縱坐標(biāo)含濕 量為橫坐標(biāo)，其夾角為1350的線算圖。圖中有等溫度線、 等相對濕度線、等含濕量線和等焓值線。利用焓濕圖可以表 示空氣調(diào)節(jié)處理過程中所發(fā)生的混合、加熱、冷卻、加濕、 去濕等所有空氣處理過程，并且利用焓濕圖可以計算出空氣 處理過程中所需要的冷量、加熱量、加濕量等各種用量。焓 濕圖見圖三。圖三 濕空氣的焓濕圖 焓濕圖中的名詞定義：a.干球溫 度：就是用干球溫度計測出的空氣溫度。b.濕球溫度：就是 用濕球溫度計測出的空氣溫度。也就是說將溫度計的水銀球 用浸水的紗布包裹起來，所測得的穩(wěn)定的空氣溫度。濕球溫 度也就是相對濕度100%時的飽和溫度。c.相對濕度：空氣

5、 中實際的水蒸汽的分壓力與同溫度下飽和狀態(tài)空氣的水蒸 汽的分壓力之比。飽和水蒸汽的分壓力為100%。d.飽和水 蒸汽的分壓力：空氣中的水蒸汽不斷增加達到飽和時，空氣 中的水蒸汽就會凝結(jié)成水由空氣中分離出來，此時的溫度為 飽和溫度，其相對濕度達到100%。e.露點溫度：是在一定 大氣壓力的條件下，某含濕量下的未飽和空氣因溫度不斷地 降低，相對濕度不斷增加，達到飽和狀態(tài)空氣中的水蒸汽凝 結(jié)成水珠，從空氣中分離出來時的溫度叫露點溫度。也就是 空氣中的水蒸汽分壓力隨空氣溫度降低不斷升高，達到飽和 狀態(tài)（100% ）時的溫度叫露點溫度。f.含濕量：即環(huán)境空氣 中1公斤干空氣所含有水蒸汽的質(zhì)量（g ）。g

6、.熱濕比線： 空調(diào)房間內(nèi)的全熱負(fù)荷與全濕負(fù)荷之比。在電子工業(yè)產(chǎn)熱 量大、產(chǎn)濕量小的潔凈廠房一般的熱濕比800010000大卡 /kg趨近正無窮大。對于醫(yī)院的潔凈手術(shù)部的潔凈手術(shù)室的 熱濕比大約在18002400大卡/kg。因為人多，人的產(chǎn)濕量 大，但熱負(fù)荷較小。 焓濕圖的應(yīng)用在焓濕圖上可以劃出 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中各種空氣處理的過程線，并且可以在線算圖 上查出各種空氣處理過程的空氣參數(shù)和各種所需用量。a.等 濕加熱：空氣含濕量不變條件下的加熱。環(huán)境空氣的干球溫 度升高，相對濕度降低。如：空氣處理中用熱水和蒸汽為熱 源的熱交換器加熱、電加熱器的加熱。為正的無窮大過程 圖線。見圖四b.等濕降溫：空氣含濕

7、量不變條件下的降溫。 環(huán)境空氣的干球溫度降低，相對濕度增加但并未到露點，沒 有水凝結(jié)出來。如：空氣處理中的干表冷。即送入表冷器中 的冷凍水的初溫高于空氣露點。此時S為負(fù)無窮大的過程線。 見圖五。c.等焓加濕：空氣的焓值不變條件下的加濕。即空 氣和水直接并充分地進行熱交換的過程。水吸收空氣中的熱 量后部分水被蒸發(fā)成水蒸汽進入空氣，空氣失去熱量溫度下 降。最終達到空氣失去的熱量等于空氣中增加的水蒸汽的含 熱量。其空氣的總熱量（焓值）不變。過程線是135o線，= 0，過程線見圖六?？諝馓幚磉^程中淋水室（淋循環(huán)水）濕 膜加濕、高壓噴霧加濕、超聲波加濕等加濕的過程線。d.生 溫去濕：空氣的溫度不斷升高含

8、濕量不斷降低的過程。固體 化學(xué)去濕的過程就是生溫去濕的過程。即：固體吸濕劑吸收 空氣中的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放熱使空氣溫度升高，絕對含濕 量降低，相對濕度也降低。過程線近似等焓線。常見的分子 篩、氯化鋰、硅膠等固體吸濕就是生溫去濕過程。過程線見 圖七。e.等溫加濕：空氣干球溫度不變條件下的加濕。向空氣中噴 入水蒸汽的過程就是等溫加濕過程?？諝獾臏囟染S持不變， 直接將水蒸汽噴入空氣變成空氣中的水蒸汽。空氣處理中常 用的噴蒸汽、噴干蒸汽電極式、電熱式的加濕器。過程線見 圖八。f.降溫去濕（降溫干燥）：空氣的溫度降低同時含濕 量也減低的空氣處理過程。向空氣中噴淋低于空氣露點的冷 凍水，或?qū)⒌陀诳諝饴饵c的

9、冷凍水（冷媒）通入表面冷卻器， 與空氣接觸后，使空氣溫度降低而且還使空氣中的水蒸汽遇 冷凝結(jié)成水滴從空氣中分離出來，使空氣的溫度降低，絕對含 濕量減少。這是空氣處理中最常用的降溫去濕的方法，也是 冷凍去濕的方法。過程線見圖九。向空氣中噴淋液體吸濕劑 的處理過程也是降溫去濕減焓過程，但工程中很少應(yīng)用。 g.升溫加濕：向空氣中噴熱水的處理過程，是升溫加濕的過 程。在工程中很少應(yīng)用。過程線見圖十。h.空氣的混合過程： 兩種不同狀態(tài)的空氣混合時，其空氣的混合狀態(tài)點在兩種空 氣狀態(tài)點的連線上。線段長度之比則為兩空氣質(zhì)量之比。其 過程線見圖十一。焓濕圖上幾種典型的空氣處理過程見圖十二。濕空氣狀態(tài)的 各種參

10、數(shù)，如：干球溫度，濕球溫度，露點溫度，相對濕度， 含濕量和焓值等之間都是相互關(guān)連的，只要知道其中的兩、 三個參數(shù)在焓濕圖上就可以確定濕空氣的狀態(tài)點。見圖十三。 焓濕圖的應(yīng)用舉例一個潔凈室的室內(nèi)參數(shù)為N，送風(fēng)參數(shù) 為S，熱濕比為,送風(fēng)溫差為&。全新風(fēng)系統(tǒng)。夏季室外 計算參數(shù)為Ws，冬季室外計算參數(shù)為Wd?，F(xiàn)需將室外空氣處理到送風(fēng)參數(shù)點S后，用風(fēng)管送到潔凈室內(nèi)就能滿足潔凈 室的溫、濕度要求?？梢圆扇∠旅娑喾N方法，對空氣進行熱， 濕處理都能達到同一個目的。見圖十四。如：夏季空調(diào)空氣處理過程可以有如下途徑來實現(xiàn)：a.WStLtS用表冷器或淋水室將室外空氣降溫去濕減焓處理 后再等濕再熱。b. WS-a-

11、S用固體化學(xué)去濕將室外空氣生 溫去濕再干冷降溫。c. WS-S用噴淋液體吸濕劑做降溫、 去濕、減焓處理。又如：冬季空調(diào)空氣處理過程可以有如下 途徑來實現(xiàn)：a. Wd-b-L-S先用加熱器對室外空氣預(yù)熱再 等溫加濕（噴蒸汽）然后用加熱器再熱。b. Wd-c-L-S先 用加熱器對室外空氣預(yù)熱再等焓加濕（濕膜等）然后用加熱 器再熱。c. Wd-d-S先用加熱器對室外空氣加熱再等溫加 濕（噴蒸汽）。d. Wd-L-S先用噴熱水對室外空氣升溫加濕 然后再熱e.Wd-e-L13、空氣調(diào)節(jié)的氣流組織空氣調(diào)節(jié)氣流組織設(shè)計的任務(wù)就是 要合理地組織室內(nèi)空氣的氣流流動，使工作區(qū)的溫度，濕度, 氣流速度和潔凈度能很好

12、地滿足生產(chǎn)和科學(xué)研究以及人們 舒適感的要求。氣流組織不合理不僅直接影響空調(diào)房間的空 調(diào)參數(shù)和空調(diào)效果，而且還要空調(diào)系統(tǒng)的能耗。空調(diào)系統(tǒng)送 風(fēng)口射出空氣射流是影響室內(nèi)氣流組織的主要因素，而空調(diào) 回風(fēng)口，從流體力學(xué)角度是空氣的匯流，起回風(fēng)速度衰減很 快，與其距離的平方成反比。因此回風(fēng)口的位置對室內(nèi)氣流 組織的影響比較小?？諝庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)的氣流組織形式主要有： 上送下回，上送下側(cè)回，上送上回，側(cè)上送側(cè)下回等形式。 見圖十五。圖十五空氣調(diào)節(jié)的氣流組織空氣凈化的基礎(chǔ)知識1 .潔凈室 及其四大技術(shù)要素根據(jù)生產(chǎn)和科研的要求對室內(nèi)空氣環(huán)境 的潔凈度、溫度、相對濕度以及壓力、噪聲、振動、靜電等 參數(shù)都進行控制的房間

13、叫潔凈室或潔凈廠房。潔凈室的四大 技術(shù)要素就是：粗效，中效和高效三級過濾，足夠的凈化送 風(fēng)量，室內(nèi)正壓的建立和維持，以及端高效或超高效過濾 器的設(shè)置。2.潔凈室的應(yīng)用和分類潔凈室可按氣流流型和 使用用途以及控制的主要對象來分類。、潔凈室按氣流流 型來劃分單向流（層流）潔凈室，其中又分垂直單向流 潔凈室和水平單向流潔凈室。圖十六單向流氣流流型非單向流（亂流）潔凈室圖十 七非單向流氣流流型混合流潔凈室圖十八 混合流氣流流型 矢流（對角流）潔凈室圖十九 矢流氣流流型各種氣流的特點、創(chuàng)造的潔凈度、應(yīng)用范 圍和投資運行費。單向流氣流的凈化原理是活塞和擠壓原 理，把灰塵從一端向另一端擠壓出去，用潔凈氣流置

14、換污染 氣流。包括有垂直單向流和水平單向流。垂直單向流是氣 流以一定的速度（0.25m/s0.5m/s ）從頂棚流向地坪的氣流 流型。這種氣流能創(chuàng)造100級、10級、1級或更高潔凈級別。但其初投資很高、運行費很高，工程中盡量將其面積壓縮到 最小，用到必須用的部位。水平單向流是氣流以一定的速度 （0.3m/s0.5m/s）從一面墻流向?qū)γ娴膲Φ臍饬髁餍?。該氣流可?chuàng)造100級的凈化級別。其初投資和運行費低于垂直 單向流流型。非單向流氣流的凈化原理是稀釋原理。一般 型式為高效過濾器送風(fēng)口頂部送風(fēng)；回風(fēng)的型式有下部回風(fēng)、 側(cè)下部回風(fēng)和頂部回風(fēng)等。依不同送風(fēng)換氣次數(shù)，實現(xiàn)不同 的凈化級別，其初投資和運行費用也不同。混合流氣流是 將垂直單向流和非單向流兩種氣流組合在一起構(gòu)成的氣流 流型。這種氣流的特點是將垂直單向流面積壓縮到最小，用 大面積非單向流替代大面積單向流以利節(jié)省初投資和運行 費。舉例給出不同氣流流型的送風(fēng)量、耗冷量、初投資和 運行耗電的具體指標(biāo)見表一，此指標(biāo)是以電子工業(yè)潔凈廠房 為代表，具體數(shù)據(jù)有參考價值，但不能隨便套用。表一不 同潔凈級別潔凈廠房的送風(fēng)量、冷量投資耗電的指標(biāo)氣流流 型潔凈級別（級）送風(fēng)