無塵車間的熱負(fù)荷計(jì)算與空調(diào)系統(tǒng)選型需同時滿足潔凈度控制與溫濕度精度的雙重約束，是典型的高精度環(huán)境控制工程。以下是關(guān)鍵步驟與技術(shù)要點(diǎn)：
| 負(fù)荷類型 | 計(jì)算要點(diǎn) | 特殊系數(shù) |
|---|---|---|
| 圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷 | 彩鋼板導(dǎo)熱系數(shù)≤0.03W/(m·K)，考慮夾層風(fēng)溫差（技術(shù)夾層溫度常高于室內(nèi)） | 附加率+15%（漏熱補(bǔ)償） |
| 人員負(fù)荷 | 穿潔凈服人員顯熱：120W/人（常規(guī)60W），潛熱：90W/人（含呼吸水分） | 同時系數(shù)0.6-0.8 |
| 照明負(fù)荷 | LED潔凈燈具≥30W/㎡（普通建筑10W/㎡） | 持續(xù)使用系數(shù)1.0 |
| 工藝設(shè)備負(fù)荷 | 按設(shè)備額定功率×負(fù)荷系數(shù)（0.6-0.9）+ 輻射熱（半導(dǎo)體設(shè)備可達(dá)500W/㎡） | 需實(shí)測設(shè)備表面溫度校核 |
| FFU風(fēng)機(jī)發(fā)熱 | 每臺FFU（1200×600mm）功耗≥300W，覆蓋率達(dá)80%時：300W/0.72㎡ = 417W/㎡ | 最易被低估的核心負(fù)荷 |
| 新風(fēng)負(fù)荷 | 補(bǔ)充排風(fēng)+正壓漏風(fēng)，焓差計(jì)算（夏季：Δh=60-90kJ/kg） | 占比可達(dá)總冷量40% |
電子車間案例：
1000㎡ Class 5車間，F(xiàn)FU發(fā)熱：1000㎡×80%×417W/㎡= 333.6kW
遠(yuǎn)超圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷（約15kW）！
顯熱總量（QS）
W = 人員·90g/h·n + 工藝產(chǎn)濕 + 新風(fēng)·G·Δd
| 行業(yè) | 溫度精度 | 濕度精度 | 典型場景 |
|---|---|---|---|
| 半導(dǎo)體光刻 | ±0.1℃ | ±1% RH | 黃光區(qū) |
| 生物制藥 | ±0.5℃ | ±3% RH | 凍干機(jī)房 |
| 鋰電池生產(chǎn) | ±1.0℃ | ±5% RH | 電極涂布 |
| 精密儀器裝配 | ±0.3℃ | ±5% RH | 陀螺儀調(diào)試間 |
風(fēng)量優(yōu)先原則：
潔凈風(fēng)量 > 冷熱風(fēng)量 → 需增加再熱段（電加熱/熱水盤管）
送風(fēng)溫差控制：
非單向流：ΔT≤8℃（防冷氣流下沉）
單向流：ΔT≤3℃（防熱分層）
適用場景：ISO 5-6級車間
優(yōu)勢：
MAU承擔(dān)全部濕負(fù)荷 → DC干盤管僅控溫（避免冷凝水污染風(fēng)險(xiǎn)）
FFU提供潔凈氣流（覆蓋率達(dá)80-100%）
選型要點(diǎn)：
MAU表冷器：8排管以上，迎面風(fēng)速≤2.5m/s
干盤管：鋁翅片親水涂層，無凝結(jié)水設(shè)計(jì)
適用場景：ISO 7-8級實(shí)驗(yàn)室
控制邏輯：
夏季：表冷除濕+電再熱控溫
冬季：電極加濕+熱水加熱
核心配置：
溶液除濕機(jī)（COP≥5.0）處理新風(fēng)
輻射冷梁承擔(dān)顯熱（無風(fēng)機(jī)動力）
節(jié)能率：比傳統(tǒng)方案降耗30-50%
限制：不適合產(chǎn)塵車間（冷梁積塵）
| 冷源類型 | 適用冷量范圍 | 出水溫度 | 潔凈室應(yīng)用場景 |
|---|---|---|---|
| 磁懸浮離心機(jī) | 300-3000kW | 5-7℃ | 高精度半導(dǎo)體/制藥 |
| 變頻螺桿機(jī) | 100-1500kW | 7-10℃ | 鋰電池/電子裝配 |
| 風(fēng)冷熱泵模塊機(jī) | 30-500kW | 7-12℃ | 小型實(shí)驗(yàn)室 |
| 乙二醇自然冷卻 | - | 12-15℃ | 北方地區(qū)節(jié)能改造 |
冷凍水溫度選擇：
常規(guī)車間：7/12℃
低濕車間（RH<30%）：需 4/11℃ 低溫水
補(bǔ)風(fēng)規(guī)則：
局部排風(fēng)量 > 2000m3/h 時，設(shè)置補(bǔ)風(fēng)型排風(fēng)柜（補(bǔ)風(fēng)比例≥70%）
控制邏輯：
排風(fēng)機(jī)變頻 → 補(bǔ)風(fēng)閥同步調(diào)節(jié) → 維持室內(nèi)壓差
方案A：設(shè)備內(nèi)置水冷機(jī)（ΔT=5℃）
方案B：精密空調(diào)就近冷卻（風(fēng)量≥設(shè)備發(fā)熱/（ρ·Cp·ΔT））
加濕：電極式蒸汽加濕（響應(yīng)速度＜10秒）
除濕：轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)（露點(diǎn)溫度≤-40℃）
熱回收裝置
新風(fēng)排風(fēng)顯熱回收（效率≥60%）
工藝?yán)鋮s水回收（如空壓機(jī)余熱用于再熱）
變頻控制鏈
AI優(yōu)化運(yùn)行
基于歷史負(fù)荷的預(yù)測控制
動態(tài)調(diào)整冷水機(jī)組運(yùn)行臺數(shù)
負(fù)荷校核
使用Hourly Analysis Program（HAP）模擬逐時負(fù)荷
對比設(shè)計(jì)日峰值與設(shè)備選型容量（冗余≥15%）
風(fēng)平衡測試
風(fēng)口風(fēng)量偏差≤±10%
潔凈室換氣次數(shù)≥設(shè)計(jì)值1.2倍
溫場均勻性驗(yàn)證
工作區(qū)高度（0.8-1.5m）平面溫差≤1℃（ISO 5級）
經(jīng)典失誤規(guī)避：
未計(jì)算FFU發(fā)熱導(dǎo)致冷量不足（占冷量30-50%！）
新風(fēng)除濕能力不足（夏季室外含濕量＞20g/kg）
忽略再熱能耗（電再熱功率可達(dá)冷量的25%）
通過精確量化八大熱源（尤其FFU與工藝設(shè)備），結(jié)合溫濕度精度要求選擇空調(diào)形式，并集成節(jié)能技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)潔凈環(huán)境與運(yùn)行成本的平衡。實(shí)際設(shè)計(jì)中建議采用負(fù)荷分項(xiàng)累加+動態(tài)模擬雙校驗(yàn)法，避免經(jīng)驗(yàn)主義導(dǎo)致的容量偏差。
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