洁净空调设计概述.doc

1、1目 录一、空调概念、相关名词解释以及单位换算二、负荷计算三、风管，水管，配电，自控等设计四、设备选型五、无尘室测试标准2一 空调概念、相关名词解释以及单位换算。1. 空调即空气调节;目的在于”使空气达到所要求的状态”,即在某一特定空间内,对空气温度、湿度、空气流动速度及清洁度进行人工调节，以满足人体舒适和工艺生产过程的要求。2. 名词解释（1）热单位热量之单位称之热单位。公制热单位为“kcal（kilo-calorie） ”，即在标准气压下，1Kg 之水温度升高 1所需热量为 1Kal（千卡） （1 Kal=1/860Kwh） 。英美之热单位为“Btu（Britsh thermal unit

2、） ”，即在标准气压下 lb 之水，温度升高 1，所需热量为 1Btu=0.252Kcal。国际单位（SI 制）之热单位为“J（joule） ”，1Kcal=4186J（焦耳） 。（2）热传递率用来表示传热的程度。传热负荷之大小，依材料、墙壁之厚度而不同，加入隔热材之复合壁，传热程度更不同。其单位是 Kcal/m2.h. ，即内外温差 1时，1 m 2壁面，每小时通过之热量。（3）显热将热加诸物体上时。此热专用于使物体温度上升，而不用于使物体产生相位之变化者，称为显热。显热量与热加于物体前后之温差成正比，即显热量=物体重*比热*温度差。（4）潜热物体由固相变成液相或者由液相变成固相（反之亦同）

3、 ，作相位之3变化时，必有热量之加入（或取出） ，以改变分子之结合状态。此加入或取出之热量，仅供物体物体作相位变化，而不使物体温度上升使，加入（或取出）之热量称为潜热。（5）显热比显热之变化量和焓变化量之比称之为显热比。SHF=QS/（Q S+QL）=室内显热负荷/（室内显热负荷+室内潜热符合）QS、Q L显热、潜热之变化量（Kcal/h） ，当 QS、Q L为一定时不管风量之多少，SHF 为常数。（6）焓湿空气之焓，是以 0干空气（DA）之焓为基准值。 （其焓值为 0） 。绝对湿度*（Kg Kg/Kg（DA）之湿空气，是 1 Kg（DA）干空气之焓与*Kg 水蒸气之焓之和。I=i a+iw*

4、x 又空气调节所使用之温度范围，可使用下述求出其近似值：（7）显热负荷为使室内温度保持一定，必须除去室内所取得热量，或补给损失热量。此种因温度上升下降而取得或除去之热量，称为显热负荷。（8）潜热负荷为使室内温度保持一定，必要时除去或补给水蒸气。此种因温度上升下降而取得或除去水蒸气量换算成热量时称之为潜热负荷。（9）相对湿度湿空气中所含水蒸气之分压与同温度下饱和蒸汽压之百分比称之为相对湿度。（10）绝对湿度4湿空气中所含水分之量，与干燥空气量之重量比例称之为绝对湿度。即 1Kg 干燥空气中含有 xKg 之水蒸气时，其绝对湿度为 x（Kg/Kg（DA） ）。（11）空气线图湿空气之状态可由干球温度

5、、湿球温度、绝对湿度、相对湿度、焓来表示之。当压力一定时，可能由其中的 2 个状态值决定其它的状态值，故将任 2 个状态作变数取坐标轴时即可绘出绘出湿空气状态之线图，此线图称为湿空气线图。（12）空调负荷为保持室内空气在设定条件下，空气调节装置在单位时间内所必须除去或补充之热量，除去热量者称之为冷负荷，补充热量者称之为热负荷。（13）冷冻能力为冷冻设备单位时间内能够排除热量之能力。其单位有/kcal.h、W、Btu/h，或冷冻吨（RT）等。（14）冷冻吨用以表示冷冻能力之实用单位，冷冻吨为 1 吨 0之纯冰在 24 小时内融化为 0水所需之热量，但由于吨之公、英制等各有不同，固其所表示冷冻能力

6、各有出入，而今在世面上多以英制表示。a 公制 1RT=79.68kcal/kg*1000kg*1/24h=3320kcal/hb.英制 1RT=144BTU/lb*2000lb*1/24h=12000BTU/h（15）结露等于或低于空气露点温度之物体，置于空气中时，其表面结有水珠之5现象。行暖气时，当玻璃表面温度低于室内空气之露点温度时就产生结露现象。（16）比热1kg 某物质加热升高 1时，所需之热量称之为该物质比热。对于气体而言有定压比热和定积比热。3. 单位换算。见表一二.负荷计算1.订定室内外设计条件(1)一般空调A.室外设计条件：依气象局之统订资料。B.室内设计条件：依业主需求订定，

7、业主未定则以 77DB，50%RH 为基准。（2）无尘室：无尘室空调以下列标准设计A室外设计条件：同一般空调。B室内设计条件：温湿度及洁净室依业主需求制定。2.分项负荷分析计算(1)冷气负荷需计算下列诸参数A. 传导负荷a. 透过构造体之热负荷（显热）.b. 透过玻璃面之热负荷（显热）.传导热负荷（Kcal/hr）=热体面积*热通过率*温度差B. 照明负荷（显热）a. 照度计算：6照度 E=（灯具数*全光率*照明率*维护率）/面积照明率=按室指数选定维护率=视室内使用条件订定，一般为 0.60.8光 束=参考灯具厂商资料照度依业主需求订立。b. 灯具热负荷（Kcal/hr）=灯具耗电量（KW）

8、*860*1.25C. 人体热负荷（显热及潜热）人体热负荷=人体发生显热量+人体发生潜热量人体之发生热（Kcal/hr）室温 28 27 26 24 21作业状态适用场所 全热量 显 潜 显 潜 显 潜 显 潜 显 潜静座 剧场 80 40 41 44 36 48 32 52 28 59 21轻作业 学校 91 41 50 44 47 48 43 55 36 62 29事务所业 事务所 102 41 61 45 57 49 53 56 46 65 37走动作业 银行 114 41 73 45 69 50 64 58 56 66 48坐作业 餐厅 125 43 82 51 74 56 69 64

9、 61 73 52坐作工 轻作业 170 43 127 51 119 56 114 67 103 83 87跳舞 舞厅 194 51 143 56 138 62 132 74 120 91 103步行 重作业 227 61 166 69 158 75 152 87 140 104 123D. 器具负荷(A) 设备发热量(Kcal/hr)=设备耗电量( kw)*使用率*860(B) 冷却水散热量(Kcal/hr)=冷却水量(LPM)*60*(T 0-T1)(C) 热气散热(Kcal/hr)=排风量(CMH)*0.29*(T 0-T1)(D) 器具热负荷(Kcal/hr) =(A)-(B)-(C)

10、E. 外气负荷(A) 机台排气量 Q1(CMH):依业主提供之数据(B) 人员需求量 Q2(CMH)=依 ASHRAE 标准计算7(C) 开门(Q3)及间隙(Q4)泄漏风量:按下列公式计算,或参考相关技术书籍提供之实验值Q3(CMH)=T*N*A*(2gpr)*MQ4(CMH)=A” *(2gpr)*E*3600T=时间（sec） N=次数（次/Hr）A=门面积（m 2） M=门数量G=重力加速度（m/s 2） P=室内正压（mmAq）R=空气密度（kg/m 3） E=泄漏系数A“=间隙面积（m 2） (D) 总外气量：a.当 Q2（Q1+Q3+Q4） ，则总外气量取Q2b.当 Q2（Q1+Q

11、3+Q4） ，则总外气量取Q1+ Q3+Q4c.当业主提供之相关资料不足时，依实务经验以换气回数计算，并经上级主管认可。(E) 外气热负荷=外气显热 SH+外气潜热 LHF. 室内显热室内显热（Kcal/hr）=器具热负荷+灯具热负荷+人员显热负荷+传导热负荷G. 室内潜热室内潜热（Kcal/hr）=人员潜热负荷+其它H. 室内总热室内总热（Kcal/hr）=室内显热+室内潜热8I. 室内显热比室内显热比=室内显热室内总热J. 室内外总热室内外总热（Kcal/hr）=室内总热+外气热负荷K. 送风量计算(A)依室内负荷计算送风量 Qs1（CMH）=室内显热0.29*(T R-TS) (B)依清

12、净室等级参考下表换气次数计算(C)依清静度计算换气次数或送风量 QS2(CMH):a.乱流式:N(次/H/r)=(60*G*H)(2.5*K*V):所需要清净度换气系数 乱流式0.2 10000.6 50001.0 100002.0 500005.0 100000G:室内发尘量（个/min）=10 6（个/ min）*人数+400*103（个/ min）*地板面积 H:天花板高度(M)CLASS 换气次数 次/时1000 40-8010000 20-40100000 15-209K:所需清净室之室内落尘量(个/M 3)V:清净室之体积(M 3)计算得换气次数 N,须综合产业特性及工程经验加以调

13、整,则送风量QS2(CMH)=V*NV:清净室之体积(M 3)N:换气次数(次/Hr) b.层流式：QS2(CMH)=A*VV:流速（m/s）,流速以 0.250.5（m/s）为佳A:清净室之面积(M 2)(D)比较 QS1与 QS2,取较大之送风量L. 预热负荷预热负荷(Kcal/hr)=通过盘管风量(CMH)*0.29*(T R-TS)M. 加湿负荷加湿负荷(kg/hr)=外气总风量(CMH)*1.2*(W R-WO)公式:W=P*V*(d2-d1)*kw=有效加湿量 kg/hP-空气容重 1.2kg/m 3V-总风量 m 3/hd2-加湿后空气含湿量 kg/kgd1-加湿前空气含湿量 k

14、g/kgK-可靠系数 1.210三.风管、水管、配电、自控设计1.风管设计（1） 风管之设计,得先设定从送风机至与送风机相距最远点之送风 口(或回风口)间所连结而风管最合理之主风管路径,其次再合理的连结其它送风口(或回风口)之分岐风管路径。一般建筑空调、换气（排烟除外）之主风管，原则上采用低速风管。（2） 风管尺寸设计A. 等速法B. 等磨檫法a 送风机之全压未定时，依据推荐风速，求风管尺寸推荐风速如下风速 上限商业性空调 5M/S11M/S 12.5M/S送风管工厂性空调 6M/S13M/S 25M/S商业性空调 7M/S9M/S 20M/S回风管工厂性空调 8M/S11M/S 20M/Sb 送风机全压定时，从送风机之全压减去机器之必要压力，以所得之残压求出风管系统之各部尺寸。见表二、三C. 静压再得法D. 速度递减法2.水管设计