GMP凈化潔凈廠房系統風量是如何計算的？

1. GMP凈化潔凈廠房送風量的計算

（1）由換氣次數計算

亂流GMP凈化潔凈廠房送風量L₁均按其換氣次數計算:

L₁ =nV m³ /h

式中 n——換氣次數,次/h;

V—GMP凈化潔凈廠房體積, m³。

換氣次數有以下幾種確定方法:

①由標準或規范給出

如獸藥GMP給出了不同級別換氣次數具體數值。

但是,GMP(2010)和歐盟GMP一樣,沒有給出換氣次數的數值,僅指出應根據具體情況計算。

②由不均勻分布理論的簡化方式計算得出

nv=（60G ×10^-3）/（N一N_s）=ψn

式中nv——不均勻分布理論計算出的換氣次數;

N——要求GMP凈化潔凈廠房達到的(不均勻分布)含塵濃度;

N_s——送風含塵濃度。

單向流GMP凈化潔凈廠房時,

當新風比=0.02,則N_s =0.02～0.1粒/L(相應于大氣塵濃度為2×10⁵～10⁶粒/L,下同)

當新風比=0.04,則N_s=0.04～0.2粒/L

非單向流(亂流) GMP凈化潔凈廠房時,

當新風比=0.1,則N_s =0.1～0.5粒/L

當新風比=0.2,則N_s =0.2～1粒/L

當新風比=0.3,則N_s=0.3～1.5粒/L

當新風比=0.5,則N_s =0.5～2.5粒/L

G——靜態或動態時GMP凈化潔凈廠房單位容積發塵量,由圖5-5查出，動靜比可由3～10,一般可用5;

ψ——不均勻分布系數,按表5-5查出;

n——均勻分布理論計算出的換氣次數。

對于制品 GMP中B級區以亂流方式達到5級潔凈度的特殊情況,根據近來的實際檢測結果,建議用下式計算ψ:

ψ=1-β/（1+φ）

這是計算主流區的式子。即發塵量基本在主流區中,發生即排走,極少能影響全室。對于B級區,它不是一個任人隨便穿行的走道,它有嚴格的工位,特別在靜態5級條件下,其中無人,等于若有發塵已隨主流區氣流排走,即上式中β——主流區中發塵量占全室發塵量的比例,可取1。上式中φ為引帶風與送風量之比,可按每個風口負擔的面積計算。如以下所列:

≥7 m²            1.5

≥5 m²            1.4

≥3 m²            1.5

≥2.5 m²         0.65

≥2 m²            0.3

≥1 m²            0.2

這里的風口是按484×484過濾器的擴散板風口計的,約0. 3 m²,根據實際情況，一般相當于0.3 m² 風口負擔2～3m²。若按2.5 m²考慮,則φ=0.65。

③由算圖查出

圖5-6是按常見一般參數制訂的算圖。由要求的室內含塵濃度反查得出換氣次數n(均勻分布時),再由表5-5查出ψ,則nv =ψn 。

現用上述計算方法,計算B,C,D各級應有的換氣次數。

a.    B級

B級靜態潔凈度為5級,動態為7級,5級時并不要求單向流,僅是含塵濃度達標。

對于具體問題——背景環境的靜態5級,為了盡可能節能,設計的室內濃度宜盡可能接級別上限,設取其3/4,即 2.63粒/L。

設按6級換氣次數考慮新風比取0.1,Ns取0.1粒/L。

一般計算靜態按測定有2人考慮,但B級是A級的背景,要求5級已經很高了,長時間生產期間是靜態的條件——設備運行而無人,因此建議按無人考慮。中凈環球凈化可提供GMP車間、潔凈廠房的咨詢、規劃、設計、施工、安裝改造等配套服務。

由圖5-5取靜態時G_m=0.5×104粒/m^3. min。

于是算出n=（60G X10^-3）/（N-N_s）=（ 60X0.5 ×10）/（2.63-0.10）=119次/h。

如果按1個風口(484×484過濾器)負擔≥2. 5 m²計,則φ=0.65,取β=1,則ψ=1-1/（1+0.65）=0.39。

所以,nv=0.39×119=46次/h。

即可用相當于12個484 mmX484 mm過濾器風口,通過相當于45次換氣的風量,可實現靜態5級。這已為作為研究的實測例子證明。

現在驗證靜態的46次/h在動態時能否滿足7級的要求。

設動態時B區人員密度取0.25(一般8級取0.3～0.4,7級取0.2～0.3,6級取0.1～

0.2，5級宜≤0.1）。

設動靜比為10,則由圖5-3得G_n=11×10⁴粒/m³·min。

設取要求達到的室內濃度為上限濃度的3/4即262.5粒/L,新風比0.2,Ns=0.2粒/L, 則n=（60G X10^-3）/（N-N_S）=（60 X11X10 ）/（262.5-0.2）=25.2次/h。

由表5-5查得ψ=1.21,所以nv= 1.21×25.2=30.5次/h。

可見,靜態換氣次數完全可以滿足動態30.5次/h的要求,如動靜比比10小,還不需要這樣大的換氣次數。

b.C級

C級靜態潔凈度為7級,動態為8級,關鍵是動態能否保證,所以先計算動態應要求的換氣次數。

設動態時室內正常保持3/4上限濃度約2635粒/L;動靜比按10倍考慮(8級對7級);人員密度按0.4考慮,由圖5-5查得G_n=17×10⁴粒/m³·min,新風比取0.3,則 N_s=0.3粒/L。

于是n=（60G X10^-3）/（N-N_S）=（60 X17X10 ）/（2635-0.3）= 3.9次/h(均勻分布

查表5-5,換氣次數3.9時可取ψ=2.6

則nv= 2.6×3.9一10.2次/h。

設取10次/h,再驗算10次/h時的靜態換氣次數是否滿足靜態7級潔凈度要求。即相當于2人(設人員密度為0.05)測定時的室內含塵濃度是否在7級之內。

查表5-5,G_m= 1.5X10⁴粒/m³·min,則

N=（60G×1.5×10^-3）/nv+ N_S=(60×1.5 ×10)/10+0.3=90.3粒/L

完全滿足7級的要求。

c.由查圖計算C級

從圖5-6查出G_n=17×10⁴,N = 2635粒/L時,n~4次/h,和上述計算的n一樣,則ny也應相同。

d.D級

如果按照上面“b”的參數計算,換氣次數只有3次左右,顯然不實際。

現調整參數計算如下:

人員密度仍按0.4考慮,

則G_n=2.1×10⁴粒/ m³·min,

則，N取1/4上限濃度,為875粒/L,

則nv=（60G×10^-3）/（N-N_S）=（60 X2.1X10 ）/（875-0.3）= 1.44次/h

查表5-5、換氣次數1.44次/h時, ψ可取5.2,

則nv= 5.2X1.44=7.5次/h,

建議取8次/h。

（2）由工作區截面風速計算

單向流潔凈室送風量L₂均按其工作區截面風速計算:

L₂=360νF  m³/h

式中ν——全室單向流量,工作區截面平均風速,m/s。若為局部單向流,則應考慮速度衰減率。

F——室截面積,m² 。

（3）由冷熱負荷計算

如果潔凈室的余熱量很大,則送風量L₃一般按夏季較大室內冷負荷由下式計算:

L₃=3600Q_q/ρ(h_n-h_s)= 3600Q_r/ρ(t_n-t_s)  m³/h

式中Q_q, Q_r——室內總全冷負荷和總顯冷負荷,kW;

h_n——室內空氣焓值,kJ/kg;

h_s ——送風焓值,kJ/kg;

t_n——室內溫度,℃;

t_s——室風溫度,℃;

C——空氣定壓比熱容,kJ/kg· ℃,其值一般取1.01;

ρ——空氣密度, kg/m³,標準狀況下一般取其值為1.2。

以上關于總全冷負荷,總顯冷負荷、焓差和溫差的概念或選用，可參見一般空調書籍或拙著《潔凈室及其受控環境設計》。

至于春、秋、冬季所需送風量一般均比夏季少20%～50%,除非特殊情況,不再計算。

（4）由濕負荷計算

如果潔凈室的余濕量很大,該潔凈容必須除濕，則其送風量按室內較大散濕量由下式計算:

L4=1 000G/ρ（d_n-d_s）m³/h

式中G——室內散濕量, kg/h;

d_n——室內空氣含濕量，g/kg;

d_s——送風含濕量,g/kg。

關于含濕量之差同上,可參閱另外兩本拙著。

（5）由于潔凈室中特殊氣體或粉塵必須隔離排除,所以這種潔凈室并不需要按排除特殊物體需要計算風量。

 （6）一般情況下,L₁較大,按L₁選用的風量對于消除余熱足夠了，不再計算其他風量。有必要時,則應校核,選用較大的風量。

2. GMP凈化潔凈廠房新風量的計算

（1）按人的衛生要求計算,一般不小于40m³ /人·h。

（2）按補償排風和系統漏風及保證正壓的要求計算。

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