洁净室设计参数的确定

1. 洁净室空调通风参数和洁净度等级的确定

1）由于生产工艺的不同，洁净度等级的要求不同，空调通风参数也不同，因此，

设计人员应首先了解各生产工艺的特点。

2）电子工厂生产工艺的特点：

（1）由于生产工艺种类繁多，对洁净度等级要求也不同，高的很高，低的很低；

对粒子粒径控制的要求也不同，0.1μm～5μm。对温湿度控制的要求相对较高，如

集成电路前道工序一般要求室内温度基数为 22℃，精度±0.1℃～±1℃；相对湿度

基数为 40％，精度±2％～±5％。正压值要求的梯度级别，随着洁净的变化而从高

到低变化差值为 5～10Pa。

（2）冷负荷比其他行业的洁净室大很多。单位冷负荷达 400w/m2～500 w/m2很

常见。由于冷负荷大，一般情况下，冬季也需要供冷成为电子行业特点。

（3）生产工艺过程产生的有毒有害气体种类繁多，且量也大，所以排风量也大，

新风量也大。新排风的节能措施也是特点之一，排放前要作处理，符合环保要求。

（4）生产工艺有抗静电，抗微振的要求。

（5）大宗气体和特种气体种类多，纯度和洁净度要求高。

3）生物洁净室

 包括制药工业、食品工业、化妆品工业、医院（手术室、烧伤病房、白血病

病房等）、实验室等。

生物洁净室的特点是：

（1）控制微生物进入生物洁净室内，一般有过滤除菌和消毒灭菌两种方法。

（2）由于高效过滤器的阻力大，价格贵，对于要求不高的一般生物洁净室，用

这种过滤器是不合适的。

（3）从细菌等价直径的观点来看，使用亚高效过滤器或者过滤效率接近高效的

中效过滤器也是可行的。

（4）对于病毒，它虽然比细菌小的多，但它无完整的酶系统，和细菌比，不能

单独进行物质代谢，不能在无生命的培养基上生长，而必须寄生在某种活细胞内才

能繁殖。

（5）因此它在空气中也是有载体的，可以认为它是以群体形式存在，所以担心

高效过滤器过滤不了病毒是不必要的。所以对于生物洁净室，采用什么样的过滤器

和其推广应用是很重要的。

2.洁净室空调系统的划分原则

洁净室空气洁净度等级应根据生产工艺的特点和要求来确定，并选择合适的

气流组织，不同的洁净度等级，不同的气流组织形式的洁净空调系统应分开设置。

如有下列情况时洁净空调系统宜分开设置：

1）运行班次不同或使用时间不同的工艺房间不宜分为一个洁净空调系统，这是

为了避免不工作的洁净室因和在工作的洁净室是同一个洁净空调系统而不能关闭造

成浪费，提高了运行成本，若空调系统分开设置，可将不工作的洁净室只运行值班

风机，这样可降低运行成本。

2）生产过程中散发的物质对其他工序、设备会产生交叉污染，对产品质量或操

作人员的健康、安全有影响不同工艺的洁净室空调系统应分开设置，这种会造成交

叉污染的洁净室在电子工厂、制药厂和各种实验室都有。

3）温湿度基数和精度要求差别大的洁净室空调系统应分开设置，若不分开设

置一般情况下都是按基数要求高的、精度要求严格的工艺来确定这会造成工艺对温

湿度要求不高的也跟着高了，这不仅初投资抬高，运行费用也会高了。

4）洁净室内工艺发热量相差悬殊的系统应分开设置，因洁净空调系统的送风量

是根据洁净度的级别或冷热负荷来确定的，若发热量差异大的，那么发热量小的洁

净室需要二次加热才能满足室内的温度要求，造成浪费提高了运行成本。

5）洁净空调系统与一般空调系统应分开设置，因一般空调系统无洁净度要求，56

空气不需要经过三级（初、中、高）过滤，若合为一个系统，初投资和运行成本都

会提高。

6）系统风量过大的洁净空调系统应分开设置。

7）新风量特别大（因工艺排风量大），室内湿度要求高的洁净空调系统，新风

独立设置系统，如洁净室湿度要求高而室内发湿量又不大，应在新风处理时就采取

除湿措施。

3.洁净室的热负荷计算（热平衡计算）

洁净室的热负荷包括下列各项:

1） 围护结构的传热负荷计算：

Q 传=ΣKiFi△t (kW)

式中：Ki —— 围护结构的传热系数（W/m2℃）

Fi—— 洁净室围护结构的面积（m

2）

2）室内人员的热负荷计算

人员的显热负荷 Q 人显= n·q 人显（kW）

人员的潜热负荷 Q 人潜= n·q 人潜（kW）

人员的全热负荷 Q 人全= Q 人显+ Q 人潜（kW）

式中：n —— 室内的人数（人）

q 显—— 每个人的显热负荷（kW/人）

q 潜—— 每个人的潜热负荷（kW/人）

3）室内的照明负荷计算

Q 灯=n0n1n3N (kW)

式中：N —— 照明设备的功率（kW）

n0 —— 整流器消耗的功率系数（n0=1.0～1.2）

n1 —— 安装系数（明装 n1=1.0，暗装 n1=0.6～0.8 ）

n3 —— 照明设备的同时使用系数。

4）室内设备的产热负荷计算

电热设备热负荷 Q 设热 = n1n3n4N （kW）

电动设备热负荷 Q 设动 = n1n2n3N （kW）

电子设备热负荷 Q 设电 = n1n2n3N （kW）

式中：N —— 设备的功率

n1 —— 安装系数（n1= 0.7～0.9）

n2 —— 负荷系数（n2 = 0.3～0.7）

n3 —— 同时使用系数。

n4 —— 通风保温系数。

5）洁净室总的热负荷计算

总显热负荷

Q 总=Σ（Q 传+Q 人显+Q 灯+Q 设+QFFU）

总全热负荷

Q 总=Σ（Q 传+Q 人全+Q 灯+Q 设+QFFU）

4．洁净室的湿负荷计算（湿平衡计算） 57

洁净室的湿负荷包括下列各项：

1）室内人员产湿计算：

W 人=n·w 人 （kg/h）

式中：W 人—— 每个人的湿负荷（kg/h·人）

2）室内设备的产湿计算

W 设=F·w 设（kg/h）

式中：F —— 产湿设备的水蒸发面积（m

2）

w—— 产湿设备单位面积的水蒸发量（kg/m2·h）

3）洁净室总的湿负荷计算

W=W 人+W 设（kg/h）