Расчет воздухообмена в помещении: Расчет воздухообмена | Техническая библиотека ПромВентХолод

Как определяется фактическая кратность воздухообмена: расчет кратности

3 минуты

Алексей Папченко

22 декабря 2021

Обновлено:15.03.2023

Расчет кратности воздухообмена в помещении — один из самых точных способов, позволяющих спроектировать инженерную систему с нужными параметрами. Рассказываем, как рассчитать воздухообмен и предлагаем формулу подсчета. Эффективная работа вентиляции — это оптимальная циркуляция воздуха, адаптированная к типу помещения и количеству людей в нем.

Содержание:

Скрыть

1. Как определяется фактическая кратность воздухообмена
   1. Как рассчитать воздухообмен в помещении?
2. Как определяется необходимая кратность воздухообмена?
3. Расчет кратности воздухообмена в помещении
   1. Как рассчитать кратность воздухообмена и зачем это делать?
4. Кратность воздухообмена: единица измерения
5. Потребный воздухообмен — что это?
6. Формула кратности воздухообмена
7. Вывод

Как определяется фактическая кратность воздухообмена

Под кратностью понимают число замен отработанного, загрязненного воздуха в помещении таким же потоком наружного воздуха.

Как рассчитать воздухообмен в помещении?

Процесс воздухообмена в наших домах и квартирах организован следующим образом: воздух перетекает из «чистой» зоны (гостиная, спальни, детские комнаты, кабинет) в «грязную» (кухня, ванная, туалет), откуда удаляется. Согласно своду правил СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» воздушный поток должен двигаться из комнаты или зоны с меньшим загрязнением в комнату с большим загрязнением воздуха. Например, из спальной или гостиной — в кухню, а также гигиенические и санитарные помещения. Загрязнители воздуха следует удалять как можно ближе к месту их возникновения.

В здании высотой до 9 этажей может применяться гравитационная или механическая вентиляция. В более высоких зданиях следует использовать механическую вытяжную или приточно-вытяжную вентиляцию. В квартирах, оборудованных твердотопливными каминами или газовыми водонагревателями с гравитационным отводом дымовых газов, может применяться только естественная вентиляция или механическая приточно-вытяжная вентиляция.

Как определяется необходимая кратность воздухообмена?

Чтобы выполнить расчет кратности воздухообмена, замеряют:

1. Общий объем воздуха, подаваемый в помещения.
2. Количество и время воздухообмена в комнатах.

Первый параметр определяется с помощью анемометра (прибора, измеряющего скорость воздуха) под диффузорами, установленными в помещении. Второй показатель рассчитывается на основании данных о количестве воздуха, подаваемого в помещение за час, и измеренном объеме комнаты.

Расчет кратности воздухообмена в помещении

В помещениях, где люди являются основным источником изменения параметров микроклимата, минимальный объем воздуха рассчитывается по формуле: V N = n · V j, где:

• V N — расход приточного воздуха, м³/ч;
• n — число пользователей;
• V j — минимальный приток на человека, м³/ч.

Как рассчитать кратность воздухообмена и зачем это делать?

Для обеспечения достаточной свежести воздуха в помещении по гигиеническим соображениям (например, для удаления CO2, водяного пара и искусственных запахов). В производственном процессе важно обеспечить допустимые и оптимальные параметры микроклимата, поддерживать на уровне предельно-допустимую концентрацию загрязнителей, связанных с производственным процессом.

Минимальный поток наружного воздуха согласно СНиП 41-01-2003 в жилых и общественных помещениях:

• кухня с окном и газовой плитой — 70 м³/час;
• кухня с окном и электроплитой — 30 м³/ч;
• в квартире более трех человек — 50 м³/час;
• кухня без окон с плитой — 50 м³/час;
• санузел — 50 м³/час;
• подсобное помещение без окон — 15 м³/час;
• гостиная, отделенная от кухни или ванной двумя и более дверями — 30 м³/час.

Объемный расход приточного воздуха является суммой потоков, удаляемых из кухни, ванной комнаты, отдельного туалета, комнат без окон.

Кратность воздухообмена: единица измерения

Для упрощения подачи в нормативных документах общепринятая единица измерения кратности воздухообмена заменяется числом циклов замены воздуха. Пример данных (количество смен в час) для производственных помещений:

• лаборатория — 5-15;
• конференц-зал — 5-10;
• офисы — 3-8;
• мастерская — 3-6.

Данный параметр определяется количеством циклов замены отработанного воздуха свежим и выражается в часах в минус первой степени (ч-1). Иными словами, это то количество воздуха, которое удаляется из помещения за 1 час и заменяется свежим воздухом.

При проведении испытания критерием приемки считается соответствие кратности воздухообмена проектной документации на уровне не ниже 90%.

Потребный воздухообмен — что это?

Потребный воздухообмен — это количество воздуха, которое необходимо вводить в помещение и удалять из него в течение часа. Вентиляция должна обеспечивать надлежащее качество внутренней среды, включая объем воздухообмена, чистоту, температуру, относительную влажность, скорость движения в помещении. Во всех рабочих помещениях должна быть предусмотрена естественная или механическая вентиляция. Около 90% своего времени мы проводим в закрытых помещениях с искусственно созданным климатом. Воздухообмен в помещении помогает обеспечить жителей свежим и здоровым воздухом.

Потребный воздухообмен в рабочих помещениях должен быть обеспечен, исходя из коммунальных потребностей и функций этих помещений, баланса тепла и влажности, а также наличие твердых и газообразных загрязнителей. На производстве, где выделяются вредные для здоровья вещества (например, химические агенты), при организации воздухообмена учитывается норма предельно допустимых концентраций (ПДК).

Организация воздухообмена в помещении сводится к правильному распределению приточно-вытяжных элементов по отношению к зоне пребывания людей и источникам загрязнения. Важный фактор: подбор оборудования и комплектующих, способных обеспечить циркуляцию воздушных масс на уровне проектных значений.

Формула кратности воздухообмена

Формула расчета кратности воздухообмена в помещении: VN = k • V, где

• V N — расход приточного воздуха, м3/ч;
• k — скорость замещения, 1/час;
• V — объем вентилируемого помещения, м3.

Минимальная кратность замен в классическом здании составляет 0,5-0,8 (1) ч-1.

Если производственный процесс токсичен, расчет количества приточного воздуха проводят, исходя из количества выбросов загрязняющих веществ в помещение. Применяется формула: V = φ • Z / (c dop — c z), где

• Z — общее количество газообразных загрязнителей, выброшенных в помещение [г/ч];
• c dop — допустимая концентрация данного загрязнителя в наружном воздухе [г/м3];
• c z — концентрация данного загрязнителя в приточном воздухе;
• [г/м3], φ — поправочный коэффициент (от 1,2 до 1,4).

Учитываются следующие параметры при оценке микроклимата. Предельно допустимая концентрация (ПДК) — значение концентрации, не вызывающее негативных изменений у сотрудника в течение 8-часового рабочего дня.

Предельно допустимая временная концентрация (ПДВК) — средняя концентрация, не вызывающая негативных изменений у работника в течение 15 минут и не более 2 раз за рабочую смену.

Наивысшая предельно допустимая концентрация (НПДК) — концентрация загрязняющих веществ в воздухе, которая не может быть превышена из-за сиюминутной угрозы здоровью и жизни сотрудника.

Вывод

Воздух в помещении почти всегда более загрязнен, чем воздух снаружи. Особенно важно его регулярно менять. Кратность воздухообмена — один из наиболее точных показателей при определении качества воздуха в помещении. Как его определить, какую методику и формулу использовать, рассказали выше в статье.  Регулярные тесты и измерения в системах вентиляции позволяют оценить соответствие системы проектным показателям и контролировать параметры микроклимата.

Важно, чтобы монтаж системы вентиляции в помещении выполняли профессионалы, имеющие соответствующею квалификацию.

Оцените статью:

3.91

Оценок: 0

Автор статьи

Алексей Папченко

QWENT

Руководитель технического отдела

Эксперт в области проектирования, монтажа и обслуживания систем вентиляции, кондиционирования и дымоудаления.

Комментарии

Вам могут быть полезны эти статьи

Вентиляция стоматологии

Расскажем об основных санитарно-гигиенических требованиях, вариантах реализации для разных помещений и типовых решениях вентиляции в стоматологии.

Время чтения:10 минут

Вентиляция и кондиционирование отелей и гостиниц

Вентиляция и кондиционирование гостиниц и отелей и важные аспекты.

Время чтения:13 минут

Как подобрать чиллер

Чиллеры — безопасная и экологичная альтернатива традиционным кондиционерам, работающим на фреоне. Рассказываем, как подобрать и правильно подключить чиллер.

Время чтения:5 минут

Остались вопросы? Свяжитесь с нами или оставьте заявку и наши менеджеры с радостью вас проконсультируют!

Заказать проектирование, монтаж и обслуживание инженерных систем можно по телефону +7 (495) 055-72-55, по адресу электронной почты [email protected], или просто оставьте заявку в форме ниже — мы вам перезвоним!

Расчет по газовыделениям

Расчет воздухообмена по тепло-, влаго- и газовыделениям

Тепловой баланс помещения

Теплопоступления от людей

Теплопоступления через световые проемы

Теплопоступления через чердачное перекрытие

Теплопоступления от искусственного освещения

Теплопоступления от систем отопления

Теплопоступления от технологического оборудования

Теплопотери через ограждающие конструкции

Фильтрация воздуха через ограждающие конструкции

Сквозное проветривание

Расчет воздухообмена по избыткам теплоты

Расчет воздухообмена по избыткам влаги

Расчет воздухообмена по газовыделениям

Расчет воздухообмена по санитарной норме

Калькулятор «Воздухообмен по СО2 (ползунки)»

Калькулятор «Воздухообмен по СО2 (флажки)»

Калькулятор «Время достижения предельной концентрации CO2»

Калькулятор «Расчет эффективности воздухообмена»

Галерея: Расчет воздухообмена по газовыделениям

Требуемый воздухообмен по условию удаления вредностей, м³ /ч определится по формуле:

L_пр=Z/(z_у-z_п ) (50)

где: Z – интенсивность выделяющегося газа в помещении, г/ч;

z_у – концентрация газа в удаляемом воздухе, г/м³ ;

z_п – концентрация газа в приточном воздухе, г/м³ .

Выделение в помещение углекислого газа, выдыхаемого людьми, определяется в одинаковом размере для всех периодов года с учетом интенсивности физической нагрузки по следующим таблицам:

Исходные данные для расчета воздухообмена по СО2

Пример 11. Расчёт воздухообмена по количеству выбросов СО2.

Дано: В помещении постоянно находятся 20 взрослых и здоровых людей (скорость метаболизма у детей, взрослых здоровых, пожилых и инвалидов сильно отличается).

Концентрация СО2 в приточном воздухе: 450 ppm;

Предельно допустимая концентрация в зоне обслуживания: 1200 ppm;

Уровень активности: легкий физический труд;

Скорость метаболизма: 1,2 мет;

Выделение СО2: 25 л/ч;

Эффективность воздухообмена: 0,8

Решение: ((25*1000)/(1200-450))=33 м3/ч*1чел

С учетом эффективности воздухообмена: 33/0,8=41 м3/ч*1чел

Общий воздухообмен в помещении: 41*20=820 м3/ч.

Результат: 41 м3/ч на 1 человека;

Общий воздухообмен в помещении 820 м3/ч.

Пример 12. Повысим ПДК до 1500 ppm, эффективность воздухообмена до 0,9 и понизим уровень активности до 1,0 мет.

Дано: В помещении постоянно находятся 20 человек.

Концентрация СО2 в приточном воздухе: 450 ppm;

Предельно допустимая концентрация в зоне обслуживания: 1500 ppm;

Уровень активности: в состоянии покоя;

Скорость метаболизма: 1,0 мет;

Выделение СО2: 18 л/ч;

Эффективность воздухообмена: 0,9

Решение: ((18*1000)/(1500-450))=17 м3/ч*1чел

С учетом эффективности воздухообмена: 17/0,9=19 м3/ч*1чел

Общий воздухообмен в помещении: 19*20=380 м3/ч.

Результат: Вместо 41 м3/ч на 1 человека получаем 19 м3/ч;

Общий воздухообмен в помещении с 820 м3/ч понижается до 380 м3/ч

Пример 13. Создадим крайне неблагоприятные условия. Возьмем, к примеру спортзал. Теперь ПДК примем 1000 ppm, эффективность воздухообмена до 0,6, а уровень активности до 3,0 мет.

Дано: В помещении постоянно находятся 20 человек.

Концентрация СО2 в приточном воздухе: 450 ppm;

Предельно допустимая концентрация в зоне обслуживания: 1000 ppm;

Уровень активности: в состоянии покоя;

Скорость метаболизма: 3,0 мет;

Выделение СО2: 45 л/ч;

Эффективность воздухообмена: 0,6

Решение: ((45*1000)/(1000-450))=82 м3/ч*1чел

С учетом эффективности воздухообмена: 82/0,6=137 м3/ч*1чел

Общий воздухообмен в помещении: 137*20=2740 м3/ч.

Результат: Теперь на 1 человека получаем 137 м3/ч;

Общий воздухообмен в помещении составит 2740 м3/ч

Из примеров видно, что в зависимости от целого ряда сопутствующих факторов, количество воздуха на одного человека меняется в очень широком диапазоне.

Фактор 1. Человек.

На количество необходимого воздуха влияет сам человек, его возраст, состояние здоровья, уровень двигательной активности и скорость метаболизма организма. Чем больше сам человек и чем активнее он работает, тем больше его организму необходимо кислорода и как следствие он больше выделяет углекислого газа.

Фактор 2. Предельно допустимая концентрация в зоне обслуживания.

Чем выше мы выдвигаем требования к качеству воздуха в помещении, тем больше чистого воздуха нам необходимо. При этом, как видно из графика выше, данная зависимость не является линейной.

Фактор 3. Эффективность воздухообмена.

Эффективность воздухообмена зависит от технического решения организации воздухообмена. То-есть, тип воздухораспределителей, место их расположения, разница температур (Архимедовы силы), места и источники засорения воздуха, и способы их локализации.

Приведу для наглядности пример зависимости кратности воздухообмена от изменения коэффициента эффективности воздухообмена.

Зависимость кратности от эффективности воздухообмена.

Как видно из примера, в зависимости от эффективности воздухообмена, кратность меняется в разы. Здесь кроется огромный потенциал экономии энергии. Плюс ко всему, данный фактор является пассивным, то есть потратив средства на установку один раз, в ходе эксплуатации он постоянно, без дополнительных затрат, будет экономить энергию просто за счет эффективности изначально разработанного технического решения.

Ķīmisko vielu aroda ekspozīcijas robežvērtības (AER) darba vides gaisā.pdf

ГН 2.2.5.1313-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. pdf

ГН 2.2.5.2308-07 Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны.pdf

ГН 1.2.1841-04 Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и природных факторов, канцерогенных для человека.pdf

Назад: Расчет воздухообмена по избыткам влаги

Дальше: Расчет воздухообмена по санитарной норме

Калькулятор скорости воздухообмена

Рассчитайте желаемую скорость воздухообмена или размер помещения и выберите подходящий воздухоочиститель Heylo.

Для расчета выберите расход воздуха одного из наших воздухоочистителей. Какой фильтр вы используете? М-класс или Н-класс?

Значения расхода воздуха:

Воздухоочиститель PF 1000 — бесплатно Фильтр M-класса = 760 м³/ч
Воздухоочиститель PF 1000 — бесплатно Фильтр H-класса = 515 м³/ч

Воздухоочиститель PF 1400 — бесплатно Фильтр М-класса = 890 м³/ч
Воздухоочиститель PF 1400 — без фильтра H-класса = 697 м³/ч

Воздухоочиститель PF 3500 — без фильтра M-класса = 2795 м³/ч
Воздухоочиститель PF 3500 — без фильтра H-класса = 2420 м³/ч h

Учтите, что рассчитанный коэффициент воздухообмена является приблизительным.

Какова скорость воздухообмена?

При проведении строительных и ремонтных работ неизбежно образуется пыль , которая оседает на поверхностях и полу. Другие загрязняющие вещества , которые естественным образом присутствуют в воздухе, также ухудшают качество воздуха и оказывают негативное воздействие на здоровье. Вот почему необходим регулярный воздухообмен, особенно в помещениях строительства, промышленности и торговли. Это достигается с помощью мобильных очистителей воздуха.

Очистители воздуха с соответствующим фильтром HEPA также обеспечивают эффективное отделение аэрозолей и, таким образом, вирусов, а также пыльцы или спор плесени в воздухе.

Коэффициент воздухообмена указывает , как часто воздух в помещении должен обмениваться для очистки воздуха и обеспечения минимального воздухообмена. Скорость воздухообмена указана в 1/ч. Однако количество воздухообменов зависит от многих факторов и может быть определено только приблизительно без помощи специализированной компании.

Факторы, влияющие на скорость воздухообмена

Скорость воздухообмена определяется экспертами на основе многих влияющих факторов. Важно знать не только размеры помещения, но и тип загрязняющих веществ. Если, например, в помещении проводится сложный ремонт, оконной вентиляции недостаточно из-за высокой доли пыли в воздухе. В основном необходимо учитывать следующие факторы, влияющие на воздухообмен:

Объем помещения и геометрия помещения

• Утечки в здании
• Типы загрязняющих веществ
• Внутренние устройства
• Количество людей
• Количество очистителей воздуха

Объем помещения и утечки в здании

Наиболее важный фактор расчета скорости изменения воздуха в размер комнаты. Для расчета объем помещения необходимо определить в кубических метрах. В небольшом помещении достаточно очистителя воздуха с соответствующей производительностью. Соответственно мощные устройства должны быть установлены при проведении строительных работ в большом заводском цеху. Однако здесь также необходимо учитывать количество людей и тип строительных работ. Следует также отметить, что новые, плотно застроенные здания обычно пропускают меньше наружного воздуха, чем старые.

Загрязняющие вещества

Во время ремонтных работ выделяется пыль, которая не только влечет за собой более высокие затраты на очистку, но и вдыхается. Например, при работе со старыми дверями, содержащими свинцово-белые краски, может выделяться токсичная пыль. Отсутствие вентиляции или удаления пыли может иметь серьезные последствия для здоровья, такие как острая одышка или астма. Поэтому важно использовать очистители воздуха для очистки воздуха во время ремонта или реконструкции. Таким образом, загрязняющие вещества отфильтровываются из воздуха, чтобы они не оседали в легких.

Минимальный воздухообмен

Минимальный воздухообмен — это воздухообмен, указанный в DIN 1946-6 для обеспечения гигиенического соотношения воздуха. В нормальных условиях этого обычно можно добиться с помощью принудительной вентиляции. Однако во время строительных работ строительный очиститель воздуха необходим для удаления большого количества пыли и вредных частиц. BG Bau рекомендует 15-кратный коэффициент воздухообмена для строительной пыли.

Вирусы и бактерии легко размножаются в помещениях, где присутствует несколько человек, например, в классных комнатах. Там установка устройств очистки воздуха с HEPA-фильтрами помогает свести к минимуму концентрацию вирусов или бактерий, так что, например, заражение вирусом гриппа или короны сводится к минимуму. В этом случае рекомендуется 3-5-кратный воздухообмен.

Воздухообмен с очистителем воздуха Heylo

Если в результате ремонтных работ на строительной площадке образуется пыль, оконной вентиляции часто недостаточно для обеспечения полного воздухообмена. Для очистки и фильтрации воздуха здесь используются строительные воздухоочистители.

Очистители воздуха Heylo доступны с фильтрами H-класса и M-класса для строительства. Последние имеют более высокую пропускную способность по воздуху по сравнению с фильтрами Н-класса, так как воздух легче проходит через эти фильтры. Модель PowerFilter 1000 очищает воздух с производительностью 760 м³/ч с фильтром М-класса и 515 м³/ч с фильтром Н-класса. Выход воздуха бесступенчато регулируется. Устройство можно использовать более эффективно против запахов с фильтром с активированным углем. Благодаря эргономичным ручкам и простоте в обращении штабелируемый очиститель воздуха идеально подходит для очистки воздуха в небольших помещениях.

Воздухоочиститель PowerFilter 1400 обрабатывает комнатный воздух с производительностью 890 м³/ч или 697 м³/ч в зависимости от класса фильтра. Благодаря соответствию с ERP, он очень эффективен, а также бесшумен в работе. Его квадратная форма, вес всего 16 кг и эргономичная ручка позволяют легко складывать его в штабель и убирать позже. Для этой модели также доступен предварительный и основной фильтр с активированным углем, который нейтрализует резкие запахи.

Очиститель воздуха PowerFilter 3500 обрабатывает самый большой объем воздуха. Фильтры класса М и Н работают с пропускной способностью 2,795м³ч и 2420м³/ч соответственно. Благодаря подключению нескольких шлангов этот воздухоочиститель можно использовать гибко и он очень эффективен в работе. Эта система вентиляции идеально подходит для использования в промышленности, так как устройство эффективно отфильтровывает загрязняющие вещества из воздуха в больших помещениях. Основные и предварительные фильтры просты в использовании; выход воздуха бесступенчато регулируется.

Вы не уверены, какой строительный очиститель воздуха подходит для вашей строительной площадки? Тогда позвольте нашим экспертам Heylo проконсультировать вас бесплатно!

Правда о коэффициентах воздухообмена в чистых помещениях, схемах и методах расчета

Содержание

---

Почему никто не может прийти к соглашению об контрольных показателях коэффициентов воздухообмена в чистых помещениях?

Существует ряд практических руководств и контрольных показателей скорости воздухообмена в чистых помещениях (ACR). Многие из этих справочных таблиц датируются более чем 20-летней давностью. Чаще всего ссылаются на ISO 146144-4 для ежечасных воздухообменов и скорости воздуха, а также на Федеральный стандарт 209E для потолочных покрытий вентиляторных фильтров.

Многие диаграммы, найденные в Интернете, отражают нечеткую интерпретацию отраслевых эталонных показателей или иногда данные, содержащиеся в «устаревших» стандартах. Многие из этих диаграмм сочетают в себе результаты и графики из приведенной ниже документации.

1. IEST-RP-CC012
2. ISO 14644-4: Проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию
3. Фед. Стандарт 209E (устаревший)
4. ASHRAE

Что затрудняет расчет коэффициента воздухообмена в чистых помещениях?

• Данные устарели, неполны или отсутствуют/смешанный контекст
• Неправильный метод расчета для рассматриваемого чистого помещения
• Невозможность корректировки входных данных, таких как высота потолка или направление потока
• Ссылки на устаревшие или ненаучные стандарты.

Почему скорость воздухообмена в чистых помещениях важна?

Скорость воздухообмена является важным фактором при определении конструкции и критериев эффективности системы ОВКВ для чистых помещений. Общая скорость, схема потока и эффективность обмена имеют далеко идущие последствия для производительности и стоимости чистых помещений. Производительность и стоимость в конечном итоге определяют норму прибыли на инвестиции в чистую комнату.

Технология воздушного потока является основным методом контроля загрязнения как жизнеспособными (живыми), так и нежизнеспособными частицами или микробами. Тем не менее, это также основное требование к комфорту и безопасности самых ценных производителей чистых помещений: их операторов.

ISO Определение скорости воздухообмена в чистых помещениях

В соответствии со стандартами ISO 146144-4: скорость воздухообмена выражается количеством воздухообменов в единицу времени и рассчитывается путем деления объема воздуха, подаваемого в единицу времени по объему чистого помещения или чистой зоны.

Как правильно выбрать коэффициент воздухообмена для чистого помещения

Во-первых, проектировщики должны создать требуемую классификацию помещения на основе стандартов ISO для контроля твердых частиц.

1. Количество воздухообменов в час (ACH)
2. Средняя скорость воздушного потока
3. Процент покрытия блока вентилятора фильтром

скорость воздухообмена из-за сложных факторов, которые необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации. Однако на практике и в публикациях ASHRAE и IEST было принято использовать скорость воздуха в чистых помещениях и / или скорость воздухообмена для количественной оценки количества требований к воздушному потоку».

Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли

Схема воздушного потока в чистом помещении и конструкция ОВКВ определяют, какой коэффициент воздухообмена является подходящим. Турбулентность, завихрения, технологическое оборудование и перепады давления — все это влияет на скорость воздухообмена, поскольку выходящий и возвращающийся воздух взаимодействуют по всему чистому помещению. Сначала необходимо рассмотреть, является ли конструкция воздушного потока однонаправленной или неоднонаправленной.

Стандарты ISO определяют уникальные методы расчета воздухообмена для однонаправленных и неоднонаправленных чистых помещений.

• В чистых помещениях с неоднонаправленным и смешанным потоком используйте метод расчета воздухообмена в час (ACH).

• В чистых помещениях с однонаправленным воздушным потоком воздухообмен рассчитывается по средней скорости воздушного потока.

Расчет коэффициента воздухообмена (ACR) в неоднонаправленных

чистых помещениях (ISO 6 – ISO 8)

Приведенная ниже таблица содержится в стандарте ISO 14644-4:2004 «Проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию».

Приведенный ниже расчет основан на высоте потолка 3 метра.

179999999999999999999999999999999999999999999999999999666666666666666666666666666667н.

Высота потолка = 3,0 метра	Низкий ACH (M3/M2 x H)	High-A ACH (M3/M2 x H)	160
ISO 7	30	70
ISO 8	10	20

What is the Formula for Cleanroom Air Changes Per Hour (ACH)?

Рассчитайте ACR с помощью ACH, если поток воздуха в чистом помещении не является однонаправленным или смешанным.

Формула расчета чистого помещения ACH:

Воздухообмен/час = CFM X 60мин/Объем помещения

Скорость кубических футов в минуту пересчитывается в кубические футы в час, которая затем делится на объем помещения (высота х ширина х длина).

Ниже мы опишем основные принципы скорости воздухообмена, а также предоставим более рациональную схему стандартизированных таблиц воздухообмена для конкретных чистых помещений. Самое главное, мы поможем вам правильно рассчитать скорость воздухообмена на основе промышленных стандартов чистых помещений вашего предприятия.

1. Большинство чистых помещений с неоднонаправленным или смешанным потоком воздуха соответствуют чистым помещениям ISO 5 – ISO 8
2. Расчеты ACH должны корректировать расчет высоты потолка
3. Области применения: фармацевтика, здравоохранение, биологические науки, упаковка, изоляция, обработка

В соответствии с ISO 14644 -4 определение неоднонаправленного воздуха требует, чтобы приточный воздух поступал в чистое помещение и смешивался с внутренним воздухом посредством индукции

Не используйте скорость воздуха для расчета воздухообмена в неоднонаправленном чистом помещении?

Если воздушный поток в чистом помещении неравномерен (неоднонаправленный воздушный поток), показания скорости воздуха не обеспечат точную выборку выводных точек данных. Турбулентность, завихрения, технологическое оборудование и перепады давления — все это влияет на показания скорости, поскольку выходящий и возвращающийся воздух взаимодействуют по всему чистому помещению. Точки данных не будут отражать нормальное распределение фактических условий в помещении. Неоднонаправленные воздушные потоки, измеренные с помощью показаний средней скорости, часто дают запутанные, вводящие в заблуждение или посторонние данные.

Расчет коэффициента воздухообмена в чистых помещениях для ISO 1–5

В чистых помещениях с однонаправленным потоком воздуха коэффициент воздухообмена рассчитывается путем измерения скорости воздуха.

Предполагается, что в чистых помещениях с однонаправленным воздушным потоком (ISO CLASS 1–5) коэффициенты воздухообмена можно рассчитывать по средней скорости воздуха. В некоторых случаях для чистых помещений класса ISO 6 может также потребоваться однонаправленный поток воздуха.

Что такое однонаправленный поток воздуха?

Однонаправленные воздушные потоки проходят горизонтально или вертикально через пространство в параллельном движении, обычно между 60 – 90 кадров в минуту. Воздушный поток остается в пределах 18 градусов от параллели с достаточной скоростью, чтобы сметать частицы перед их прикреплением к поверхностям. Стандарт

ISO-14644-4 предлагает измерение средней скорости воздуха при расчете скорости воздухообмена для чистых помещений с однонаправленным потоком воздуха.

Unidirectional ACR Charts (Average Air Velocity)

Velocity Threshold	ISO 5	ISO 4	ISO 3	ISO 2
Low-End Velocity   (Meters/Second)	0.2	0.3	0.3	0.3
High-End Velocity  (Meters/Second)	0.5	0.5	0,5	0,5

Применение в чистых помещениях для средней скорости воздуха0045

Электроника и микрофабрики

Равномерная скорость во всем пространстве

Воздушные потоки по всему сечению чистой зоны

Постоянная скорость и приблизительно параллельные линии тока 60 – 90 футов в минуту

Направленный поток воздуха может быть достигнут как вертикально и горизонтально.

Покрытие вентиляторного фильтра для чистых помещений с однонаправленным потоком

В большинстве случаев для чистых помещений с однонаправленным потоком воздуха требуется воздух класса ISO 5 или выше и почти 100% покрытие потолка вентиляторным фильтром; Покрытие фан-фильтра не является особенно показательным показателем. Покрытие фильтра вентилятора обычно упоминается в стандартах IEST, FED и ASHRAE, но не упоминается в последней документации ISO по проектированию чистых помещений.

Как отмечалось ранее, обмен воздуха в час в однонаправленных чистых помещениях рассчитывается по показаниям скорости воздуха. Это указано в стандарте IES RP CC 002-86 «Устройства для очистки воздуха с ламинарным потоком», в котором рассчитывается соответствующая скорость воздуха в однонаправленном чистом помещении при 90 футов в минуту.

Все однонаправленные измерения чистых помещений будут (как правило) находиться в пределах 20% эталонного диапазона 90 футов в минуту. Фиксированная скорость фильтрации вентилятора 90 футов в минуту позволяет разработчику чистых помещений просто устанавливать дополнительные фильтрующие блоки вентиляторов по мере необходимости, пока не будет достигнута желаемая классификация. Количество требуемых единиц может варьироваться в зависимости от отсеков объекта. В объекте может быть до 100 секционированных отсеков, в каждом из которых выполняется один процесс.

Охват фильтра вентилятора для неоднонаправленных чистых помещений

Охват фильтра вентилятора — это общепринятый эталон для чистых помещений, указанный в Федеральной резервной системе США. Стандартный 209E (сейчас устарел) и другие модели корпуса.

Самый распространенный вопрос о строительстве чистых помещений — «Сколько это будет стоить?». Определение базовой стоимости каждого фильтра вентилятора *умножение* на количество блоков фильтров вентилятора на квадратный фут упрощает расчет стоимости чистых помещений. Можно рассматривать расчет охвата фильтра вентилятора для чистых помещений в качестве быстрого справочного инструмента на ранних стадиях проектирования.

Не зная примерного количества вентиляторных фильтров, необходимых для чистой комнаты, оценить первоначальную стоимость чистой комнаты сложно. Производительность и стоимость блока вентиляторного фильтра различаются, поэтому оценки охвата вентиляторного фильтра полезны для специалистов по чистым помещениям после установления других критериев.

Диаграммы охвата вентиляторных фильтров помогают упростить диалог между инженерами по предварительной подготовке и конечными пользователями (покупателями) и сделать расценки более прозрачными. Окончательная производительность по-прежнему требует ввода многих других переменных.

Резюме: Расчет охвата фильтра вентилятора не используется в стандартах проектирования чистых помещений ISO. Это ценный инструмент для специалистов, позволяющий быстро оценить затраты на строительство. Охват фильтра вентилятора обеспечивает простой способ расчета затрат на строительство чистого помещения во время предварительного проектирования, но считается второстепенным фактором для окончательной эффективности и производительности чистого помещения.

Как рассчитать охват фильтра вентилятора?

Количество FFU = (обмен воздуха/час ÷60) x (куб. фут в помещении÷ FFU CFM*)

Норма воздухообмена в чистых помещениях и таблицы для стандартов USP

Чистые помещения USP 797 и USP 800 для стерильных и опасных химических процессов также имеют уникальные требования к воздухообмену. Вытяжной колпак в зоне первичного контроля действительно влияет на общую скорость воздухообмена в помещении в целом. Для стерильных или опасных компаундов требуется совсем другой поток воздуха, чем для чистых помещений микроэлектроники.

Скорость воздухообмена в помещениях первичного смешивания варьируется от 12 до 30 ACH.

Переменные для расчета воздухообмена в чистых помещениях

Эти модели наиболее распространены, поскольку на них легко ссылаться во время предварительного проектирования. Окончательный расчет требует более тщательных средств для достижения степени извлечения по стандарту ISO и обеспечения того, чтобы уровни взвешенных частиц в воздухе редко превышали пределы класса. Например, уравнение распада измеряет содержание твердых частиц между первой и второй тестовой пробой. Это помогает проектировщикам чистых помещений понять уровни твердых частиц после открытия и закрытия дверного проема или сквозных проходов. Другие переменные, такие как скорость рассеивания от персонала и оборудования, дополнительные устройства очистки воздуха, поверхностное осаждение и конструкция обработки воздуха, также влияют на конечный вклад частиц.

Почему скорости воздухообмена в чистых помещениях различаются, несмотря на стандарты ISO для чистых помещений?

Требования ACH для чистых помещений во многом определяются уровнями загрязнения. Чистое помещение, построенное с низким уровнем воздухообмена, может быть адекватным, когда в чистом помещении требуется несколько операторов во время относительно чистых процессов.

Учреждения учитывают ожидаемые выбросы твердых частиц за счет увеличения скорости воздухообмена или иногда за счет встроенных систем переменного воздушного потока. В некоторых чистых помещениях выбираются системы фильтрации с регулируемой потребностью, которые оптимизируют рециркуляцию воздуха на основе подсчета частиц в реальном времени. Аналогичным образом, фильтр вентилятора с регулируемым приводом предоставляет параметры для предварительной настройки в случае, если чистое помещение пустует в течение длительного времени. Поскольку чистые помещения, как правило, работают круглосуточно и без выходных, приводы вентиляторов с обратным дросселированием снижают общие затраты на электроэнергию.

Почему воздухообмен в чистых помещениях зависит от диапазона?

Почти в каждом примере скорость воздухообмена определяется низким и высоким диапазоном по простой причине… это не точная наука .

Верхний предел (48 ACH) скорости воздухообмена в чистом помещении ISO 8 почти в 9 раз чище, чем нижний предел (5 ACH) стандарта 146144-4. Это не дает ясности подрядчикам или руководителям проектов, когда бюджет, безопасность продукта или эксплуатационные расходы имеют первостепенное значение.

Таблицы воздухообмена предлагают верхний и нижний диапазоны, поскольку в этих таблицах не учитываются сложности достижения конечного уровня чистоты в конкретном чистом помещении. Кроме того, некоторые объекты могут переоценивать свою воздушную систему для более благоприятного контроля температуры и влажности. Однако в большинстве случаев объекты строятся ближе к нижнему пределу порога, чтобы максимизировать эффективность использования воздуха. Тем не менее, таблицы воздухообмена позволяют приблизительно оценить размер и количество фильтрующих вентиляторов, что является важным фактором в общей стоимости квадратного фута.

Для надежного результата тестирования требуется надежный метод тестирования.

Необходимо знать, что не каждый метод расчета подходит для каждого объекта. В зависимости от конструкции чистого помещения и имеющихся компонентов ОВиК приведенные выше методы расчета требуют ясности и обоснования.

Контрольные показатели определяют рекомендации и лучшие практики, однако ACR чистого помещения в движении более изменчив, чем можно было бы подумать. Руководителям проектов и подрядчикам часто не хватает данных для сравнения вариантов сборки на высокотехнологичных или нишевых производственных объектах. Факторы включают использование воздухообрабатывающих агрегатов по сравнению с модульными системами фильтрации вентиляторов, эффективность фильтров и двигателей, переменную скорость воздухообмена на единицу площади и общую устойчивость к давлению.

«Нет согласия по рекомендуемой ставке ACR. Большинство источников предлагают диапазон скоростей, хотя эти диапазоны, как правило, широки и не дают четких указаний разработчикам, которым необходимо выбрать заданное значение ACR для указания размеров оборудования».

Исследование Министерства энергетики США

Почему предприятие может отказаться от общих таблиц для контрольных показателей ACR?

Агрессивно спроектированная скорость воздушного потока требует более мощной системы HVAC, большего охвата фильтра вентилятора и увеличивает накладные расходы. Иногда процесс быстро развивается в сторону более мелких и более чувствительных компонентов, или в ближайшем будущем объект ожидает увеличения производительности и чувствительности. Крупногабаритная система обработки воздуха легко уравновешивает потребность в воздухе при масштабировании производства, требует более чистой классификации или предполагает увеличение количества чистых помещений.

Скорость воздухообмена 2,0

Проектирование чистых помещений включает в себя анализ и обсуждение на всех этапах взаимодействия между производителями, архитекторами, инженерами, специалистами по ОВКВ и обслуживающим персоналом. Таблицы воздухообмена часто предоставляют точки для вывода и рассмотрения, но не имеют прослеживаемой технической основы для контроля загрязнения. Первоначальные оценки скоростей воздухообмена должны отражать окончательные условия и корректироваться с учетом менее очевидных параметров, таких как компенсация притока тепла, утечка воздуха и скорость рекуперации9. 0003

Таблицы воздухообмена являются важными инструментами при начальных обсуждениях, однако эффективность и чистота имеют гораздо более труднодостижимые параметры, чем площадь в квадратных футах, средняя скорость воздушного потока или почасовая скорость воздухообмена. Опытные проектировщики чистых помещений понимают, что другие факторы, такие как правильный выбор размера вентилятора, площадь охвата и дизайн помещения, могут иметь пагубные последствия, если их не учитывать заранее. Система чистых помещений требует множества взаимозависимых оценок и предварительных решений для прочного фундамента.

Выводы

• В чистых помещениях с неоднонаправленным и смешанным потоком используйте метод расчета воздухообмена в час (ACH).

• В чистых помещениях с однонаправленным воздушным потоком воздухообмен рассчитывается по средней скорости воздушного потока.

Основная цель каждой чистой комнаты уникальна для ее процесса, как и наука, стоящая за ее дизайном.