洁净室工程师培训教材(中)
（四）洁净室净化空调系统送风型式的比较选择
A. 净化送风和空调送风合一的送风型式，通常也称作集中式送风型式。
此方案的净化空调机组（空气处理机组AHU）集中设置在空调机房内，全部的净化空调送风均在净化空调机组内进行净化和热、湿处理，然后由庞大的送风管道将全部的送风输送到洁净室的吊顶上部，再经过设在洁净室吊顶上的终端高效过滤器或高效过滤器送风口过滤后送到洁净室内，来实现洁净室工艺生产所需要的温度、湿度、洁净度和房间的压差，洁净室的回风经回风口、回风管再接回到空调机房的净化空调机组内与新风混合后重复进行净化和热、湿处理。此方案又可分为全新风送风方案（直流系统）；一次回风方案；一、二次回风方案和(MAU)加(FFU)方案等四种不同的净化空调送风型式。
这种送风方案是当前洁净室特别是非单向流洁净室应用最广泛的净化空调送风方案。这种送风方案的系统划分明确，风量和温、湿度控制调节都单一。但是洁净度级别较高、送风量较大时，存在着空调机房占面积大，送、回风管体积大占面积和占空间大，送、回风管道长，送风机的余压高，噪音大,风量输送耗电量大等问题。因此，这种送风方案较适用在低级别的非单向流洁净室的送风，对5级以上的单向流洁净室送风就不太经济合理了。
1. AHU全新风的净化空调送风方案（直流系统）
全新风净化空调送风方案是用于特殊的不允许回风的洁净室的送风方案中。如：洁净室内工艺生产类别为甲、乙类火灾危险等级或工艺过程产生有剧毒等有害物不允许回风的洁净送风系统中。其原理图和焓湿图如下。
2.AHU 一次回风的净化空调送风方案
一次回风的送风方案多用在洁净室内的发热量或产湿量很大，消除室内余热或余湿的送风量大于、等于或近于净化送风量的低洁净度等级的非单向流洁净室中。此方案的原理图和焓湿图如下：
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3.AHU 一、二次回风的净化空调送风方案
为了节能、消除空气热湿处理过程中的冷热相互抵消，在洁净室净化送风量大于其消除余热、余湿的空调送风量时，最好采用一、二次回风方案，将二次混合点设计在系统送风点上,该方是最节能、最经济的送风方案。其原理图和焓湿图如下：
示意图焓湿(i-d)图
图二十五空调机组（AHU）一、二次回风空气处理方案示意图及焓湿图
4.MAU+RAU的净化空调送风方案
此方案多用于多个洁净室其洁净度，温、湿度要求不同，室内的产热量和产湿量也不尽相近，为了确保每个洁净室的洁净度，温、湿度及其精度的要求,就要设置多个循环机组,循环机组的送风量是净化送风量,并且在机组内设置必要的热、湿处理设备,用来补充新风机组热、湿处理的不足和保证该洁净室温、湿度精度的微调节。由于循环机组设在洁净室的吊顶上面，循环机组的送风余压相对都较小，机组体积和机组噪声、振动也较小，送回风管也比较短小；但是，要注意循环机组的凝结水排放问题，往往这种方案的问题都出在凝结水排放的处理上。此方案的新风机组设在空调机房内，这些洁净室所需的新风全部由新风机组（MAU）进行净化和热湿的集中处理。然后分配到每一个循环机组内与其回风混合。新风机组的新风量不仅仅要补充各洁净室的排风还要保证每个洁净室的正压。新风机组的热湿处理最好到某洁净室空气的机械露点上，如果将新风热湿处理点低于洁净室的机械露点作到新风不仅承担新风本身的湿负荷，而且还将洁净室的湿负荷也消除掉，此时循环机组内的表冷器可为干式表冷器。此方案的原理图和焓湿图如下：
示意图焓湿(i-d)图
图二十六MAU加RAU空气处理方案示意图及(i-d)图
B. 净化送风和空调送风分离的方案，此方案通常被称作半集中式或分散式的送风方案。
为了大大地节省运行时的能耗，将消除洁净室内余热、余湿的空调送风量（通常大大地小于洁净室的净化送风量），由设在空调机房内的新风机组(MAU)进行必要的净化和热湿处理，而将占总送风量50~90%的保证洁净室洁净度的净化送风量由设在洁净室附近的循环机组进行净化和补充的热、湿处理，或直接采用吊顶上的FFU（风机过滤器机组）和干盘管来解决洁净室的洁净度等级和温度的微调节。此种净化送风与空调送风相分离的送风方案，不仅可节省运行的能耗，而且大大地减少了空调机房面积，省掉了庞大的送、回风管道，降低了洁净室的空间高度。此种净化空调送风方案又可分为：空调机组(AHU)加风机过滤器机组(FFU)方案,新风机组（MAU）加循环机组（RAU）加（FFU）方案；新风机组（MAU）加风机过滤器机组（FFU）加干冷盘管(DC)方案等三种送风方案。原文链接：http://www.iwuchen.com/a-967/
1．空调机组AHU(MAU）加风机过滤器机组（FFU）的净化空调送风方案
此方案中净化空调系统的全部热、湿负荷（洁净室内产生的热、湿负荷及新风的热、湿负荷）全部由设在空调机房内的空调机组来负担。此时，空调机组的送风量是消除本系统余热、余湿的空调送风量（其中包括全部新风和部分回风，但远远小于保证洁净室洁净度等级的净化送风量），它应能确保洁净室内的温度和相对湿度的恒定。而该洁净室的洁净度由设在洁净室吊顶上的风机过滤器机组（FFU）将净化送风量就地循环过滤来保证。此方案中应该注意的是，FFU运行过程中所产生的热量也应由空调机组来承担。此方案更适合用于在大面绩非单向流洁净室内有局部的垂直单向流的混合流洁净室中。其送风原理图和焓湿图如下：
示意图焓湿(i-d)图
图二十七AHU加FFU空气处理方案示意图及焓湿图
2．新风机组（MAU）加循环机组（RAU）加风机过滤器单元（FFU）净化空调送风方案
此方案多用于多个洁净室其洁净度，温、湿度要求不同，室内的产热量和产湿量也不尽相近，为了确保每个洁净室的洁净度，温、湿度及其精度的要求,就要设置多个循环机组,循环机组的送风量是净化送风量,并且在机组内设置必要的热、湿处理设备,用来补充新风机组热、湿处理的不足和保证该洁净室温、湿度精度的微调节。由于循环机组设在洁净室的吊顶上面，循环机组的送风余压相对都较小，机组体积和机组噪声、振动也较小，送回风管也比较短小；但是，要注意循环机组的凝结水排放问题，往往这种方案的问题都出在凝结水排放的处理上。此方案的新风机组设在空调机房内，这些洁净室所需的新风全部由新风机组（MAU）进行净化和热湿的集中处理。然后分配到每一个循环机组内与其回风混合。新风机组的新风量不仅仅要补充各洁净室的排风还要保证每个洁净室的正压。新风机组的热湿处理最好到某洁净室空气的机械露点上，如果将新风热湿处理点低于洁净室的机械露点作到新风不仅承担新风本身的湿负荷，而且还将洁净室的湿负荷也消除掉，此时循环机组内的表冷器可为干式表冷器。
当多个洁净室中有若干个1级、10级、100级等高净化级别的垂直单向流洁净室时，为了减少循环机组（RAU）的负担和送、回风管道的断面，此时循环机组仅解决该单向流洁净室的空调送风量，以保证洁净室的温度、相对湿度和洁净室的正压，而占90％以上的绝大部分送风量有设在洁净室吊顶上的FFU来负担，以保证洁净室的高洁净度级别。此方案的原理图和焓湿图如下：
示意图焓湿(i-d)图
图二十八MAU加RAU加FFU空气处理方案示意图及(i-d)图
3．新风机组（MAU）加风机过滤器机组（FFU）加干冷盘管(DC)的净化空调送风方案
此方案是新风机组将新风处理到洁净室热湿比ε线与相对湿度95%线交点以下，新风机组不仅将本身的湿负荷去掉，而且还负担洁净室内产生的湿负荷，新风机组要确保洁净室所需要的相对湿度。而新风机组热处理不足部分的干冷负荷将由设在洁净室吊顶上（或夹道内）的干表冷器来补充。因干表冷器是设在FFU循环空气通过的吊顶上或夹道内，因此，干表冷所弥补的干冷负荷被循环空气带到洁净室内。
由新风机组处理过的新风用管道以最能与FFU循环空气均匀混合的方式送到洁净室的送风静压箱内。
FFU布置在洁净室的吊顶上，与新风混合的循环风经FFU被高效过滤器过滤后送到洁净室内，以保证洁净室的洁净度。FFU的规格以1200mm×600mm和1200mm×1200mm居多，其断面风速应为≥0.45m/s，余压应≥120Pa，噪声应≤50dB(A)为好。FFU的风机风量应可调，高效过滤器应可更换。干冷盘管一般由双排组成，为了减小阻力铝翅片间距≥3mm，阻力损失应为30~40Pa，循环风通过干盘管的面风速<2m/s，最好为1.5m/s。进入干盘管冷水的进水温度应高于洁净室露点温度2℃,通常称为中温冷冻水。虽然叫干盘管，但在起始运行时还可能有凝结水产生，因此干盘管还应有凝结水滴水盘和排水措施。
此方案中，洁净室的相对湿度由新风机组（MAU）来保证，洁净室的温度由干冷盘管来保证，洁净室的洁净度由FFU来保证。
这种MAU加FFU加DC的净化空调送风方案，目前在我国和外国的微电子（集成电路）工业、光电子（TFT-LCD、LCD、LED等）工业等大面积、高洁净度等级的洁净厂房中得以广泛应用，它具有调节方便，节能显著，适应工艺的更新换代，又大大地节省了非生产面积和非生产空间的优点。而且，随着洁净技术和洁净设备的不断发展和进步，FFU风机的效率不断提高，耗电量不断降低,整体价格不断下降，其初投资也与其他类型的送风方案基本持平,但运行费却大大节省.MAU加FFU加DC方案的原理图和焓湿图如下。
示意图焓湿(i-d)图
图二十九MAU加FFU加DC空气处理方案示意图及焓湿图
（五）洁净室净化空调系统的冷、热源
A. 净化空调系统冷源的选择
1. 集中冷冻站和分散独立冷源的比较和选择。
大型规模化的生产工厂集中设置冷冻站，对建造投资和运行管理都是比较有利的。但是由于一些温、湿要求差别比较大供冷参数不同；运行规律、运行时间不同的洁净车间来说，在集中冷冻站基础上，就近设置分散、独立、专用的制冷机组，这对节省能源，保证参数和方便运行管理都有极大的好处。
2. 冷媒采用冷冻水还是氟立昂直接蒸发。
对于大型的工厂由集中的冷冻站供给冷冻水作为净化空调系统的冷媒较为有利。因冷冻水输送方便，输送过程冷损失较小；而且，冷冻水作冷媒对净化空调系统参数的控制、调节和维护管理也都比较有利。但是小的独立分散的制冷机组可采用水冷冷水机组，也可采用风冷直接蒸发的制冷机组。这要根据具体项目的具体情况而定。
3. 采用压缩式制冷机还是采用直燃式溴化锂吸收式制冷机。
活塞式、离心式、螺杆式制冷机都是压缩式制冷机，在净化空调设计中最多采用的还是离心、螺杆等压缩制冷机。因为其投资低，运行管理方便，但其运行耗电很高。压缩式制冷机组的冷冻水供水温度可调，最低供水温度可为4℃。但是，在供电紧张而燃气和煤供应较为方便的地区，尤其是有废热废蒸汽可以利用的场合，采用直燃式溴化锂吸收式制冷机更为经济，尤其是这种制冷机组在供冷的同时还可供热。
4. 净化空调系统冷冻水的温度的确定。
当以冷冻水作为净化空调系统的冷媒时，在一般的情况下，冷冻水的初温（表冷器冷冻水的进口温度）应比处理后空气的终温（设计计算中确定）至少要低3.5℃；如果是以冷冻方式去湿降温为目的空气处理系统，冷冻水的终温（表冷器冷冻水的出口温度）应比处理后空气的终温低0.7℃；用作干式冷盘管的冷冻水的初温（进口温度）应比洁净室内空气的露点温度至少高2℃。
B. 净化空调系统的热源的选择
1. 以冬季防冻为目的新风预热加热器的热媒最好采用电加热或蒸汽加热，一般不宜采用热水作热媒，这样预热器本身可能有被冻坏的危险。
2. 空调机组内加热器的热媒可采用热水、蒸汽或电加热，其中电加热控制灵活方便，温度控制精确度高，但运行费昂贵，一般在没有热水和蒸汽供应的地方才用电加热；用热水作热媒时不仅调节和管理方便、而且控制精度也高是加热器最常用的热媒；当温度的精度要求不高也可采用蒸汽作加热器的热媒。
3. 当温度的精度要求很高的时候宜在送入洁净室的支管上设温度精度微调节的电加热器是一个可行的方法。
4. 净化空调系统的加湿比较方便、可行、经济、可靠的方法是用过热蒸汽（≥0.2MPa）作热媒采用干蒸汽加湿器进行加湿，或采用电热式或电极式加湿器。当相对湿度的精度要求不高且加湿量较大时，宜采用水来加湿，可采用淋水，湿膜或喷雾等形式。
（六）洁净室净化空调系统的节能
A. 洁净室的空调负荷
洁净室的净化空调负荷由下面几部分组成：
1、室内负荷
主要包括：
①室内作业人员的散热、散湿负荷。
②室内照明灯具的散热负荷。
③洁净室围护结构（墙、顶、地、门、窗）的传热、传湿负荷。
④生产设备和生产过程的散热、散湿负荷。
2、洁净室新风处理的热、湿负荷。夏季是降温去湿；冬季是加热、加湿。
3、空气循环时风机（或FFU）的温升和水泵的温升负荷。
B. 洁净室的空调负荷特点
1、高级别洁净室（100级，10级，1级）是垂直单向流洁净室，其送风机的风量非常大，高达400~500次/h换气，而且风机的压头也很高，一般多在1000~1500Pa，因此风机温升的负荷大。按理论计算：在集中送风方式的系统中，风机的温升为1.5℃，仅此一项的负荷就是500~700W/m2；如果采用FFU送风方式，风机温升的负荷也要250~350 W/m2。因此，风机温升的负荷大是其一个负荷特点。
2、服务于微电子和光电子的高级别洁净室因工艺排风量大，所以新风量也很大，新风量一般在10~20次/h换气；因此，处理如此多新风的负荷大约为400~800 W/m2；个别工艺的排风量更大，固新风负荷也还会更大。因此新风负荷大是其第二个负荷特点。
3、生产设备和生产过程的散热、散湿负荷大，是高级别洁净室的第三个负荷特点。生产负荷的大小是与工艺生产本身的性质、生产设备的密闭、保温、通风以及水冷却的情况有关。
4、围护结构的传热、照明灯具的散热以及作业人员的发热这三项负荷相对比较小，三项负荷之和还不足总空调负荷的10%（其中：照明负荷大约25~30 W/m2；围护结构负荷大约20~30 W/m2；作业人员负荷大约10~15 W/m2），这是高级别洁净室第四个负荷特点。
C. 洁净室空调净化系统的节能措施
研究高级别洁净室的空调净化系统节能，应首先从分析其空调负荷特点入手，抓住空调负荷中的主要矛盾，才能事半功倍。从前面可知，高级别洁净室空调负荷中占90%以上的负荷是：新风负荷、风机温升负荷和工艺设备和工艺过程负荷三项。这是它的主要矛盾。
1、降低新风空调负荷的节能措施
① 减少排风量。改进工艺和工艺设备，尽可能不排风，少排风。采取密闭式排风罩在同等的排风效果下尽量减少排风量。
② 减少正压漏风量。加强洁净室围护结构的密封性，既能保持洁净室必要的正压值，又可减少所需的正压漏风量。
③ 提高新风空气处理设备的效率。
2、降低风机温升负荷的节能措施
①在确保洁净室洁净度的前提下，尽量减少送风量，尽量用局部高净化来替代全面高净化。
②加强空调设备和空调系统的密闭性，减少漏风量。
③采取净化送风与空调送风分离的送风方案，使90%的净化送风量就近循环以减少风机温升负荷。
④采用FFU加新风机组加干盘管的送风方式以减少风机温升负荷。
⑤提高风机效率，采取变频措施。
3、工艺设备和工艺过程的发热是工艺生产本身的问题，只能依靠工艺自己来解决。
4、除上述措施之外，还可采取如下措施
① 加强水管和风管的保温。
② 减少冷热源的跑、冒、滴、漏。
③ 采取热回收，充分利用废热。
④ 尽量利用天然能源作空调系统的预冷和预热，如：太阳能、地下水、土壤能等。
⑤ 利用蓄冰和蓄热等优惠政策。
三．空调和净化设备的选择
（一）、过滤器的基本知识和过滤器的选择
A．过滤器的分类：按过滤器的性能（效率、阻力、容尘量）进行分类，根据我国有关规范可将过滤器划分为粗效、中效、高效、亚高效、高效和超高效六大类。见表十一、表十二。
根据我国“空气过滤器”GB/T 14295-93国家标准划分
表十一 空气过滤器的效率和阻力
性能指标 性能类别
额定风量下的大气尘计数效率 （%）
额定风量下的初阻力（Pa）
粗效
20~80（≥5.0μm）
≤50
中效
20~70（≥1.0μm）
≤80
高中效
70~90（≥1.0μm）
≤100
亚高效
95~99.9（≥0.5μm）
≤120
根据我国“高效空气过滤器” GB 13554-92国家标准划分。
表十二 高效过滤器和超高效过滤器的效率和阻力
性能指标 性能类别
额定风量下的大气尘计数效率 （%）
额定风量下的初阻力（Pa）
A 高效
额定风量下的钠焰效率≥99.9
≤190
B 高效
额定风量和20%额定风量的钠焰效率≥99.99
≤220
C 高效
额定风量和20%额定风量的钠焰效率≥99.999
≤250
D 超高效
额定风量和20%额定风量的计数效率（≥0.1μm）≥99.999
≤280
我国过滤器分类与欧美国家分类的比较表，见表十三。
B．各类过滤器效率的测试方法
对于空气过滤器的效率而言，相同的过滤器其效率的测试方法不同它们的效率的值也不相同，因此使用过滤器时不仅仅要了解其过滤效率，而且还要知道它们效率的测试方法。
1, 一般通风用粗效、中效、高中效过滤器效率的测试方法
● 计重法：有人工尘计重法和大气尘计重法，此方法源于美国,国际流行，多用于粗效过滤器的效率测试。
● 比色法：源于美国，国际通行，用于中效过滤器的效率测试。
● 人工尘计数法：欧洲通行，将取代比色法，用于中效测试。
● 大气尘计数法：我国的标准。见表9.
2, 高效过滤器测试方法
● 钠焰法：中国标准。
● DOP法：源于美国，国际通行。
● 油雾法：俄国标准，在德国和我国也通行。
● MPPS法：欧洲标准将取代上述各种方法（最低透过率粒径法）。
C．各类空气过滤器的功能和作用
各种过滤器都具有一定的功能，都不是万能的。它的功能就决定了它的作用和使用范围。对其选用正确，使用合理,它们就能充分发挥功能，起到应起的作用；如果选用不当,使用不合理,不仅不能发挥其作用，有时还会产生相反的后果。它们的功能和作用如下:
● 粗效过滤器：其功能是去除≥5μm的尘埃粒子，在空调净化系统中作为预过滤器。其作用是保护中效.高效过滤器和空调箱内的其他配件以延长它们的使用寿命。
● 中效过滤器：其功能是去除≥1.0μm的尘埃粒子，在空调净化系统中作为中间过滤器。其作用是减少高效过滤器的负荷，延长高效和空调箱内配件的使用寿命。
● 高中效过滤器：其功能是去除≥1.0μm的尘埃粒子，在空调净化系统中作为中间过滤器，在一般通风系统中可作为终端过滤器。
● 亚高效过滤器：其功能是去除≥0.5μm的尘埃粒子，在空调净化系统中作中间过滤器，在低级净化系统中可做终端过滤器使用。
● 高效过滤器：是空调净化系统中的终端过滤器，它的功能是去除≥0.3μm的尘埃粒子，达到净化目的。是洁净室必备的净化设备。
● 超高效过滤器：其功能是去除≥0.1μm的尘埃粒子，是建造高级别洁净室（0.1μm洁净室）的必备净化设备，是该洁净室的终端净化设备。
（二）、空气处理机组的选择
空气处理机组包括空调器（AHU）、新风机组（MAU）和循环机组（RAU），都是空调净化系统常用的空气热湿交换和空气净化处理设备。
A．工业洁净室用空调机组
工业洁净厂房的空气处理机组是服务于净化空调系统的，因此空气处理机组也必须满足净化空调所需的特点。
1,洁净厂房的温、湿度和洁净度要求严格，一般情况室内热负荷很大、空气处理的焓差很大、冷却后的空气的露点温度很低，因此空气处理机组的保温性能要好（保温材料为聚苯乙烯或聚氨脂发泡时保温层厚度≥40mm），防止表面结露，冷耗过大；同时还应避免冷桥现象的产生。
2. 因净化空调系统总阻力较大，故要求空调机组的风机压头很高（≈1500Pa），因此随之要求空调机组围护板壁的强度和刚度要好，不要产生负压段凹进去，正压段凸出来的变形。
3. 为了减少冷损失和漏风，则要求空调机组的密封性能好，特别是段与段的联接处和门开启处的密封。按标准要求空调机组的漏风率≤1%。
4 为了保证洁净厂房的温、湿度和洁净度，并且尽量节省能量，要求空调机组有较好的自动控制，如风机的变频等。又因为空气的冷、热、湿处理的功能较多，故空调机组体形较大、长度较长。
B．生物洁净室用空调机组
生物洁净室是以微生物（细菌、病毒等）为主要研究对象的，微生物与尘埃粒子不同，它是活的、不断生长繁殖的粒子，因此服务于生物洁净室的空气处理机组应具备如下特点：
1. 为了方便灭菌、消毒、空调机组的内表面以及内部的零配件应耐消毒药品的腐蚀，表面要光洁。
2. 因为潮湿是微生物生长的最佳条件。因此，空调机组内部不能集水集尘，结构要方便排水；表冷器凝结水应设有自动防倒吸功能，并顺利排出凝结水；更不能采用淋水段。
3. 空调机组的加湿只能采用干蒸汽加湿器（电极式或电热式蒸汽加湿器），而不能使用湿膜、超声波和高压喷雾等有水的加湿器。
4. 为了防止空气带水，空调器表冷器的断面风速V <2.0m/s。
5. 空调机组的密封要可靠，其漏风率≤1%。
6. 空调机组的强度和刚度要好，有一定的承压能力。
7. 各级（粗效、中效、亚高效）过滤器的过滤效率要高，而且最好采用一次性的抛弃型过滤器。
C, 表冷器、加热器、加湿器的选择
1. 表冷器是空调机组降温去湿的关键设备，一般表冷器由铜管和铝翅片构成。表冷器的换热面积（排数）要经计算求得，在设计中，设计人员要把空气经表冷器处理前后的参数（温度、相对湿度或焓）以及冷冻水的供回水温度提供给供货商，由供货商计算和配置表冷器。表冷器后面要设挡水板，表冷器下部设滴水盘，凝结水排水要通畅，排水管上要合理地设置水封。水封的高度要与空调器内的压力相匹配。
2, 加热器是空调机组中的加热设备。在空调机组中有一次加热（预热）和二次加热（再热）两组。加热的热媒有蒸汽、热水和电。
a. 一次加热（预热）器设置在新风进入空调机组处,其目的是为了防冻和防混合结霜、结雾。因此，一次加热器一般用在北方（长江以北）较冷的地区。长江以南不会结冻的地区可不设一次加热器。一次加热后的新风温度一般为+5℃。用加热器后的温度探头来控加热量。一次加热的热媒最好是蒸汽和电，如果用热水做热媒要考虑加热器本身的防冻问题。
b. 二次加热（再热）器设在表冷器之后，设置目的是为了调节洁净厂房内的温、湿度以达到设计参数。因为，二次加热量越小就越节省空调的运行费用，故在设计时要选择二次加热量较小的节能方案。二次加热的热媒最好用热水，因为热水在温、湿调节时比较稳定可靠。
c. 当洁净厂房的温、湿度精度要求极高和非常严格时，为了确保其参数有时在风管上还要设置微调的电加热器。
3, 加湿器是空调机组中的加湿设备，在冬季时为了保证洁净厂房内必要的相对湿度，必须对空调送风进行必要的加湿。
加湿器一般有两种，一种是以水为加湿源的等焓加湿。如湿膜、淋水、超声波、高压喷雾等加湿器。这种加湿方法简单、价格便宜，加湿量也大，但其加湿的精度较差。一般相对湿度要求在>10%的情况下用得较多。水加湿的方法不应用在生物洁净室。因为，水加湿会给微生物提供良好生存繁殖条件。
另一种加湿方法是以蒸汽为加湿源的等温加湿。如蒸汽加湿器、干蒸汽加湿器、电极式（电热式）蒸汽加湿器等。这种加湿方法必须有蒸汽源，如果没有蒸汽必须用电来产生蒸汽。此种加湿方法价格较高，但加湿精度很高，当相对湿度要求≤±5%时应采用等温加湿方法。它广泛应用在电子工业的洁净厂房和生物洁净室的加湿中。
4, 淋水室和化学过滤的应用
①淋水室是空调热湿交换的空气与冷媒直接接触的方式。此种淋水形式不仅可用于热湿交换上，还可以对新风进行品质上的处理。例如，集成电路用的洁净厂房其污染源不仅仅是尘埃粒子，而且，重金属离子和分子级低浓度的化学污染也成为超大规模集成电路生产的重要污染源，当净化空调系统的新风采用淋水室的湿法处理时，可以去除新风中的NH4、SO4、NO3等分子级的化学污染，当采用自来水和纯水两级淋水时其效果会更好。
②活性碳过滤器和化学过滤器是空调机组中去除异味和分子级低浓度的化学污染的重要设备，一般多用在新风机组中。
(三)、消声器和消声弯头的选择
洁净厂房的噪声按国家规范“洁净厂房设计规范”（GB 50073-2001）的规定，单向流洁净室空态噪声≤65dB(A)；非单向流洁净室空态噪声≤60dB(A)。这就要求在净化空调系统的送风、回风管道上（排风管道上）都要设置必要的消声设备，尤其在回风管道上。消声器的选择要进行计算。
洁净厂房的净化空调系统的消声器和消声弯头不应给净化系统带来污染。最好采用微孔板式消声器和消声弯头，也可选用其他洁净空调系统专用的阻式或抗式消声设备。
净化空调机组送风机的选择
净化空调系统的送风机设在空调机组内，其送风机应具有如下特点：
A, 有足够的余压。一般除克服机外管网系统的总阻力以外，还要考虑克服高效过滤器的终阻力和一定的安全裕量。但风机压头选得过大不但能耗大，而且还会产生较大的噪声。
B, 要有足够的送风量。即消除室内余热、余湿和净化的最大风量，并且还应有10%的的安全裕量。
C, 风机应为变频风机，送风量依系统阻力变化可以自动调节，即保证了洁净厂房内的温、湿度和洁净度又做到节省耗源。
D, 要高效率和低噪声。
（四）,FFU及干冷盘管的选择
A. FFU（风机过滤器单元）。
FFU是近年普通应用在单向流和混合流中的重要净化设备。它是有标准模数尺寸（1200×600mm，600×600mm，1200×1200mm等）的风机和过滤器（高效过滤器、超高效过滤器）的组合体做为洁净室的终端设备，分散或集中地布置在洁净厂房的吊顶上。为了保证洁净厂房的室内参数，它经常与干冷盘管和新风机组组合使。FFU示意图见图三十。
图三十FFU示意图
其性能参数最好是：
1, 断面平均风速为0.45m/s，而出风速度的均匀性应为平均风速的±20%。
2, FFU的机外余压应≥100Pa，最好是140Pa以上。
3, FFU的单体噪声应≤50dB(A)。因在单向流洁净厂房中往往成百台上千台的FFU集中设在吊顶上，如果单体噪声太高，则叠加噪声就不能被接受。
4, 断面风速可调。智能化调节，变频调节都是可行的。
B、干冷盘管.
干冷盘管是新风机组加干冷盘管加FFU空调净化送风方案的洁净厂房控制温度的关键换热设备，设置在洁净厂房回风夹道的下部或上部。对其性能要求如下：
1, 为了避免在系统正常运行时干冷盘管产生结露现象，因此通过干冷盘管的进水水温要高于室内空气露点2℃。
2, 为了导走洁净厂房空调系统启动时产生的冷凝水，干冷盘管系统还要设置滴水盘和排水系统。
3, 干冷盘管的排数最好为双排，而且空气通过时阻力不能太大，因此盘管铝翅片的间距最好为3mm。
4, 为了减少空气通过盘管的阻力，通过盘管的风速应<2m/s。
（五）局部净化设备的选择
1．吹淋室。
吹淋室是净化进入洁净厂房人和物的局部净化设备，它是利用高速V≥25m/s的洁净气流（经过中效和高效过滤器过滤的气流）使人的衣服抖动，将人身上附着的尘埃粒子或物品表面附着的尘埃粒吹落得到净化。吹淋室最重要的性能指标就是喷嘴的出口风速应≥25m/s。其风机的风压最好是800Pa。吹淋室有单人、双人、多人和通道式多种。吹淋室示意图见图三十一。
2．自净器。
自净器是风机和过滤器组合的局部净化设备。将其设置在房间内，它可以使室内的空气不断地通过它的过滤器过滤而得到净化，这样往返不断地循环净化使室内的空气自净。自净器示意图见图三十二。
3．洁净工作台
洁净工作台是设在空调房间或低级别的洁净厂房内的局部净化设备，它是风机和高效过滤器的组合体，可在局部创造出100级、10级等高级别洁净度。其性能有：风机的风压和噪声（风压> 200Pa，噪声< 65dB(A)、高效过滤器的效率和断面风速（高效过滤器的效率）≥99.99%（≥0.3μm），断面风速、V≥0.35m/s）。洁净工作台示意图见图三十三。
4．生物安全柜
生物安全柜是用于P1~P4生物安全实验室中的生物净化和生物安全设备。它按使用要求不同可划分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级生物安全柜。生物安全柜用于对人和环境有害的病菌和微生物的实验。为了安全要做到保护实验操作人员，保护实验对象和保护周围环护的三保护。实验对象要在100级无菌环境实验；为了保护操作人员和环境生物安全柜内必须有足够的负压度。生物安全柜示意图见图三十四。
5．层流罩
层流罩也是风机与高效过滤器组合的局部净化设备，在局部区域创造100级或更高的净化环境，满足生产工艺的要求。其大小尺寸可随工艺设备的大小而定。它是设在低级别的洁净厂房之中，因此对其噪声有较高的要求，其出风的断面风速应≥0.3m/s，风机的风压应>200Pa。层流罩示意图见图三十五。
四．洁净室的建造特点
（一）建造投资费用高
高级别洁净室的建造费用很高，一般来说，100级垂直单向流的洁净室，其室内装修（墙、顶、地、门、窗等）和空调净化系统（包括制冷空调设备和管道配件、净化设备和配件等）的初投资大约为10000元人民币/m2；如果加上纯水制备设备和系统管道，纯气发生和系统管道，废水治理设备和管道，消防系统，供配电和自控系统，真空清扫系统等等，其单位面积的建造投资费用要高达25000~30000元人民币/ m2。
就拿已投产的上海华虹NEC超大规模集成电路芯片生产线洁净室举例来说，华虹NEC为月投片30000片8"硅片集成电路前工序生产线，有洁净室面积约12000m2，其中10000 m2是在中心部位，另2000 m2在边跨上。在中心部位的10000 m2洁净室中有4000 m2的1级、10级和100级的垂直单向流洁净室，另外6000 m2分别为1000级和10000级的非单向流洁净室，总送风量约6,400,000 m3/h。于1998年底建成投产。
该项目总投资约100亿人民币，其中动力设备和土建投资为20亿人民币，占总投资的五分之一。单核心部分的10000 m2的洁净室的建造费用就高达6000万美元（约5亿人民币）（日本三机株式会社施工），折合每平方米建造费用约50000元人民币/ m2。
（二）运行管理费用大
因为高级别洁净室净化风量大，新风量也大，温湿度要求严格，所以空气热湿处理和空气输配的能量消耗大，耗电多，运行费用贵。
还拿上述华虹NEC为例，其核心部分10000 m2洁净室总的送风量为6,400,000 m3/h，输送净化空气的风机耗电量为3840 Kw/h，全年电费为1659万元（每度电按0.6元/设计），空气热湿处理的耗电量约10000 Kw/h，全年电费为6000万人民币。全年空调净化系统本身的运行费用就高达7659万元人民币。折合每年单位面积的运行费用为7659元/m2年。
（三）灵活适应性强
因为，科学技术的发展很快，高科技的产品不断出现，尤其是电子工业的发展更是日新月异，像集成电路的发展2~3年就更新一代，TFT-LCD的发展速度更快1~2年就上一个台阶。这就要求为其服务的高级别的洁净室必须能适应其发展速度，有极好的灵活性和适应性。因为建造一个洁净厂房是百年大计，不是一、二年就会拆掉重建。因此，在设计和建造洁净厂房时，就要考虑到工艺的发展、变更，就要考虑到洁净厂房的灵活性和适应性。从一个洁净厂房的灵活适应角度，可将其分为三个层次，第一是不可变的部分。无论怎样改都不能改变的部分。如基础、梁、柱等结构部分；第二是可变但不容易变的部分。如洁净室的围护、装修等；第三是可变而且容易改变的部分。如动力、空气、水、气体溶剂的供给部分和废气、废水、废料等排放部分。
（四）安全、可靠性好
从前面（一）、（二）两条特点可以得出建造和使用这样的洁净室要付出何等的代价。但是为了生产出高可靠、高质量的高科技产品也必须具备这样的生产环境。因为，建造洁净室的目的是为使用，是为了得到高成品率合格产品。为了达此目的，设计和建造洁净室必须把安全可靠放在第一位。保证所建造的洁净室在洁净度、温湿度、风速、压力等所有参数必须满足生产工艺的要求，保证安全、可靠、不出事故。这一点绝不能马虎，更不能打折扣，要万无一失，只有这样才能有效益，才能达到建造洁净室的目的。
五．洁净室的竣工验收调试，性能测试和洁净室的综合评价
竣工验收的调试工作要分以下四个步骤进行。①调试前的准备工作。②单机试车。③联动调试。④洁净室的性能测试和综合评价。
（一）调试前的准备工作
A, 调试的组织准备：
成立以建设单位（业主）为组长的有设计单位、施工单位、监理单位人员参加的调试小组。调试小组领导调试的全面工作，调试小组协调各方面的关系，调试小组为调试工作提供各种软硬条件。
B, 编制调试大纲
在调试小组领导和组织下，编制调试大纲。调试大纲是调试工作的指导性文件。调试大纲的内容包括：组织分工、人员安排、物资调动；调试项目、调试方法、调试仪表；调试程序、调试进度、调试计划安排等。调试大纲的编制使调试人员思想明确、认识统一、步调一致、行动整齐，使调试工作顺利进行。
C, 施工现场质量的会检。
在调试小组的领导组织下，有建设单位、设计单位、施工单位、监理单位的有关领导和技术人员参加，对施工现场、施工质量进行全面会检。从冷冻站、换热站、锅炉房、变配电站、空调机房到供冷、供热、供电系统、空调净化系统和自动控制系统。从设备（冷冻机、锅炉、水泵、冷却塔、空调器等）、配件（阀门、风口、消声器等）、管道和管线到保温、设备基础、管道支吊架等的工程施工质量进行全面会检。看是否按图施工、查与设计图不符之处，找施工质量不合格项目并查其原因。并对施工、加工、安装等质量问题逐一填写“缺陷明细表”，提出整改意见，限期（正式调试之前）整改完毕。
D, 空调设备、空调系统的清扫：
1, 调试之前对洁净室进行全面、彻底的清扫是十分必要的。对洁净室的地面、墙面、吊顶、门窗进行认真、全面、彻底的大扫除（最好请专业的清洁公司）；对空调设备、空调管道（送风管、回风管、新风管），空调配件（清声器、阀门、风口等）进行检查、检漏和擦试。达到洁净要求为止。
2, 安装粗效、中效过滤器进行第一次空吹。在彻底清扫的基础上，安装空调器内的粗效和中效过滤器。对整个净化空调系统进行空吹，空吹时间为24~36小时，使整个系统得到初步的净化。
3, 安装高效过滤器。系统空吹后可以安装高效过滤器。高效过滤器在安装之前，要求对其逐一进行检漏，对有泄漏者进行堵漏。检漏在临时检漏台上进行，尘源利用大气尘。被检合格的高效过滤器方能进行安装，安装完毕后对高效过滤器的安装密封再进行检漏（利用尘埃粒子计数器扫描），达到安装合格。
4, 高效过滤器安装检漏合格后再对净化空调系统进行第二次空吹。空吹时间24小时，然后方可进行入调试程序。
E, 测试仪器、仪表、工具的准备
1, 调试前要对调试中所用的仪器仪表进行调试和标定（超过使用时间还需重新进行标定）。所用的仪表包括测量风速、风量、温度、相对湿度、压差、噪声、振动、转数、时间、大气压力和洁净度的仪器仪表等。
2, 调试所用的器材、工具的准备。如：电工工具、管工工具、扳金工工具、钳工工具以及爬高上下的梯子等。并且请施工单位配合电工、管工、扳金工和钳工。
3, 调试和测试工作所用的图纸和记录表格的准备。
（二）单机试车
单机试车是对工程中的所有的设备、配件等单体进行试车。单机试车的目的是对这些设备、配件的安装质量和产品出厂质量的检查和考核。单机试车的主要内容有：
水、电先行。即首先对供水供电的设备和系统进行检查和考核。如水泵、变压器、配电箱、开关等。要保证供水、供电的正常、可靠。
进而，对供冷设备（冷冻机、冷却塔、冷冻水泵、冷却水等）、供热设备（锅炉、换热器、热水泵等）、空调设备（表面冷却器、加热器、加湿器、过滤器、风机等）、自动控制设备、仪表、阀门以及各系统的配件进行单体考核。看是否能满足设计要求和正常运行。尤其对转动设备如风机、水泵要试转看是否运转平稳，有无杂音和碰撞和反转现象；用电设备接线是否正确；冷冻机和锅炉是否能达到设计要求；空调器中表冷器的降温去湿能力、加湿器的加湿能力等等进行单体检查、考核。如果出现故障和发现问题，应立即排除。
对于大型设备如冷冻机、锅炉、空调器等（尤其是进口设备）在单机试车时最好有生产厂家的调试人员现场指导或由生产厂家负责试车，待运转正常后再移交给使用单位。单机试车为联动调试做好各个单体设备的准备工作。
（三）联动调试
联动调试一般情况下分为两个阶段进行，即风量分配阶段和联动调试阶段。
A, 风量分配：
风量分配即将各个洁净室的送风量、回风量、新风量、排风量全部按设计要求调整到设计风量。因为一个洁净厂房可能有多个空调送风系统和排风系统，或一个空调送风系统要负担多个洁净室的送风。因此，风量分配调试工作是一项工作量大、时间长、耐心细致的工作。风量分配调试工作也是整个调试工作的重点工作。常用的风量分配调试方法采用标准风口法。
标准风口法：一个洁净室可能有几个、几十个空调送风口、回风口。因为它们之间都是相通的，当调整某一个风口送风的风量时其他送风口的风量也会跟其变化。因此，采用标准风口法。
所谓标准风口法，就是在风量分配之前，将所有阀门都开到最大的情况下，在所有的送风口这中找到最不利的送风口（送风量最小的送风口），将此风口作为标准风口。在标准风口上设一监测仪表，随时测试标准风口的风量变化。然后调整其它所有风口风量。因为调整任何一个风口风量时，都会影响已调整过的风口的风量的变化；因此，在调整任何一个风口风量时，都要以标准风口当时风量为参照风量，使所有被调风口的风量均随标准风口的风量变化而同步变化。
当一个净化空调系统负责多个洁净室空调时，调试要以洁净室为单位由末端向总干管方向进行，对各洁净室首先调整其送风量的相对关系量，然后，再用系统的总阀门来将每个送风口，每个洁净室的送风量都调整为真实的设计送风量。
B, 联动调试
联动调试在风量调整和单机试车后进行。联动调试就将净化空调系统和为净化空调系统服务的所有系统即：供冷系统（冷冻机、冷却塔、水泵以及供冷系统上所有的配件）、供热系统（锅炉、水泵以及供热系统上所有配件）、供电系统（配电箱、变频器……）和自动控制系统全部投入运行，考核各系统的综合性能和联动性能。必要时，在洁净室内人为的设置一定量的负荷，考核温、湿度探头、中间仪表和执行机构的联动是否敏感、协调；考核温、湿度探头是否准确，精度是否合格。
（四）洁净室的性能测试和综合评价
在风量调整和联动调试的基础上，洁净室空调净化系统以及为其服务的所有系统，均处于正常运行状态。接着进行洁净室的性能测试和综合评价。
A, 洁净室的性能测试：
洁净室性能测试内容包括：
洁净度测试、风量测试、正压测试、风速测试（单向流洁净室）温度、相对湿度测试、噪声测试等。
1, 洁净度测试：采样点布置在工作面上（0.8~1.0m），采样点数量N=A1/2（A是洁净室面积‘m2’）。尘埃粒子计数器的采样量要大于1升/分；每个采样点连续有效采样三次。取其平均值做该点的测量值。全部测点的测量值的平均值作为洁净室的洁净度。
2, 风量或风速测试：单向流洁室测量断面风速、非单向流洁净室测其风量。
断面风速的测量：距吊顶上送风高效过滤器（HEPA）300mm处布置测点，测点间距为600mm，用热球风速仪测其各点风速。
风量测试：在送风管或送风口上测送风风量。方法是用比托管和微压差计，测风管内各点的动压，测点间距为100mm。再计算送风量。
3, 正压测试：在关门的状态下，测洁净室的正压。采用补偿式微压计测量。
B, 洁净室的综合评价。
在对洁净室性能测试的基础上，根据对洁净室洁净度、温、湿度、正压、风量、噪声等测试结果，对洁净室的建设和性能进行竣工验收的综合评价。
六．洁净室的性能测试
(一) 洁净室性能测试的目的
洁净室性能测试的目的主要有两项：其一是为了洁净室的竣工验收，其二是为了检查洁净室的运行是否正常。
1、净室竣工验收的性能测试
根据（洁净室施工及验收规范）和（洁净厂房设计规范）的要求，洁净室竣工验收分两步进行，第一步是竣工调试和性能测试，第二步是洁净室性能的综合评价。洁净室性能的综合评价是洁净室工程竣工验收的重要环节，而洁净室性能测试又是洁净室性能综合评价的基础。洁净室性能测试所需要测试的项目以下：
①通风机的风量和转数；
②风量及其平衡；
③室内静压及其调整；
④自控系统的联动；
⑤高效过滤器的检漏；
⑥室内的洁净度；等六项。其中主要三项是，洁净度，风量和室内静压。
2、洁净室运行状态下的定期性能测试
根据（洁净厂房设计规范）的要求，因生产的复杂性和维护管理工作的主，客观原因造成洁净室性能的下降，必须对洁净室进行定期的性能测试，检测的频数见下表。
表十四 洁净室性能测试的内容和频数
洁净度等级 项目
1~3
4、5、6
7
8、9
温度
循环监测
每班二次
湿度
循环监测
每班二次
压差值
循环监测
每周一次
每月一次
洁净度
循环监测
每周一次
每3个月一次
每6个月一次
风量
循环监测
不得超过12个月
（二）洁净室性能测试的内容
表十五 洁净室检测内容
序号
测试项目
JGJ71-90规定
GB50073-2001规定
低于100级
100级
1000级及以下
1
室内送风量，系统总风量，室内排风量，
检测
检测
2
静压差
检测
检测
3
风速和风量
检测
不测
检测
4
断面风速不均匀度
检测
必要时测
不测
未规定
5
洁净度级别
检测
检测
6
浮游菌和沉降菌
必要时测
选测
7
室内温度和室内相对湿度
检测
选测
8
温湿度波动范围和区域温差
必要时测
未规定
9
室内噪声级
检测
选测
10
室内倍铎程声压级
必要时测
选测
11
室内照度及其均匀度
检测
选测
12
室内微振
必要时测
必要时测
13
表面导静电性
必要时测
必要时测
14
室内气流流型
不测
必要时测
选测
15
流线平行度
检测
必要时测
不测
必要时测
16
自净时间
不测
必要时测
必要时测
选测
17
过滤器安装检漏
未规定
选测
18
污染泄漏
未规定
选测
（三）洁净室性能测试的主要仪器和仪表
1、风压测试仪器：主要用于测定洁净室之间和洁净与非洁净区之间微压差，也可利用压差法测量风速，计算风量。
①液体压力计：液体压力计具有使用方便、价格低廉、精确度较高、制造安装方便等优点，但有测量范围受限制、玻璃管易碎等缺点。
常用的工作液体有：酒精、水、水银等，在洁净室测量中主要是酒精和水。
液体压力计主要有：U型管压力计、斜管压力计、补偿式压力计。
②弹簧压力计：弹簧压力计是根据弹簧元件在所测压力作用下发生变形，其变形量与所测压力成函数关系这一原理制成的，其优点是构造简单、便于携带、安装方便、价格低廉。
常用的弹簧压力计主要有：弹簧管压力计、膜片管压力计和膜核压力计。
③电学压力计：电学压力计是利用压电原理或高压下电阻变化等电学方法来测定压力的压力计，适用于测量变化极快、数值很高或近乎绝对真空时的压力。
2、风速和风量测试仪器：
①风速测量仪的作用原理有：机械式、散热率式和动力测压式等。
a．机械式风速仪：如翼形风速仪，它是利用流动气体的原动压推动机械装置来显示其流速的仪表。
b．散热率式风速仪：是根据流体中受热物体的散热率与流体流速成正比关系制成，测定传感器的散热率，即能测到流体的流速。
常用的散热率式风速仪有：热线风速仪和热球风速仪等。
②风量测量仪：在洁净室中总风量的测试常用风管法，各房间送回风量多用风口法进行测量，其原理为平均风速乘以断面面积。
③洁净度测试仪：
a．尘埃粒子的检测仪表：目前洁净室洁净度的检测主要用光散射尘埃粒子计数器，它又分为白只光尘埃粒子计数器和激光尘埃粒子计数器。
它的原理是利用空气中的微粒对光线的散射现象，将采样空气中的微粒的光脉冲信号转换为相应的电脉冲信号来测定微粒的颗粒数，利用微粒的光散射强度与微粒粒径的平方成正比的关系来测量微粒粒径的大小。
b．生物粒子的检测仪表：目前生物粒子的检测方法主要有采用培养基法和滤膜法，所用的仪器分浮游菌采样器和沉降菌采样器。
浮游菌采样器主要有：固体撞击式采样器、离心式空气微生物采样器、气旋式微生物采样器、液体冲击式微生物采样器、过滤式微生物采样器和大容量静电沉降采样器等。
沉降菌采样器主要有：高压消毒锅、恒温培养箱和培养皿等。
④温度测试仪：通称温度计，按其作用原理可分为膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶温度计和电阻温度计。
a．膨胀式温度计：分固体膨胀式温度计和液体膨胀式温度计。
b．压力式温度计：可分为充气压力计式温度计和充蒸汽压力计式温度计。
c．热电偶温度计：是根据热电效应原理制成的，当两种不同金属节点温度不同时就会有电动势，如已知一点温度，测出电动势就可推算另一点的温度。
d．电阻温度计：基于某种金属及其合金或半导体的电阻会随温度变化而变化，精确地测定电阻就会测出温度。
电阻温度计的优点有：精确度灵敏度高、反应快；测温范围宽；不需冷节点补偿；可用于远距离温度测量。
⑤湿度测试仪：湿度测试仪按其原理可分为干湿球温度计、毛发温度计、电温度计等。
⑥噪声测试仪：噪声测试仪它的原理是用电容式传声器将声能变为电能，再经放大器、检波器等一系列处理，最后给出声压值。
⑦照度测试仪：常用的便携式照度计它的原理是用一种光敏元件做探头，当有光照时就会产生光电流，光线越强光电流越大，测量电流时就可测出照度。
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