Вентиляция чистых помещений — это общепромышленная система, предназначенная для поддержания оптимального микроклимата, чистоты и скорости воздушного потока внутри производственных или лабораторных помещений.
На рисунке выше изображена одна из схем вентиляции чистых помещений. В данной схеме — «чистая комната» располагается полностью внутри технического помещения. «Чистая комната» герметична, неконтролируемый воздухообмен с техническим помещением полностью исключен. Воздух в помещение подается только после обработки в центральном кондиционере.
Общий порядок подготовки воздуха:
Этап 1. Уличный воздух проходит обработку и подготовку в центральном кондиционере:
- Очистка воздуха в предварительном фильтре класса G4.
- Очистка воздуха в промежуточном фильтре класса F7.
- Нагрев воздуха в водяном или электрическом калорифере (в зимний период года).
- Охлаждение воздуха в водяном или фреоновом охладителе (в летний период года).
- Очистка воздуха в финишном фильтре класса F9.
- Увлажнение паровым увлажнителем (если требуется).
Этап 2. Далее воздух подается в техническое помещение. На потолках «чистой комнаты» устанавливаются фильтровентиляционные модули (далее ФВМ). ФВМ фильтруют воздух после центрального кондиционера (через встроенные HEPA-фильтры) и подают в «чистую комнату».
Этап 3. Воздух из помещений «выдавливается» через перфорированный пол и возвращается обратно на рециркуляцию в ФВМ.
Вентиляция чистых помещений. Функции и задачи.
Задачей вентиляции чистых помещений является поддержание параметров воздуха внутри помещения в заданных диапазонах. Система вентиляции обеспечивает:
- Поддержание температуры T [ºC] и относительной влажности φ [%] внутри помещений (не в воздуховоде).
- Поддержание избыточного/отрицательного давления ΔP [Па] в классифицируемых помещениях.
- Поддержание заданного уровня чистоты внутри помещений N [шт/м³] (концентрацию частиц).
- Скорость воздуха в зонах с однонаправленным потоком воздуха.
- Нормативный расход наружного воздуха (зависит от количества работников в помещении).
- Удаление вредных примесей и влаги, образующихся в ходе технологического процесса.
Контроль температуры T [ºC] и относительной влажности φ [%] осуществляется системой автоматики центрального кондиционера. Избыточное давление может поддерживаться двумя различными способами:
- Установка автоматического клапана. На вытяжной воздуховод обслуживающий конкретное помещение устанавливается клапан переменно расхода воздуха (типа TROX TVJ). Клапан самодостаточный, для работы требуется только питание. В автоматическом режиме поддерживает заданное давление в помещении регулируя расход вытяжного воздуха (закрывается если давление низкое, открывается если давление высокое).
- Управление центральной системой автоматики. В этом случае также необходимо на вытяжной воздуховод установить клапан с электроприводом, но управляет положением данного привода сторонняя система автоматики по датчику давления в помещении.
Основные схемы вентиляционных систем
Для полного понимания схем вентиляционных систем необходимо разобраться с типами воздушных потоков и их обозначением на схемах. Воздух в системе вентиляции может быть следующих типов:
- Наружный воздух — атмосферный воздух, поступающий на вход в центральный кондиционер. Обозначение на схеме Lпр. Температура и влажность наружного воздуха зависят от климата конкретного региона, в котором проектируются чистые помещения.
- Приточный воздух — воздух, подаваемый в чистые помещения, после подготовки в центральном кондиционере.
- Вытяжной воздух — воздух, удаляемый из помещений, содержит в себе загрязнения и примеси после технологического процесса в помещениях. Это также могут быть местные вытяжки.
- Рециркуляционный воздух — часть вытяжного воздуха, которая подается обратно в центральный кондиционер для очистки, подготовки и дальнейшей подачи обратно в помещения.
- Удаляемый воздух — вытяжной воздух, который удаляется в атмосферу (участок системы воздуховодов после вентилятора или вытяжной установки).
Ниже условные обозначения типов вентиляционных систем на схемах:
Подробнее о том, для чего нужна система вентиляции и какие загрязнения она удаляет, вы можете прочитать на странице воздух чистых помещений.
Прямоточная схема вентиляции чистых помещений
Начнем с самой простой системы вентиляции — прямоточной (см. схему на рисунке ниже).
В данной схеме атмосферный воздух подается в центральный кондиционер, проходит обработку и в полном объеме подается в чистые помещения. Вытяжной воздух — забирается из помещений независимой вытяжной установкой (или вентилятором) и полностью удаляется в атмосферу.
+ Преимущества:
- Низкая стоимость капитальных затрат на строительство.
- Проста в эксплуатации и обслуживании оборудования.
- Подходит для всех типов производственных процессов.
— Недостатки:
- Низкая энергоэффективность системы, высокое потребление электроэнергии и теплоэнергии.
- Высокая стоимость эксплуатации (из-за большого энергопотребления).
Прямоточная схема максимально неэффективна, так как все объем приточного воздуха, который прошел длинный цикл очистки и обработки (чистка в фильтрах, нагрев, охлаждение, увлажнение и т.п.) далее целиком выбрасывается на улицу. При строительстве современных комплексов «чистых помещений» такая схема не применяется.
Схема вентиляции чистых помещений с рекуперацией
Данная схема предполагает использование теплообменника-рекуператора, который позволяет частично передать тепловую энергию вытяжного воздуха к приточному.
Простыми словами — вытяжной воздух попадает в теплообменник-рекуператор, в нем через пластины «соприкасается» с приточным воздухом и нагревает его (так как в зимний период года температура наружного воздуха достаточно низкая). Это позволяет значительно снизить количество потребляемой тепловой энергии на нагрев приточного воздуха.
Пластинчатый рекуператор в составе центрального кондиционера представлен на рисунке ниже (красный).
+ Преимущества:
- Энергопотребление в два раза ниже по сравнению с прямоточной системой.
— Недостатки:
- Стоимость вентиляционного оборудования с рекуператором значительно выше прямоточной вентиляционной установки.
- Воздуховоды вытяжного воздуха необходимо вести обратно к центральному кондиционеру, не всегда это удобно.
- Не для всех систем можно применять рекуперацию воздуха (например, в вытяжных системах, удаляющих воздух с содержанием взрывоопасных примесей, запрещено применять рекуператор)
Вентиляция с рекуперацией тепла применяется практически во всех случаях, когда запрещено применять систему с рециркуляцией воздуха.
Подробнее узнать о вентиляции с рекуперацией вы можете на странице Вентиляция с рекуперацией, рециркуляцией (внешняя ссылка).
Схема вентиляции чистых помещений с рециркуляцией
Схема с рециркуляцией предполагает не полное удаление вытяжного воздуха, а частичный его «подмес» в приточной воздух (смотри рисунок ниже)
+ Преимущества:
- Энергопотребление самое низкое среди рассмотренных схем. Зависит от процента рециркуляции (от 0 до 90%)
- Стоимость оборудования сопоставима с прямоточной системой.
- Система управления простая и удобная в эксплуатации.
— Недостатки:
- Система сложная в проектировании и пуско-наладочных работах.
- Подходит не для всех производственных помещений (много ограничений согласно СП 60.13330.2020 Отопление,
вентиляция и кондиционирование воздуха.)
Вентиляция с рециркуляцией — самая распространенная схема для «чистых помещений», можно сказать даже стандартная. Но при проектировании данной системы возникает много сложностей в вопросе баланса воздухообмена по помещениям и контроле давлений (особенно, если в помещениях заложены местные вытяжки).
Подробнее узнать о проектировании систем вентиляции чистых помещений вы можете на странице проектирование систем вентиляции и кондиционирования.
Остались вопросы по разделу?
Вы можете написать свои вопросы на нашу почту или заполнить форму ниже. Мы гарантируем, что внимательно рассмотрим все вопросы и предложим наиболее подходящие решения для ваших задач.