1、情况介绍

项目位于青岛市高新区某检验检测产业园，洁净等级ISO7（万级），属于锂电池检测电子洁净室，洁净度等级ISO7。面积为184.5m²，洁净区高度2.6米，体积为479.7m³。房间整体要求温度为（22±2）℃，相对湿度为（55±10）%，房间压差要求为﹢35Pa。本项目洁净室内湿负荷极低，仅为5名工作人员的人体散湿量，忽略不计，热湿比按﹢∞计算。夏季冷负荷Q_冷约为36.9kW，冬季冷负荷Q_冷约为31.4kW，属于全年制冷的洁净室。空调系统采用MAU+FFU+VRV的组合系统，MAU新风机组仅承担室外新风负荷，洁净室室内显热负荷由VRV空调承担，洁净等级所需要的房间循环风换气次数及高效过滤由FFU风机承担。

青岛夏季室外空气状态点W，干球温度29.4℃，湿度温度26℃，焓值h_w为80.7kJ/kg。冬季室外空气状态点W，干球温度-7.2℃，相对湿度63%，焓值h_w为-4.2kJ/kg。

本项目根据实验室使用方提供的温湿度范围，选取室内设计工况点N做为设计目标值，工况点N干球温度T_N＝22℃，含湿量d_N＝9.2g/kg，焓值h_N＝45.3kJ/kg，露点温度12.2℃。本项目送风状态点O，夏季MAU新风机组冷却送风状态点L，冬季MAU新风机组加热送风状态点W＇。

图1：夏季空气处理过程焓湿图              图2：冬季空气处理过程焓湿图

2、室外新风量L新、送风量L送计算

根据文献［1］，洁净室送风量应取下列四项中的最大值：①满足空气洁净度等级要求的送风量；②根据热湿负荷计算确定的送风量；③补偿室内排风量和保持室内正压所需的新鲜空气量；④保证供给洁净室内每人每小时的新鲜空气量不小于40m³/h。

2.1满足空气洁净度等级要求的送风量：洁净等级IOS7对应的房间换气次数为15~25次/h，为保证洁净度稳定性，本次换气次数选取25次/h，计算送风量为11993m³/h，取整后12000m³/h。

2.2根据热湿负荷计算确定的送风量：本项目洁净室内显热负荷由VRV空调承担，无需通过通风带出，对应通风量为0。

2.3补偿室内排风量和保持室内正压所需的新鲜空气量：本项目要求﹢35Pa，房间无排风。根据文献［2］，维持洁净室正压所需的新风风量约为洁净室3.8次/h的换气次数对应的新风风量，约为1823m³/h。

2.4保证洁净室内每人每小时新鲜空气量：洁净室内经常性工作人员仅为5名，所需新风量约为200m³/h。

综上可得，本项目洁净室所需室外新风量L_新=1823m³/h，所需送风量L_送=12000m³/h。

3、夏季设计工况

图3：夏季空气处理过程流程图

3.1 FFU风机选型计算：本项目洁净室所需新风量L_送=12000m³/h，选用FFU额定风量1000m³/h，需要的FFU数量n＝L_送/1000=12000/1000＝12台，即洁净室需设置额定风量1000m³/h的FFU风机数量为12台。

3.2 VRV空调处理回风后的空气状态点H工况计算：VRV空调承担洁净室内显热负荷，故VRV空调夏季制冷量约为36.9kW。选用额定制冷量10kW薄型暗式风管机，共需4台。洁净室FFU风机回风量L_回＝L_送－L_新＝12000－1823＝10177m³/h。

VRV空调处理回风后的空气状态点H的焓值h_H=h_N－3600Q_冷/（L_回×ρ）＝45.3－3600×36.9/（10177×1.2）＝34.42kJ/kg。为防止VRV空调送风温度过低从而产生冷凝水，应确保VRV空调送风温度高于室内设计工况点N的露点温度12.2℃，VRV空调处理回风后的空气状态点H含湿量应与室内设计工况点N相同，故d_H＝9.2g/kg。

根据焓湿图可计算空气状态点H干球温度T_H=11.3℃＜12.2℃，空气状态点H已经偏离出焓湿图，空气状态点H选取错误。

原因分析：因本洁净室内显热负荷较高，若FFU风机回风量L_回过低，将导致VRV空调处理后的空气状态点H与室内设计工况点N温差过大无法实现。

为解决上述问题，将FFU风机送风量进行调整，L_送=19000m³/h，FFU风机数量由12台调整为19台；新风量维持不变，L_新=1823m³/h；FFU风机回风量L_回＝L_送－L_新＝19000－1823＝17177m³/h。

VRV空调处理回风后的空气状态点H，对应焓值h_H＝h_N－3600Q_冷/（L_回×ρ）＝45.3－3600×36.9/（17177×1.2）＝38.86kJ/kg。含湿量d_H＝d_N＝9.2g/kg，根据焓湿图可查，H点干球温度T_H=15.7℃＞12.2℃，符合设计预期。

3.3 MAU新风机组制冷量Q_新及MAU新风机组冷却送风状态点L工况计算：冷却送风状态点L为MAU新风机组冷却机器露点线与室内设计工况点N等含湿量线的交点。通过焓湿图查询可知，冷却送风状态点L焓值h_L＝36.7kJ/kg，干球温度T_L＝13.4℃，相对湿度95%。

MAU新风机组制冷量Q_新＝（h_W－h_L）（L_新×ρ）/3600＝1.2×1823×（80.7－36.7）/3600＝26.74kW。

3.4 MAU新风机组再热量Q_再计算：Q_再＝（T_N－T_L）L_新×ρ/3600＝1.2×1823×（22－13.4）/3600＝5.23kW。

3.5夏季送风状态点O为室内设计工况点N（N点对应风量为室外新风量，即L_新＝1823m³/h）与空气状态点H（H点对应风量为FFU风机回风量，即L_回＝17177m³/h）混风而得且NO/OH=1823÷17177＝10.61%，通过焓湿图可查，夏季送风状态点O干球温度T_O=16.3℃，焓值h_O=39.50kJ/kg，含湿量d_H＝9.2g/kg。

根据文献［3］，送风温差在3~6℃时，室温允许波动范围为±0.5℃。本项目夏季送风温差为5.7℃，满足温度精度±2℃要求。

4、冬季设计工况

图4：冬季空气处理过程流程图

4.1 MAU新风机组制热量Q_新及MAU新风机组加热送风状态点W＇工况计算：加热送风状态点W＇为冬季室外空气状态点W等含湿量线与室内设计工况点N等温线的交点。通过焓湿图可查，加热送风状态点W＇焓值h_W＇＝25.5kJ/kg，干球温度T_W＇＝22℃，含湿量d_W＇＝1.3g/kg。

MAU新风机组制热量Q_新＝（h_W＇－h_W）（L_新×ρ）/3600＝1.2×1823×（25.5＋4.2）/3600＝18.05kW。

4.2 MAU新风机组加湿器加湿量d计算：d＝L_新×ρ（d_N－d_W＇）/1000＝1.2×1823×（9.2－1.3）/1000＝17.28kg/h。加湿器采用电热加湿，加湿器补水采用纯水进行供给，纯水供给由水专业进行提供，降低加湿器结垢风险，提高使用寿命。

4.3 VRV空调处理回风后的空气状态点H工况计算：VRV空调承担洁净室内显热负荷，故VRV空调冬季制冷量约为31.4kW。洁净室FFU风机回风量L_回＝L_送－L_新＝19000－1823＝17177m³/h。

VRV空调处理回风后的空气状态点H的焓值h_H=h_N－3600Q_冷/（L_回×ρ）＝45.3－3600×31.4/（17177×1.2）＝39.82kJ/kg。含湿量d_H＝d_N＝9.2g/kg，根据焓湿图可查，H点干球温度T_H=16.4℃＞12.2℃，符合设计预期。

4.4冬季送风状态点O为室内设计工况点N（N点对应风量为室外新风量，即L_新＝1823m³/h）与空气状态点H（H点对应风量为FFU风机回风量，即L_回＝17177m³/h）混风而得且NO/OH=1823÷17177＝10.61%，通过焓湿图可查，冬季送风状态点O干球温度T_O=16.9℃，焓值h_O=40.3kJ/kg，含湿量d_H＝9.2g/kg。

根据文献［3］，送风温差在3~6℃时，室温允许波动范围为±0.5℃。本项目冬季送风温差为5.1℃，满足温度精度±2℃要求。

5、结语

本方案采用“MAU+FFU+VRV”空调方案，采用VRV空调替代常规暖通方案的DCC干盘管，节约了DCC干盘管配套的中温水冷源，大幅降低项目建设初投资，对于小型电子类洁净室具有较强的推广意义。但是应注意在设计阶段校核VRV空调处理FFU风机回风后的空气状态点干球温度，不应低于设计状态点的露点温度，应避免冷凝水产生对电子类洁净厂房造成影响。同时，该方案对洁净室维护人员调试能力及日常管理能力要求较高。

参考文献：

［1］ GB50073-2013，洁净厂房设计规范［S］.

［2］ 陈霖新等.洁净厂房的设计与施工［Z］.北京：化学工业出版社.

［3］ GB50019-2015，工业建筑供暖通风与空气调节设计规范［S］.