1. Aukštų švarių patalpų charakteristikų analizė
(1). Aukštos švarios patalpos turi savų savybių. Paprastai aukštos švarios patalpos daugiausia naudojamos pogamybiniame procese ir dažniausiai naudojamos didelių įrenginių surinkimui. Joms nereikia didelio švarumo, o temperatūros ir drėgmės reguliavimo tikslumas nėra didelis. Įranga gamybos proceso metu neišskiria daug šilumos, o jose dirba palyginti nedaug žmonių.
(2). Aukštos švarios patalpos paprastai turi dideles karkasines konstrukcijas ir dažnai naudoja lengvas medžiagas. Viršutinė plokštė paprastai nėra lengvai atlaikoma didelė apkrova.
(3). Dulkių dalelių susidarymas ir pasiskirstymas Aukštų švarių patalpų pagrindinis taršos šaltinis skiriasi nuo įprastų švarių patalpų. Be žmonių ir sporto įrangos keliamų dulkių, didelę dalį sudaro paviršinės dulkės. Remiantis literatūros duomenimis, dulkių susidarymas, kai žmogus stovi, yra 105 dalelės/(min·žm.), o dulkių susidarymas, kai žmogus juda, apskaičiuojamas 5 kartus daugiau nei tada, kai žmogus stovi. Įprasto aukščio švarių patalpų paviršinių dulkių susidarymas apskaičiuojamas taip: 8 m2 žemės paviršiaus ploto dulkių susidarymas prilygsta ramybės būsenos žmogaus dulkių susidarymui. Aukštų švarių patalpų valymo apkrova yra didesnė apatinėje personalo veiklos zonoje ir mažesnė viršutinėje. Tuo pačiu metu, atsižvelgiant į projekto ypatybes, būtina imtis atitinkamo saugos koeficiento, atsižvelgiant į saugumą ir nenumatytą dulkių taršą. Šio projekto paviršinių dulkių susidarymas pagrįstas 6 m2 žemės paviršiaus dulkių susidarymu, kuris prilygsta ramybės būsenos žmogaus dulkių susidarymui. Šis projektas apskaičiuotas remiantis 20 žmonių darbu per pamainą, o personalo dulkių susidarymas sudaro tik 20 % visų dulkių susidarymo atvejų, o personalo dulkių susidarymas bendrojoje švarioje patalpoje sudaro apie 90 % visų dulkių susidarymo atvejų.
2. Aukštų dirbtuvių švaraus kambario dekoravimas
Švarių patalpų apdaila paprastai apima švarių patalpų grindis, sienų plokštes, lubas, taip pat pagalbines oro kondicionavimo, apšvietimo, priešgaisrinės apsaugos, vandens tiekimo ir drenažo sistemas bei kitus su švariomis patalpomis susijusius elementus. Pagal reikalavimus, švarių patalpų pastato apvalkalas ir vidaus apdaila turėtų būti pagamintos iš medžiagų, kurios yra sandarios ir mažai deformuojasi keičiantis temperatūrai ir drėgmei. Švarių patalpų sienų ir lubų apdaila turi atitikti šiuos reikalavimus:
(1). Švarių patalpų sienų ir lubų paviršiai turi būti plokšti, lygūs, be dulkių, be akinimo, lengvai pašalinami dulkių paviršiai ir turėti kuo mažiau nelygių paviršių.
(2). Švariose patalpose negalima naudoti mūrinių ir tinkuotų sienų. Kai jas reikia naudoti, reikia atlikti sausuosius darbus ir naudoti aukštos kokybės tinkavimo standartus. Nutinkavus sienas, dažų paviršius turi būti nudažytas, o dažai turi būti atsparūs ugniai, be įtrūkimų, plaunami, lygūs, lengvai nesugeriantys vandens, nesuyrantys ir nepelijantys. Apskritai švarių patalpų dekoravimui daugiausia renkamasi geresnes milteliniu būdu dažytas metalines sienų plokštes kaip vidaus apdailos medžiagas. Tačiau didelėms gamyklų erdvėms dėl didelio grindų aukščio metalinių sienų plokščių pertvarų montavimas yra sudėtingesnis, jos yra silpnos, brangios ir neatlaiko svorio. Šiame projekte buvo analizuojamos didelių gamyklų švarių patalpų dulkių susidarymo charakteristikos ir patalpų švaros reikalavimai. Įprasti metalinių sienų plokščių vidaus dekoravimo metodai nebuvo taikomi. Ant originalių inžinerinių sienų buvo padengta epoksidine danga. Visoje erdvėje nebuvo įrengtos lubos, kad būtų padidinta naudinga erdvė.
3. Aukštų švarių patalpų oro srauto organizavimas
Remiantis literatūra, aukštose švariose patalpose švarių patalpų oro kondicionavimo sistemų naudojimas gali gerokai sumažinti bendrą sistemos tiekiamo oro kiekį. Sumažinus oro kiekį, ypač svarbu tinkamai organizuoti oro srautą, kad būtų pasiektas geresnis švaraus oro kondicionavimo efektas. Būtina užtikrinti oro tiekimo ir grąžinimo sistemos vienodumą, sumažinti sūkurius ir oro sūkurius švarioje darbo zonoje ir pagerinti oro tiekimo oro srauto difuzijos charakteristikas, kad būtų galima visapusiškai išnaudoti oro tiekimo oro srauto praskiedimo efektą. Aukštose švariose dirbtuvėse, kurioms keliami 10 000 arba 100 000 klasės švaros reikalavimai, galima paminėti aukštų ir didelių patalpų projektavimo koncepciją komfortiškam oro kondicionavimui, pavyzdžiui, purkštukų naudojimą didelėse erdvėse, tokiose kaip oro uostai ir parodų salės. Naudojant purkštukus ir šoninį oro tiekimą, oro srautas gali būti paskirstytas dideliu atstumu. Purkštukų oro tiekimas yra būdas pasiekti oro tiekimą, naudojant didelio greičio sroves, pučiamas iš purkštukų. Jis daugiausia naudojamas oro kondicionavimo vietose aukštose švariose patalpose arba viešųjų pastatų erdvėse su dideliais grindų aukščiais. Antgalis tiekia orą iš šono, o antgalis ir grįžtamojo oro išleidimo anga yra išdėstyti toje pačioje pusėje. Oras koncentruotai pučiamas iš kelių erdvėje išdėstytų purkštukų didesniu greičiu ir didesniu oro kiekiu. Srovė grįžta po tam tikro atstumo, todėl visa kondicionuojama zona atsiduria reflektavimo zonoje, o tada grįžtamojo oro išleidimo anga, esanti apačioje, ištraukia ją atgal į oro kondicionavimo įrenginį. Jo charakteristikos yra didelis oro tiekimo greitis ir ilgas veikimo nuotolis. Srovė stipriai maišo patalpos orą, greitis palaipsniui mažėja, ir patalpoje susidaro didelis sūkurinis oro srautas, todėl kondicionuojama zona įgauna tolygesnį temperatūros ir greičio lauką.
4. Inžinerinio projektavimo pavyzdys
Aukštoms švarioms dirbtuvėms (40 m ilgio, 30 m pločio, 12 m aukščio) reikalinga švari darbo zona, kurios statinis valymo lygis būtų 10 000 ir dinaminis 100 000, temperatūra tn = 22 ℃ ± 3 ℃, o santykinė oro drėgmė fn = 30–60 %.
(1). Oro srauto organizavimo ir vėdinimo dažnio nustatymas
Atsižvelgiant į šios aukštos švarios patalpos, kurios plotis viršija 30 m ir kuri neturi lubų, naudojimo ypatybes, įprastas švarios dirbtuvės oro tiekimo būdas sunkiai atitinka naudojimo reikalavimus. Siekiant užtikrinti švarios darbo zonos (žemiau 5 m) temperatūrą, drėgmę ir švarą, naudojamas purkštukų sluoksninis oro tiekimo metodas. Pūtimo purkštukų oro tiekimo įtaisas yra tolygiai išdėstytas ant šoninės sienos, o grįžtamojo oro išleidimo įtaisas su slopinimo sluoksniu yra tolygiai išdėstytas 0,25 m aukštyje nuo žemės apatinėje dirbtuvės šoninės sienos dalyje, sudarant oro srauto organizavimo formą, kurioje darbo zona grįžta iš purkštuko ir grįžta iš koncentruotos pusės. Tuo pačiu metu, siekiant išvengti, kad nešvarioje darbo zonoje, aukštesnėje nei 5 m, oras susidarytų negyva zona švaros, temperatūros ir drėgmės požiūriu, sumažinti šalčio ir šilumos spinduliuotės poveikį nuo lubų lauke darbo zonai ir laiku pašalinti viršutinio krano darbo metu susidarančias dulkių daleles bei visapusiškai išnaudoti švarų orą, išsklaidytą daugiau nei 5 m atstumu, nešvarioje oro kondicionavimo zonoje išdėstyta mažų juostinių grįžtamojo oro išleidimo angų eilė, sudarant nedidelę cirkuliuojančio grįžtamojo oro sistemą, kuri gali labai sumažinti viršutinės nešvarios zonos taršą į apatinę švarią darbo zoną.
Atsižvelgiant į švaros lygį ir teršalų išmetimą, šiame projekte švarioje, žemiau 6 m² oro kondicionavimo zonoje taikomas 16 h-1 vėdinimo dažnis, o viršutinėje, nevalytoje zonoje – atitinkamas ištraukimas, kai vėdinimo dažnis yra mažesnis nei 4 h-1. Iš tiesų, vidutinis viso įrenginio vėdinimo dažnis yra 10 h-1. Tokiu būdu, palyginti su viso kambario švariu oro kondicionavimu, švaraus sluoksniuoto purkštuko oro tiekimo metodas ne tik geriau užtikrina švarios, oro kondicionavimo zonos vėdinimo dažnį ir atitinka didelio tarpatramio įrenginio oro srauto organizavimą, bet ir labai taupo sistemos oro kiekį, aušinimo galią ir ventiliatoriaus galią.
(2). Šoninio purkštuko oro tiekimo apskaičiavimas
Tiekiamo oro temperatūros skirtumas
Švarių patalpų oro kondicionavimui reikalingas daug didesnis vėdinimo dažnis nei įprasto oro kondicionavimo. Todėl visapusiškai išnaudojant didelį švarių patalpų oro kondicionavimo oro tūrį ir sumažinant tiekiamo oro srauto tiekiamo oro temperatūros skirtumą, galima ne tik sutaupyti įrangos pajėgumų ir eksploatavimo sąnaudų, bet ir geriau užtikrinti švarių patalpų oro kondicionavimo zonos oro kondicionavimo tikslumą. Šiame projekte apskaičiuotas tiekiamo oro temperatūros skirtumas yra ts = 6 ℃.
Švari patalpa turi gana didelį tarpatramį, kurio plotis yra 30 m. Būtina užtikrinti persidengimo reikalavimus vidurinėje zonoje ir užtikrinti, kad proceso darbo zona būtų grįžtamojo oro zonoje. Tuo pačiu metu reikia atsižvelgti į triukšmo reikalavimus. Šio projekto oro tiekimo greitis yra 5 m/s, purkštukų montavimo aukštis – 6 m, o oro srautas iš purkštuko siunčiamas horizontalia kryptimi. Šiame projekte apskaičiuotas purkštuko oro tiekimo oro srautas. Purkštuko skersmuo yra 0,36 m. Remiantis literatūra, Archimedo skaičius yra 0,0035. Purkštuko oro tiekimo greitis yra 4,8 m/s, ašinis greitis gale yra 0,8 m/s, vidutinis greitis yra 0,4 m/s, o vidutinis grįžtamojo srauto greitis yra mažesnis nei 0,4 m/s, o tai atitinka proceso naudojimo reikalavimus.
Kadangi tiekiamo oro srauto oro tūris yra didelis, o tiekiamo oro temperatūros skirtumas mažas, jis beveik toks pat kaip izoterminės čiurkšlės, todėl čiurkšlės ilgį lengva garantuoti. Pagal Archimedo skaičių galima apskaičiuoti santykinį atstumą x/ds = 37 m, kuris gali atitikti priešingos pusės tiekiamo oro srauto 15 m persidengimo reikalavimą.
(3). Oro kondicionavimo sistemos priežiūra
Atsižvelgiant į didelį tiekiamo oro kiekį ir mažą tiekiamo oro temperatūros skirtumą švarios patalpos projekte, vasaros oro kondicionavimo apdorojimo metodu visiškai išnaudojamas grįžtamasis oras, o pirminis grįžtamasis oras pašalinamas. Sunaudojama maksimali antrinio grįžtamojo oro dalis, o grynas oras apdorojamas tik vieną kartą, o po to sumaišomas su dideliu kiekiu antrinio grįžtamojo oro, taip pašalinant pakartotinį pašildymą ir sumažinant įrangos našumą bei eksploatacines energijos sąnaudas.
(4). Inžinerinių matavimų rezultatai
Užbaigus šį projektą, buvo atliktas išsamus inžinerinis bandymas. Visoje gamykloje buvo įrengta 20 horizontalių ir vertikalių matavimo taškų. Švarios gamyklos greičio laukas, temperatūros laukas, švara, triukšmas ir kt. buvo išbandyti statinėmis sąlygomis, o faktiniai matavimo rezultatai buvo gana geri. Išmatuoti rezultatai projektinėmis darbo sąlygomis yra tokie:
Vidutinis oro srauto greitis oro išleidimo angoje yra 3,0–4,3 m/s, o dviejų priešingų oro srautų sandūroje – 0,3–0,45 m/s. Švarios darbo zonos vėdinimo dažnis garantuojamas 15 kartų per valandą, o jos švara atitinka 10 000 klasę, o tai gerai atitinka projektavimo reikalavimus.
A lygio triukšmas patalpose yra 56 dB grįžtamojo oro išleidimo angoje, o kitose darbo zonose jis nesiekia 54 dB.
5. Išvada
(1). Aukštoms švarioms patalpoms, kurioms nekeliami labai aukšti reikalavimai, galima taikyti supaprastintą apdailą, kad būtų įvykdyti ir naudojimo, ir švaros reikalavimai.
(2). Aukštoms švarioms patalpoms, kurioms reikalingas tik 10 000 arba 100 000 klasės švaros lygis žemiau tam tikro aukščio, oro tiekimo būdas naudojant švarius sluoksniuotus oro kondicionavimo purkštukus yra gana ekonomiškas, praktiškas ir efektyvus metodas.
(3). Šio tipo aukštose švariose patalpose viršutinėje nešvarioje darbo zonoje įrengiama eilė juostinių oro išleidimo angų, kad būtų pašalintos šalia krano bėgių susidarančios dulkės ir sumažintas šalčio bei šilumos spinduliavimo nuo lubų poveikis darbo zonai, o tai gali geriau užtikrinti darbo zonos švarą, temperatūrą ir drėgmę.
(4). Aukštos švarios patalpos aukštis yra daugiau nei 4 kartus didesnis nei bendros švarios patalpos. Įprastomis dulkių susidarymo sąlygomis reikėtų pasakyti, kad vieneto erdvės valymo apkrova yra daug mažesnė nei bendros žemos švarios patalpos. Todėl šiuo požiūriu vėdinimo dažnis gali būti nustatytas kaip mažesnis nei nacionalinio standarto GB 73-84 rekomenduojamas švarios patalpos vėdinimo dažnis. Tyrimai ir analizė rodo, kad aukštų švarių patalpų vėdinimo dažnis skiriasi dėl skirtingo švarios zonos aukščio. Paprastai 30–80 % nacionalinio standarto rekomenduojamo vėdinimo dažnio gali atitikti valymo reikalavimus.
Įrašo laikas: 2025 m. vasario 18 d.