El cálculo del suministro de aire en una sala blanca difiere del de un sistema HVAC general. Los sistemas HVAC determinan el suministro de aire en función de las cargas térmicas y de humedad calculadas, considerando una diferencia económica de temperatura del suministro de aire para eliminar el exceso de calor y humedad. Por el contrario, el suministro de aire de una sala limpia generalmente se calcula independientemente de las cargas térmicas y de humedad. En cambio, se basa en el nivel de limpieza requerido, considerando la velocidad del aire promedio transversal o los cambios de aire por hora. Si es necesario, se utilizan cálculos de carga térmica y de humedad para la verificación, asegurando el cumplimiento de los requisitos de eliminación de calor y humedad. El suministro de aire de la sala limpia, generalmente calculado en función de la velocidad del aire promedio de la sección transversal o los cambios de aire, tiende a ser mayor que el suministro de aire calculado para la eliminación del calor y la humedad. Si el suministro de aire calculado no cumple con los requisitos para la eliminación de calor y humedad, se consideran dos soluciones: usar el suministro de aire calculado para la eliminación de calor y humedad (lo que resulta en un mayor nivel de limpieza) o analizar la composición del calor (humedad) en el sala blanca para identificar medidas técnicas para reducirlo. Esto incluye métodos como escape de calor (humedad), aislamiento y sellado para disminuir la carga de enfriamiento (carga de humedad), asegurando el cumplimiento de los requisitos de suministro de aire: un enfoque proactivo.
1.Cálculo del volumen de suministro de aire en salas blancas de flujo no unidireccional con presión positiva
Q1 = nV
Q1 representa el volumen de suministro de aire (m³/h) en salas blancas de flujo no unidireccional con presión positiva;
V es el volumen neto de la sala blanca (m³);
n es la tasa de renovación de aire (cambios/h).
La determinación de la tasa de renovación de aire (n) se puede lograr mediante varios métodos:
Seleccionando la tasa especificada en las normas profesionales pertinentes.
Elegir la tasa necesaria para garantizar un tiempo de autopurificación razonable.
Adoptando la tasa calculada con base en la teoría de la distribución desigual.
En el diseño de ingeniería, comúnmente se emplea el primer método. Implica seleccionar un estándar apropiado en función de la naturaleza de la sala blanca, la industria y los requisitos del propietario, asegurando que se alinee con el nivel de limpieza deseado. El segundo y tercer método, aunque limitados debido a la dificultad para obtener datos precisos, pueden verificarse mediante las siguientes fórmulas.
QH=3600CL/ρ Δh
QH representa el volumen de suministro de aire (m³/h) para eliminar el exceso de calor interior;
CL es la carga de refrigeración de la sala blanca (kW);
ρ es la densidad del aire (kg/m³);
Δh es la diferencia de entalpía del suministro de aire (kJ/kg).
QW=1000W/ρΔd
QW denota el volumen de suministro de aire (m³/h) para eliminar el exceso de humedad interior;
W es la carga de humedad de la sala blanca (kg/h);
Δd es la diferencia de humedad específica del suministro de aire (g/kg)
Sustituyendo la carga de enfriamiento de la sala limpia (CL), la carga de humedad (W), la diferencia de entalpía del suministro de aire (Δh), la diferencia de humedad específica del suministro de aire (Δd) y la densidad del aire (ρ) en las fórmulas anteriores, obtenemos QH y QW. Si ambos son menores que el volumen de suministro de aire Q calculado en función de la tasa de cambio de aire, entonces el volumen de suministro de aire Q es eficaz para eliminar el exceso de calor y humedad en el interior. De lo contrario, siga los métodos introducidos anteriormente.
2.Cálculo del volumen de suministro de aire en salas blancas de flujo unidireccional de presión positiva
Q1=3600νF
Q1 representa el volumen de suministro de aire (m³/h) en salas blancas de flujo unidireccional de presión positiva; F es el área de la sección transversal (m²) perpendicular a la dirección del flujo de aire en la sala blanca; ν es la velocidad promedio del aire (m/s) en la sección transversal perpendicular a la dirección del flujo de aire en la sala limpia.
La determinación de la velocidad promedio (ν) es crucial, ya que seleccionar un valor demasiado alto puede aumentar la inversión inicial y los costos operativos, mientras que un valor demasiado bajo puede no lograr un control efectivo de la contaminación. La velocidad promedio de la sección transversal (ν) generalmente se elige en función de la velocidad del aire especificada en los estándares profesionales. Durante la selección del diseño, un análisis cuidadoso debe considerar el proceso de producción específico en la sala limpia, el número y las posiciones de los operadores, la presencia y ubicación de fuentes de calor y otros factores relevantes. El principio rector es elegir un ν mayor para salas blancas con tiempos de autopurificación más cortos. Si no existen requisitos específicos para el tiempo de autopurificación, considere la tasa de emisión y la ubicación de los contaminantes. Si la tasa de emisión de contaminantes es alta, se debe adoptar una velocidad promedio transversal mayor. En los casos en que haya una fuente de calor encima del proceso de producción, se recomienda una velocidad promedio de sección transversal mayor. Del mismo modo, si hay numerosos operadores con movimientos frecuentes, es aconsejable una velocidad media transversal mayor. Cuando el avión de suministro de aire está alejado del área de trabajo, se debe elegir una velocidad promedio mayor. Sin embargo, la velocidad media de la sección transversal seleccionada no debe exceder en ningún caso los 0,5 m/s.
3.Cálculo del volumen de suministro de aire del sistema
Independientemente de si se trata de una sala limpia de flujo unidireccional o de una sala limpia de flujo no unidireccional, después de determinar el volumen de suministro de aire para cada sala limpia, el volumen total de suministro de aire del sistema se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
Q2 =ΣQi/(1-Σε)
Q2 representa el volumen de suministro de aire del sistema (m³/h);
ΣQi es la suma de los volúmenes de suministro de aire para todas las salas blancas dentro del mismo sistema (m³/h);
Σε es la suma de las tasas de fuga de aire del sistema y del equipo de aire acondicionado, que se pueden seleccionar en la siguiente tabla.
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