毕业设计-xx制药集团制剂车间洁净空调系统设计.doc

题 目： xxxx制药集团制剂车间洁净空调系统设计 摘 要xx省xx制药集团制剂车间为一层框架剪力墙结构，层高8米，内部6米，建筑总面积约为1050平方米，厂区分内外两部分，内部为洁净区，外围为舒适区，洁净区与舒适区共用一套空调系统，包括空气处理机组和冷冻水机组。内部洁净区采用洁净空调，净化级别设计为十万级，面积约752平米，系统设计为全空气一次回风系统，满足药品生产的各种设计条件，如温度、湿度，气流流型，车间内细菌含量以及含尘量的要求等，达到药品生产对环境要求，同时满足职业卫生条件。外围为舒适区，面积约300平米，为人员走动休息用，该区域同样采用全空气一次回风系统，洁净度没有过高要求，满足人员要求即可。关键字：xx药厂 粉制剂 洁净空调 十万级 The Design of Clean Air Conditioning System of a Pharmaceutical Plant AbstractThe xxx Province xxx drugs manufacture group preparation workshop is a frame shearing force wall structure, the building store height 8 meters, the internal 6 meters, the construction total area approximately is 1050 square meters, a factory district minute inside and outside two part, the interior is the pure area, the periphery is a comfort margin, the pure area and the comfort margin use in common a set of air-conditioning system, including air treatment unit and freezing water unit.The internal pure area uses the pure air conditioning, the purification rank design is 100,000 levels, the area the approximately 752 square meters, the system design for an entire air return air system, satisfies the drugs production each kind of design conditions, like the temperature, the humidity, the air current flow pattern, in the workshop the bacterial content as well as the dust content request and so on, achieves the drugs production to the environment request, simultaneously satisfies the occupational health condition.The periphery is the comfort margin, the area the approximately 300 square meters, takes a walk the rest for the personnel to use, this region uses an entire air return air system similarly, the cleanness not high request, satisfies the personnel to request then.Keywords： pharmaceutical factory Powder preparationclean air-conditioning 100,000 levels目 录第一章 工程概况及原始资料11.1 工程概况11.2气象资料11.2.1室外计算资料11.2.2室内计算资料11.2.3建筑及空调参数1第二章 冷负荷计算32.1洁净区32.2外围舒适区42.3计算依据43.1新风量的确定93.1.1洁净区新风量93.1.2舒适区新风量133.2送风量的确定133.2.1洁净区133.2.2舒适区153.3空调方案的确定163.3.1洁净区173.3.2舒适区18第四章 空调风系统计算及设备的选择194.1空调风系统计算194.2气流组织和系统设计204.3空调风系统设备及空气处理设备选择23第五章 空调制冷站设备的选择245.1制冷机的选择245.2冷却塔的选择245.3 软水箱和软水器的选择245.4 闭式低位膨胀水箱的选择255.5 水泵的选择255.5.1冷冻水泵的选择255.5.2 冷却水泵的选择265.5.3 补水泵的选择27第六章 管道保温防腐处理及防火排烟286.1 管道保温286.2 管道防腐286.3 空调建筑的防火29第七章 结论31致 谢32参考文献33IV第一章 工程概况及原始资料1.1 工程概况该工程为xx省xxxx制药集团制剂车间洁净空调系统设计，xx市地处中原,位于xx省西南部,为三面环山、南部开口的盆地,属北亚热带季风型大陆性气侯,季风的进退与四季的替换较为明显。四季气侯特点:冬干冷,雨雪少;夏炎热,雨量充沛;春回暖快,降雨逐渐增多;秋季凉爽,降雨逐渐减少。该制药厂制剂车间为粉制剂车间，制剂车间为一层框架结构，建筑面积总约为1050平方米，厂区分为内洁净区和外舒适区，内部洁净区采用洁净空调，净化级别设计为十万级，面积约752平米，外围为舒适区，面积约300平米，为人员走动休息用。1.2气象资料1.2.1室外计算资料 根据暖通空调附录和空气调节设计手册的室外气象参数中查得夏季空调室外干球温度 夏季空调室外湿球温度 夏季空调日平均温度35.2027.9030.80夏季室外平均风速（m/s)夏季空调大气透明度等级夏季大气压(Pa)2.405989601.2.2室内计算资料洁净室的设计计算参数应按洁净厂房设计规范（GB50073-2001）中规定房间性质温度/相对湿度/%冬季夏季冬季夏季生产工艺无温度要求的洁净室1822202445555060 该制剂车间的洁净区与舒适区采用相同的温度及湿度参数：夏季： 温度24度，湿度55% 冬季：温度20度，湿度55%。1.2.3建筑及空调参数 就该工程根据实用供热空调设计手册有关要求选定合适的墙体、楼板、屋面、门窗类型，得到相关的如下参数： 外墙：硬质聚氨酯板混凝土剪力墙，保温层后35mm，K=0.69 内墙：钢筋混凝土，厚140mm，K=1.6 屋面：硬质聚氨酯板保温混凝土架空屋面，保温层厚30mm。K=0.59 内楼板：挤塑聚苯板钢筋混凝土，板厚20mm，K=1.17 外窗4200*2000：普通玻璃夹空气双层窗，玻璃后3mm，间隔12mm，K=3.3 内窗2400*2000：钢框普通单框双层玻璃，K=4 外门3500*3000：金属单框单层实体门，K=6.5 小内门900*2000：金属框单层实体没门，K=6.5 大内门1500*2000：金属框单层双玻门，K=5 说明：药厂净化区由内走廊包围，无窗户日射得热形成得冷负荷，可按稳态传热计算其冷负荷；逐时计算的日照冷负荷归入舒适性区冷负荷计算中。地面负荷不计。 计算新风量。取下列两项中的大者 a）补偿室内新风量和保持室内正压值所需新鲜空气量之和 b)保证供给洁净室内的新鲜空气量不小于 40m3/(h人) 计算洁净室的冷热负荷。 计算送风量。取下列三项中的最大值。 a）为保证空气洁净度等级的送风量。 b）根据热、湿负荷计算确定的送风量。 c）向洁净室内供给的新风量。 根据送风量、冷热负荷和选择的气流形式，计算气流组织各参数。 确定空气加热、冷却、加湿、减湿等处理方案，采用全空气一次回风系统第二章 冷负荷计算 2.1洁净区区域房间工程负荷最大值时刻(16点)的各项负荷值总冷负荷新风冷负荷总湿负荷新风湿负荷总冷指标新风冷指标总湿指标人员新风量WWkg/hkg/hW/m2W/m2kg/hm2m3/h洁净区1001男更68422397.86.262.4325.8114.20.32001002女更6807.62397.86.262.4324.2114.20.32001003洗衣/烘干整理6593.61918.34.161.9212.761.90.131601004工具清洗存放6155.91918.33.351.917153.30.091601005脱外包49491918.32.761.9291.1112.80.161601006内包装中转间5511.92397.83.452.4177.877.30.112001007内包装9757.43596.75.693.7232.385.60.143001008男更3889.21198.93.251.2388.9119.90.331001009女更3889.21198.93.251.2388.9119.90.331001010外包材中转51022397.83.452.4255.1119.90.172001011外包装10960.44795.76.914.9261114.20.164001012成品待检5000.51798.42.451.8166.759.90.081501013装袋13017.84795.76.914.9146.353.90.084001014化验3800.91438.71.931.5223.684.60.111201015颗粒中转6389.22397.83.452.4177.566.60.12001016总混整粒11287.64795.76.914.920988.80.134001017除尘5253.11438.72.071.5291.879.90.121201018烘干11554.84795.76.914.9186.477.30.114001019脱外包3874.7959.11.381553.51370.2801020贮料2851.1959.11.381167.756.40.08801021混合制粒6547.22397.83.212.4251.892.20.122001022粉碎过筛5278.91198.91.831.2527.9119.90.181001023称配33981198.91.831.2566.3199.80.31001024制浆3637.81438.72.071.5606.3239.80.35120内部走廊洁净区14446.82997.33.823155.332.20.04250总计166796.758746.794.9659.7221.878.10.134900洁净区汇总：层数总高度(m)总面积(m2)冷负荷(KW)新风冷负荷总冷负荷(KW)冷指标(w/m2)16752108.0558.75166.8221.82.2外围舒适区区域工程负荷最大值时刻(17点)的各项负荷值总冷负荷新风冷负荷总湿负荷新风湿负荷总冷指标新风冷指标总湿指标人员新风量WWkg/hkg/hW/m2W/m2kg/hm2m3/h舒适区58657.37193.519.937.3195.5240.07600总计58657.37193.519.937.3195.5240.07600舒适区汇总：层数总高度(m)总面积(m2)冷负荷(KW)新风冷负荷总冷负荷(KW)冷指标(w/m2)1830051.467.1958.66195.522.3计算依据1.外墙、屋顶传热形成的逐时冷负荷 (冷负荷系数法)Q = KoFo(tlo- t dl)CaCp-tnKo传热系数，W/（m2）Fo外墙和屋顶的面积，m2tlo墙体或屋面冷负荷计算温度的逐时值，tdl围护结构的地点修正系数，Ca外表面放热系数修正值Cp围护结构外表面日射吸收系数的修正值tn室内设计温度，外墙、架空楼板或屋面的传热冷负荷 (谐波法)Q = KF(T- + - Tn) K传热系数，W/（m2）F计算面积，m2计算时刻，h-温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻，hT-作用时刻下的冷负荷计算温度，简称冷负荷温度，负荷温度的地点修正值，见表20.3-1和表20.3-2的表注，Tn室内设计温度，2.外窗传热部分Q =FchKchCK1Ck2(tlc + td2)-tnKch外窗传热系数，W/（m2）Fch外窗窗口面积，m2tlc外窗的逐时冷负荷计算温度，td2外窗逐时冷负荷计算温度的地点修正值CK1不同类型窗框的外窗传热系数的修正值CK2有内遮阳设施外窗的传热系数修正值tn室内设计温度，太阳辐射热部分Q = CsCnCaFlJch。zdCcl。ch+（Fch-F1）Jsh。zdC（cl。ch）NCs窗玻璃遮挡系数Cn窗内遮阳设施的遮阳系数Ca窗的有效面积系数F1窗上受太阳直接照射的面积，m2Jch。zd透过标准窗玻璃的太阳总辐射照度，W/m2Jsh。zd透过标准窗玻璃的太阳散热辐射照度，W/m2Ccl。ch冷负荷系数（C（cl。ch）N为北向冷负荷系数），无因次，按纬度取值，并考虑“有遮阳和无遮阳”的因素Fch外窗面积（包括窗框，即窗的窗洞面积），m22. 内围护结构Q K F (tlstn)，tls tw.pj +tlsK内围护结构的传热系数,W/(m2)F内围护结构的面积，m2tls邻室计算平均温度，tn室内设计温度，tw.pj设计地点的日平均室外空气计算温度，tls邻室计算平均温度与夏季空调室外计算平均温度的差值,4.新风、渗透W 1/1000wL(dw dn) 湿负荷Qx = 1/3.6wL(tw-tn) 显热负荷Qq = 1/3.6wL(Iw-In) 全热负荷w夏季室外空调计算干球温度下密度：一般取：1.13kg/m3L空气量 m3/hdw室外空气含湿量，g/kg干空气dn室内空气含湿量，g/kg干空气tw室外空气调节计算干球温度，tn室内计算温度，Iw室外空气焓值，kJ/kg干空气In室内空气焓值，kJ/kg干空气5.人体冷、湿负荷冷负荷Qr= QsCCL + Qq ； Qs = nCrq1 ，Qq = nCrq2Qr人体散热引起的冷负荷，WQsCCL显热冷负荷CCL人体显热散热冷负荷系数Qq潜热冷负荷，Wq1不同室温和劳动性质时成年男子的显热量，Wn空调房间内的人数，人Cr群集系数q2每个人散发的潜热量，W湿负荷Wr nCrwWr人体的散湿量，g/hCr群集系数n空调房间内的人数，人w每个人的散湿量，g/h6.照明冷负荷Q Nn1Ccl（白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯）Q （N1 + N2）n1Ccl（明装荧光灯：镇流器安装再空调房间内）Q N1n1n2Ccl （暗装荧光灯：灯管安在吊顶玻璃罩内）N白炽灯的功率，WN1荧光灯的功率，WN2镇流器的功率，一般取荧光灯功率的20%，Wn1灯具的同时使用系数，即逐时使用功率与安装功率的比例n2考虑玻璃反射，顶棚内通风情况的系数，当荧光灯罩有小孔， 利用自然通风散热于顶棚内时，取为0.5-0.6，荧光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风情况取为0.6-0.8Ccl照明散热形成的冷负荷系数7.设备冷负荷q = n1n2n3n4N（电热设备）q = 1000 * n1 * a * N 工艺设备和电动机都在室内 q = n1n2n3NCcl （仅工艺设备在室内）q = n1n2n3CclN(1-)/ （仅电动机在室内）N电热设备的安装功率，W n1同时使用系数，即同时使用的安装功率与总安装功率之比，一般为0.51.0n2安装系数，即最大实耗功率与安装功率之比，一般可取0.70.9n3负荷系数，即小时平均实际功率与设计最大实耗功率之比，一般取0.40.5n4通风保温系数电动机效率，可由产品样本查得，一般可取080.9Ccl电动设备和用具散热的冷负荷系数8.水面或潮湿地面D Fg 散湿量Q 1/3.6rD 潜热冷负荷F计算时刻的蒸发表面积，m2g水面的单位蒸发量 kg/（m2h）r冷凝热，kJ/kg9.水流G G1c（t1 t2）/r 散湿量，kg/hQ 1/3.6rG 潜热冷负荷G1流动的水量， kg/hc水的比热，4.1868kJ/（kgK） t1水的初温，t2水的终温，r水的汽化潜热，平均取2450kJ/kg第三章 空调风系统风量及系统方案的确定3.1新风量的确定 3.1.1洁净区新风量 洁净厂房设计规范（GB50073-2001）规定：室外新鲜空气量（新风量）应区下列两项中的最大值：补偿室内排风量和保持室内正压值所需新鲜空气量之和；满足人员卫生要求的新风量其中： 【1】新风量（GX1）=补偿室内排风量 G1 + 保持室内正压值所需新鲜空气量G2 1.该制药厂洁净去采用局部排风局部排风房间 G1= n3600 * vX * F * 0.75 ( 3/) 式中: F表示罩口面积 N表示排风罩的个数 VX表示控制点吸入风速 0.75表示尽量减少排风量，罩口四周增设法兰可使排风量减少 25% 注：医药厂房所产生的粉尘很细小，除尘风速可降低为 V=1m/s,散湿点风速 V=0.5m/s 简明通风设计手册 根据工艺流程及给定参数选择排风罩的大小（罩口尺寸或面积），本设计选用圆形带法兰边的排风罩。 各设备对应的排风罩尺寸见下表：设备控制点风速污染口尺寸罩口直径罩口面积Z10112204200.14Z10215007000.38Z10613005000.20Z10812204200.14Z2030.56008000.50 2.保持室内正压值所需新鲜空气量 G2 按下表的换气次数估算：室内正压值（Pa）无外窗的房间有外窗的密封较好的有外窗，密封较差的房间50.60.70.91011.21.5151.51.82.2202.12.53252.533.6302.73.343533.84.5该制药厂内部洁净区均无外窗，选择保持室内15Pa的正压，故换气次数取1.5次/小时 即 G2=1.5V=1.5*F*H ( 3/) 式中： F房间面积 H洁净房间的高度，该厂房为6m 【2】满足人员卫生要求的新风量 GX2：为满足供给洁净室内每人每小时的新鲜空气量不小于30m3/h。选取40m3/h，按下式计算： GX2=40*n (3/ ) 式中： n室内人数风量详细汇总表如下：房间名称GXI(m3/h)GX2(m3/h)新风量 GXG1(m3/h)面积FG2(m3/h)G1+G2Max(GX1,GX2)1001男更/211891892002001002女更/211891892002001003洗衣/烘干整理/312792791602791004工具清洗存放/363243241603241005脱外包/171531531601601006内包装中转间/312792792002791007内包装/423783783003781008男更/1090901001001009女更/1090901001001010外包材中转/201801802002001011外包装/423783784004001012成品待检/302702701502701013装袋261689801341740034171014化验/171531531201531015颗粒中转/363243242003241016总混整粒53054486101640010161017除尘/181621621201621018烘干182862558238640023861019脱外包/7636380801020贮料/17153153801531021混合制粒/25.5229.5229.5200229.51022粉碎过筛14121090150210015021023称配/654541001001024制浆/65454120120内部走廊洁净区/93837837250837汇总/13149.5490013369.5 把最终求得出的新风量重新代入冷负荷计算表格中：房间工程负荷最大值时刻(16点)的各项负荷值总冷负荷新风冷负荷总湿负荷新风湿负荷总冷指标新风冷指标总湿指标新风量WWkg/hkg/hW/m2W/m2kg/hm2m3/h1001男更68422397.86.262.4325.8114.20.32001002女更6807.62397.86.262.4324.2114.20.32001003洗衣/烘干整理8020.333455.613.4258.7107.90.182791004工具清洗存放8122.23884.55.353.9225.6107.90.153241005脱外包49491918.32.761.9291.1112.80.161601006内包装中转间645933454.423.4208.4107.90.142791007内包装10692.64531.96.644.6254.6107.90.163781008男更3889.21198.93.251.2388.9119.90.331001009女更3889.21198.93.251.2388.9119.90.331001010外包材中转51022397.83.452.4255.1119.90.172001011外包装10960.44795.76.914.9261114.20.164001012成品待检6439.23237.13.913.3214.6107.90.132701013装袋4918940966.943.6541.6552.7460.30.4934171014化验4196.51834.32.331.9246.9107.90.141531015颗粒中转7875.93884.54.963.9218.8107.90.143241016总混整粒18672.91218114.4112.4345.8225.60.2710161017除尘5756.71942.22.582319.8107.90.141621018烘干35365.228606.131.0929.1570.4461.40.523861019脱外包3874.7959.11.381553.51370.2801020贮料3726.31834.32.271.9219.2107.90.131531021混合制粒6900.92751.53.572.8265.4105.80.14229.51022粉碎过筛22087.618007.718.918.32208.81800.81.8915021023称配33981198.91.831.2566.3199.80.31001024制浆3637.81438.72.071.5606.3239.80.35120内部走廊洁净区21484.410034.910.9710.2231107.90.12837总计268338.6160288.7198.1162.8356.8213.10.2613369.53.1.2舒适区新风量 舒适区的新风量即满足人员卫生的新风量，按照每人40m3/h计算，由前面的舒适区负荷计算表得，舒适区新风量为600m3/h.。3.2送风量的确定 正压的进风量与工艺排风量之和。所以总送风量应为工艺排风量、回风量与压差风量之和。在送风过程中，压差风量算入新风量中送入室内，则通过风量之间的平衡关系就可算得回风量与新风量： 回风量 = 送风量 新风量； 新风量 = 排风量+ 正压风量。3.2.1洁净区根据洁净空调洁净度要求，对该工程选用5度的送风温差，则送风温度为19度，由已知参数绘制出焓湿图如下：图中：W室外空气参数，N室内设计参数， M风机盘管处理室内的空气点 O送风状态点，L-机械露点，C-混合状态点，室内热湿比。洁净厂房设计规范（GB50073-2001）规定，洁净室的送风量应取下列 3 项中的最大值： （1）为保证空气洁净度等级的送风量 GS2； 对乱流洁净室1 千级、1 万级、10万级的洁净室，送风量室采用换气次数为准来算的： GS2=nVV 式中： nv按不均匀理论计算的换气次数（次/小时），本工程取16次/小时 V洁净室体积 （2）根据热湿负荷计算确定的送风量 GS1； GS1=Q/(1.2（iN-iO) (m3/s) 式中： Q冷负荷，（W） iN，iO分别为室内状态点和送风状态点空气焓值，（kj/kg) 1.2空气密度。（g/m3) （3）向洁净室内供给的新鲜空气量 GX； 由于该工程为洁净空调，洁净空调中保证空气洁净度等级的送风量GS2远远大于满足热湿要求计算确定的送风量GS1和新风量 GX，所以选择GS2为洁净室的送风量。洁净区送风量回风量详细如下表：房间满足洁净度送风量新风量实际送风量回风量GS2=16V Gs=GS2Gh=Gs-GX体积VGS2GXGsGh1001男更84161344200134411441002女更84161344200134411441003洗衣/烘干整理124161984279198417051004工具清洗存放144162304324230419801005脱外包6816108816010889281006内包装中转间124161984279198417051007内包装168162688378268823101008男更40166401006405401009女更40166401006405401010外包材中转80161280200128010801011外包装168162688400268822881012成品待检120161920270192016501013装袋3561656963417569622791014化验6816108815310889351015颗粒中转144162304324230419801016总混整粒2161634561016345624401017除尘7216115216211529901018烘干2481639682386396815821019脱外包2816448804483681020贮料6816108815310889351021混合制粒102161632229.516321402.51022粉碎过筛40166401502150201023称配24163841003842841024制浆2416384120384264内部走廊洁净区37216595283759525115汇总30064809613369.54809635588.5系统送风量 G的确定： 由于系统存在一定的漏风量，系统的漏风率取4%系统的送风量 G 由下式计算 ： G