Le calcul de l’alimentation en air dans une salle blanche diffère de celui d’un système CVC général. Les systèmes CVC déterminent l'alimentation en air en fonction des charges thermiques et d'humidité calculées, en tenant compte d'une différence de température d'alimentation en air économique pour éliminer l'excès de chaleur et d'humidité. En revanche, l’alimentation en air des salles blanches est généralement calculée indépendamment des charges thermiques et hygrométriques. Au lieu de cela, il est basé sur le niveau de propreté requis, en tenant compte de la vitesse moyenne transversale ou des changements d'air par heure. Si nécessaire, des calculs de charge thermique et d'humidité sont utilisés à des fins de vérification, garantissant ainsi le respect des exigences d'élimination de la chaleur et de l'humidité. L’alimentation en air des salles blanches, généralement calculée sur la base de la vitesse moyenne transversale de l’air ou des changements d’air, a tendance à être supérieure à l’alimentation en air calculée pour l’élimination de la chaleur et de l’humidité. Si l'apport d'air calculé ne répond pas aux exigences d'élimination de la chaleur et de l'humidité, deux solutions sont envisagées : utiliser l'apport d'air calculé pour l'élimination de la chaleur et de l'humidité (ce qui entraîne un niveau de propreté accru) ou analyser la composition de la chaleur (humidité) dans le salle blanche pour identifier les mesures techniques permettant de la réduire. Cela inclut des méthodes telles que l'évacuation de la chaleur (humidité), l'isolation et l'étanchéité pour réduire la charge de refroidissement (charge d'humidité), garantissant ainsi le respect des exigences d'alimentation en air : une approche proactive.
1.Calcul du volume d'alimentation en air dans les salles blanches à débit non unidirectionnel à pression positive
Q1=nV
Q1 représente le volume d'alimentation en air (m³/h) dans les salles blanches à débit non unidirectionnel à pression positive ;
V est le volume net de la salle blanche (m³) ;
n est le taux de renouvellement d’air (changements/h).
La détermination du taux de renouvellement d'air (n) peut être réalisée par différentes méthodes :
Sélection du taux spécifié dans les normes professionnelles pertinentes.
Choisir le taux requis pour assurer un temps d’auto-purification raisonnable.
Adopter le taux calculé sur la base de la théorie de la répartition inégale.
En conception technique, la première méthode est couramment utilisée. Cela implique de sélectionner une norme appropriée en fonction de la nature de la salle blanche, de l'industrie et des exigences du propriétaire, en s'assurant qu'elle correspond au niveau de propreté souhaité. Les deuxième et troisième méthodes, bien que limitées en raison de la difficulté d’obtenir des données précises, peuvent être vérifiées de manière croisée à l’aide des formules suivantes.
QH=3600CL/ρ Δh
QH représente le volume d'air soufflé (m³/h) pour éliminer l'excès de chaleur intérieure ;
CL est la charge de refroidissement de la salle blanche (kW) ;
ρ est la densité de l'air (kg/m³) ;
Δh est la différence d'enthalpie d'alimentation en air (kJ/kg).
QW=1000W/ρΔd
QW désigne le volume d'air soufflé (m³/h) pour éliminer l'excès d'humidité intérieure ;
W est la charge d'humidité de la salle blanche (kg/h) ;
Δd est la différence d'humidité spécifique de l'air soufflé (g/kg)
En remplaçant la charge de refroidissement de la salle blanche (CL), la charge d'humidité (W), la différence d'enthalpie d'alimentation en air (Δh), la différence d'humidité spécifique de l'alimentation en air (Δd) et la densité de l'air (ρ) dans les formules ci-dessus, nous obtenons QH et QW. Si les deux sont inférieurs au volume d’alimentation en air Q calculé sur la base du taux de renouvellement d’air, alors le volume d’alimentation en air Q est efficace pour éliminer l’excès de chaleur et d’humidité intérieure. Sinon, suivez les méthodes présentées précédemment.
2.Calcul du volume d'alimentation en air dans les salles blanches à flux unidirectionnel à pression positive
Q1 = 3600νF
Q1 représente le volume d'alimentation en air (m³/h) dans les salles blanches à flux unidirectionnel à pression positive ; F est la surface de la section transversale (m²) perpendiculaire à la direction du flux d'air dans la salle blanche ; ν est la vitesse moyenne de l'air (m/s) sur la section transversale perpendiculaire à la direction du flux d'air dans la salle blanche.
La détermination de la vitesse moyenne (ν) est cruciale, car la sélection d'une valeur trop élevée peut augmenter l'investissement initial et les coûts d'exploitation, tandis qu'une valeur trop faible peut ne pas permettre un contrôle efficace de la pollution. La vitesse moyenne transversale (ν) est généralement choisie en fonction de la vitesse spécifiée dans les normes professionnelles. Lors de la sélection de la conception, une analyse minutieuse doit prendre en compte le processus de production spécifique dans la salle blanche, le nombre et les positions des opérateurs, la présence et l'emplacement des sources de chaleur, ainsi que d'autres facteurs pertinents. Le principe directeur est de choisir un ν plus grand pour les salles blanches avec des temps d’auto-purification plus courts. S'il n'y a pas d'exigences spécifiques concernant le temps d'auto-épuration, tenez compte du taux d'émission et de l'emplacement des polluants. Si le taux d’émission de polluants est élevé, une vitesse moyenne transversale plus grande doit être adoptée. Dans les cas où il y a une source de chaleur au-dessus du processus de production, une vitesse moyenne transversale plus grande est recommandée. De même, s’il y a de nombreux opérateurs effectuant des mouvements fréquents, une vitesse moyenne transversale plus élevée est recommandée. Lorsque le plan d'alimentation en air est éloigné de la zone de travail, il convient de choisir une vitesse moyenne plus élevée. Cependant, la vitesse moyenne transversale sélectionnée ne doit en aucun cas dépasser 0,5 m/s.
3.Calcul du volume d'alimentation en air du système
Qu'il s'agisse d'une salle blanche à flux unidirectionnel ou d'une salle blanche à flux non unidirectionnel, après avoir déterminé le volume d'alimentation en air pour chaque salle blanche, le volume total d'alimentation en air du système peut être calculé à l'aide de la formule suivante :
Q2 =ΣQi/(1-Σε)
Q2 représente le volume d'alimentation en air du système (m³/h) ;
ΣQi est la somme des volumes d'alimentation en air pour toutes les salles blanches du même système (m³/h) ;
Σε est la somme des taux de fuite d'air du système et de l'équipement de climatisation, qui peuvent être sélectionnés dans le tableau ci-dessous.
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