Rozwiązanie krok po kroku: Przegląd instalacji clean room

Temperaturę powietrza mierzy termometr, wilgotność względną - higrometr (klucz przyjmuje też psychrometr i wilgotnościomierz), prędkość przepływu - anemometr (albo termoanemometr). Dobór przyrządów to wiedza z metrologii.

Napięcie elektryczne - woltomierz, natężenie prądu - amperomierz (klucz przyjmuje w obu wierszach także multimetr i miernik uniwersalny; prąd silników mierzy się wygodnie miernikiem cęgowym).

Na wykresie czerwony odcinek A-B jest pionowy w górę: rośnie temperatura przy stałej zawartości wilgoci - to ogrzewanie (odzysk w wymienniku i nagrzewnica wstępna). B-W idzie w prawo prawie poziomo: przybywa wilgoci przy niemal stałej temperaturze - nawilżanie parowe (nawilżacz parowy z Tabeli 1).

Niebieski odcinek C-D biegnie pionowo w dół do krzywej nasycenia - chłodzenie w chłodnicy wodnej (dalej, od D do E, chłodzenie mokre z wykraplaniem wilgoci). E-W jest pionowy w górę - ogrzewanie w nagrzewnicy wtórnej do temperatury nawiewu.

Punkt C (początek linii niebieskiej): temperatura 30,0 °C, wilgotność względna 50%, zawartość wilgoci 12,7 g/kg (pionowa linia C-D), entalpia 63 kJ/kg. Temperatura i wilgoć z dokładnością do 0,1, reszta w liczbach całkowitych - tak każe uwaga nad tabelą.

Za chłodnicą powietrze leży na krzywej nasycenia - wilgotność 100%. Punkt rosy powietrza zewnętrznego to temperatura punktu D, w którym pionowa linia C-D dochodzi do krzywej nasycenia: ok. 17,7 °C. Koniec chłodzenia mokrego (punkt E, x = 7,6 g/kg): entalpia ok. 29 kJ/kg.

Punkt W: 21,0 °C, wilgotność ok. 49%, zawartość wilgoci 7,6 g/kg, entalpia 41 kJ/kg (klucz: 41 ±1).

Punkt A: -15,0 °C, wilgotność 100% (leży na krzywej nasycenia), zawartość wilgoci ok. 0,9 g/kg, entalpia -15 kJ/kg - od punktu A na rysunku poprowadzona jest linia do podziałki entalpii przy wartości -15.

Ogrzewanie A-B kończy się w punkcie B: na osi temperatury zaznaczone jest 19,5 °C. Entalpia w B ok. 22 kJ/kg. Zawartość wilgoci za nagrzewnicą wstępną nie zmienia się (0,9 g/kg), za nawilżaczem rośnie do wartości w pomieszczeniu (7,6 g/kg).

Kubatura 10 · 8 · 3 = 240,00 m³. Przekroje: przewód nawiewny 0,40 · 0,40 = 0,16, nawiewnik 0,73 · 0,73 = 0,5329 ≈ 0,53, trzy nawiewniki 1,60, kratka górna 0,40 · 0,30 = 0,12, dolna 0,40 · 0,70 = 0,28, przewód wywiewny 0,16 m². Wymiary kratek są w centymetrach - zamiana na metry przed mnożeniem.

V̇ = w · A = 5,0 · 0,16 = 0,8 m³/s = 2 880,00 m³/h. Krotność k = V̇ / Vp = 2 880 / 240 = 12,00 h⁻¹.

Kratka górna: 1,33 · 0,12 · 3600 = 574,56 m³/h, dolna: 2,28 · 0,28 · 3600 = 2 298,24 m³/h, razem przez przewód wywiewny 2 872,80 m³/h. Udziały: 574,56 / 2 872,80 = 20,00% górą i 80,00% dołem.

W Tabeli 3 stan awaryjny „1” mają tylko presostaty filtra wstępnego F1 i filtra wywiewnego FW - te filtry są zabrudzone: tak przy ich wymianie (pozycje 1 i 7). Presostat wentylatora i pozostałe filtry (F7 i trzy HEPA) są w stanie normalnym - nie.

Krotność 12 h⁻¹ i prędkości wypływu mieszczą się w wymaganiach, więc obrotów wentylatorów nie trzeba zwiększać - nie, nie. Czyszczenie i dezynfekcja są wymagane raz w roku, a ostatnie było pół roku temu - natychmiastowe czyszczenie: nie. Wpis w każdym wierszu daje punkt za kompletną tabelę.

Syfon odpływu skroplin musi być zalany wodą, inaczej wentylator zasysa powietrze przez odpływ - tak. Instalacja pracuje na powietrzu zewnętrznym, bez mieszania z wywiewanym - recyrkulacji nie ma. Krzyżowy wymiennik płytowy jest rekuperacyjny (przeponowy), nie regeneracyjny - nie. Utrzymane nadciśnienie zachowuje barierę przed napływem zanieczyszczeń - tak. Mniejsza wydajność przy tej samej emisji oznacza mniej rozcieńczania - stężenie rośnie, tak. Odpowiedzi opierają się na wiedzy o budowie i eksploatacji instalacji.

Wzór 7 z Załącznika: η = (t2 - t1) / (t3 - t1) = (-5 - (-15)) / (15 - (-15)) · 100 = 33,33% - za t3 wzór każe wziąć temperaturę powietrza wywiewanego za wymiennikiem (T7 = 15 °C). Moc chłodnicy po stronie powietrza: ṁ = 0,8 · 1,2 = 0,96 kg/s, Q = 0,96 · (63 - 29) = 32,64 kW.

Uwaga: Tabela 10 nazywa wymiennik „glikolowym”, a instalacja ma wymiennik krzyżowy - chodzi o ten sam odzysk ciepła. W typowej definicji sprawności temperaturowej t3 to powietrze wywiewane PRZED wymiennikiem (21 °C) - wtedy wyszłoby 27,78%. Klucz tego pola nie ocenia.

Latem nagrzewnica wtórna ogrzewa powietrze od E do W: Q = 0,96 · (41 - 29) = 11,52 kW (klucz: 11,52, dopuszcza 10-13).

Nawilżacz (wzór 6): 2 880 · 1,2 · (7,6 - 0,9) / 1000 = 23,16 kg wody/h - zawartość wilgoci w g/kg trzeba zamienić na kg/kg. Wydatek przy 100% obrotów: nawiewny 2 880 / 0,9 = 3 200,00 m³/h, wywiewny 2 872,80 / 0,9 = 3 192,00 m³/h.

V̇p = 240 · 12 = 2 880 m³/h = 2 880 / 3600 = 0,80 m³/s. ṁp = 1,2 · 2 880 = 3 456 kg/h = 0,96 kg/s.

Powietrze ogrzewa się od stanu zewnętrznego A (-15 kJ/kg) do stanu w pomieszczeniu (41 kJ/kg): 3 456 · (41 - (-15)) = 193 536 kJ/h, czyli 193 536 / 3600 = 53,76 kW. Koszt miesięczny: 0,193536 GJ · 30 · 24 · 90 zł/GJ = 12 541,13 zł.

Z bilansu Q = ṁw · c · ΔT: chłodnica 32,64 / (4,2 · 6) = 1,295 kg/s, nagrzewnica wtórna 11,52 / (4,2 · 30) = 0,091 kg/s. Skropliny latem: 3 456 · (12,7 - 7,6) / 1000 = 17,63 kg/h.

21 °C i ok. 49% wilgotności mieszczą się w wymaganiach - tak, tak. Liczby cząstek z Tabeli 4 (latem 34 103, 8 302, 282, zimą jeszcze mniej) są poniżej granic - tak. CO₂ 790 i 720 ppm < 950 - tak. Wypływ 0,49-0,51 m/s - tak.

Krotność 12,00 h⁻¹ w zakresie 10-15 - tak. Nadciśnienie 15,2 i 15,3 Pa - tak. Rozdział wywiewu 20,00% / 80,00% - tak. Nawiew w punkcie W ma 21 °C - tak. Największy zmierzony prąd 7,2 A < 8 A - tak. Wszystkie wiersze wypełnione - za to jest osobny punkt.

Wszystkie parametry spełniają wymagania, więc skreśla się „nie spełnia” i „nie jest”: instalacja spełnia wymagania i jest dopuszczona do dalszej eksploatacji. Zabrudzone filtry F1 i FW wymienia się w ramach zaleceń, nie wstrzymują eksploatacji.