潔凈室氣流組織及相關要求

為創造潔凈的室內環境，潔凈室設計基本上有兩種基本的氣流組織，分別為非單向流和單向流。

非單向流潔凈室原理：一般的非單向流潔凈室，如以雷諾數判斷，屬于紊流流態。其工作原理是稀釋作用，具體而言:當干凈的氣流從送風口送入室內時，迅速向四周擴散、混合，同時把差不多同樣數量的氣流從回風口排走，干凈氣流稀釋室內的空氣，把原來含塵濃度很高的室內污染物沖淡了，一直達到平衡。所以氣流擴散得越快、越均勻，稀釋的效果就越好。

非單向流潔凈室的主要特點是從送風口到回風口之間氣流的流通截面是變化的，潔凈室截面比送風口截面大得多，因而不能在全室截面或者在全室工作區截面形成勻速氣流。所以，送風口以后的流線彼此有很大的夾角，曲率半徑很小，氣流在室內不可能以單一方向流動，將會彼此撞擊，將有回流、旋渦產生。這就決定了非單向流潔凈室的流態實質是突變流、非均勻流。為了維持潔凈室內較低的顆粒物濃度，不僅要確定合理的換氣次數，同時合理控制室內顆粒物的產生率、顆粒物的沉降率、回風和排風引起的顆粒物的減少以及漏風引起的顆粒物的增加或減少等這些變量，從而有效提高室內的空氣潔凈度。

為了迅速有效地排除室內塵粒，在潔凈室內一般都用上送下回的方式，以使氣流方向和塵粒沉降方向一致。這是潔凈室原理的一個基本原則。若設計成上送上回的方式，則會出現如下情況:在一定高度處粒徑為5um的大微粒較多，所以如果以0.5um粒徑的顆粒物濃度進行衡量容易達到標準，而以5um粒徑的顆粒物濃度進行衡量則往往達不到標準。如果是局部5級的場合，則工作區的風速往往很小，很難達到標準。自凈時間較長，實測表明可以長達1倍。所以，上送上回方式雖然在空態狀態下進行測定可能達到設計要求的空氣潔凈度級別，但在動態時很不利于排除污染，所以是不宜推薦的方法。因為有以下幾方面原因:上送上回容易形成某一高度上某一區域氣流趨向停滯，當微粒的上升力和重力相抵時，易使大微粒(主要是5um微粒)停留在某一空間區域，稱為“自鎖現象”，不利于排除塵粒和保證工作區風速(對于局部5級)。容易造成氣流短路，使一部分潔凈氣流和新風不能參與全室的作用，因而降低了潔凈效果和衛生效果。但特殊場合如下部不能設風口或有遭損壞的可能，采用上送上回方式是可以允許的。根據非單向流潔凈室的作用原理，過去曾認為非單向流潔凈室可能達到的潔凈度級別的界限，是6級及其以下的潔凈度;為了達到5級或更高的潔凈度，只有采用和非單向流潔凈室作用原理完全不同的另一種潔凈室——單向流潔凈室。中凈環球凈化可提供潔凈車間、無塵室等的咨詢、規劃、設計、施工、安裝、改造等配套服務。

單向流潔凈室原理：單向流是目前高級別潔凈室應用最廣泛的一種氣流組織形式。空氣潔凈度等級屬于ISO1~5級的潔凈室可稱為高級別潔凈室。單向流潔凈室主要分為兩大類:垂直單向流潔凈室和水平單向流潔凈室。對于垂直單向流潔凈室，空氣從潔凈室的天花板送到地面。這種單向流潔凈室造價較高，原因是采用頂棚滿布高效過濾器且使用格柵地板。這種地板一般用鑄鋁、塑料、鋼材等制作，成本比較貴。目前，常用的單向流潔凈室空調系統是天花板局部送風，兩側下回風。此類潔凈室建議潔凈室不可太寬，才可以實現單向流。對于水平單向流潔凈室，送風墻滿布高效過濾器水平送風，對面的墻面進行回風。如制藥用潔凈室、細菌培養用潔凈室等，為了避免室內操作過程中發生的特殊微粒污染管道系統，或者為了收集這種微粒以集中處理，則在全循環情況下回風墻上布置高效過濾器而送風墻上布置中效過濾器。大多數潔凈室的墻壁面積通常小于天花板，因此水平單向流潔凈室的主要造價成本較垂直單向流的成本低。然而，由于水平單向流的潔凈室，氣流組織容易受醫用設備布置位置以及人員的站立位置影響。一般而言，垂直單向流潔凈室可以提供較佳的污染控制，所以實際設計應用中垂直單向流潔凈室更受歡迎。在單向流動清潔區域(垂直或水平)中，空氣以相對高的速度流過可預測路徑的區域。增加的流量將稀釋并帶走產生的任何顆粒，為了達到單向流潔凈室的效果，單向流潔凈室必須滿足以下三項特性指標。

流線平行度：單向流潔凈室的流線是不容易，也不必要做到方向絕對單一、流線間絕對平行的，漸變流也可以滿足要求。問題在于允許流線傾斜到什么程度，流線平行的作用是保證塵源散發的塵粒不作垂直于流向的傳播。如果這種傳播范圍在允許范圍之內，則流線稍微有傾斜是許可的。因此，對于單向流潔凈室就有一個允許的流線平行度問題。

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