凈化車間空氣潔凈原理

凈化車間氣流組織是指在房間內合理地布置送風口和回風口，使得經過凈化和熱濕處理的空氣由送風口送入室內后，在擴散與混合的過程中，均勻地消除室內余熱和余濕，從而使工作區形成比較均勻而穩定的溫度、濕度、氣流速度和潔凈度，以滿足生產工藝和人體舒適的要求。同時由回風口抽走空調區內空氣，將大部分回風返回到空氣處理機組(AHU)，少部分排至室外。

凈化車間氣流組織原則：要求送入潔凈房間的潔凈氣流擴散速度快、氣流分布均勻，以盡快稀釋室內含有污染源所散發的污染物質的空氣，維持生產環境所要求的潔凈度；使散發到凈化車間的污染物質能迅速排出室外，盡量避免或減少氣流渦流和死角，縮短污染物質在室內的滯留時間，降低污染物質與產品的接觸幾率；滿足凈化車間室內溫度、濕度等空調送風要求和人的舒適要求。

凈化車間按氣流組織類型包括：單向流凈化車間、非單向流凈化車間(亂流凈化車間)、輻(矢)流凈化車間、混合流(局部單向流)凈化車間。

1.單向流凈化車間

單向流氣流的凈化原理是活塞和擠壓原理，把灰塵從一端向另一端擠壓出去，用潔凈氣流置換污染氣流，包括垂直單向流和水平單向流。垂直單向流是氣流以一定的速度(0.25~0.5m/s)從頂棚流向地坪的氣流流型。這種氣流能創造100級、10 級、1級或更高潔凈級別。但其初投資很高、運行費很高，工程中盡量將其面積壓縮到較小，用到須用的部位。水平單向流是氣流以一定的速度(0.3~0.5m/s)從一面墻流向對面墻的氣流流型。該氣流可創造100 級的凈化級別，其初投資和運行費低于垂直單向流流型。

垂直單向流凈化車間包括垂直單向流滿布過濾器+格柵回風、垂直單向流滿布孔板+格柵回風、垂直單向流滿布阻尼層+格柵回風、垂直單向流兩側下回風+過濾器送風、垂直單向流兩側下回風+孔板送風、垂直單向流兩側下回風+阻尼層送風、垂直單向流+周邊壓出式回風+滿布過濾器送風、無氣幕局部垂直單向流、有圍擋壁的局部垂直單向流。水平單向流凈化車間包括水平單向流直回式、水平單向流隧道式、全側墻回風式/全地面回風式/側墻和地板組合回風式、水平單向流一側回式、水平單向流雙側回式、水平單向流上回風式、水平單向流對送式。

單向流凈化車間的性能特性指標包括：流線平行度，即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，如果流線是漸變流的曲線，那么其和工作區下限平面的交點以及和下限平面之上1.05m處的平面的交點之間的連線，與水平方向的傾角應大于65°；亂流度(速度不均勻度)，即速度場的集中或離散程度，速度場均勻對于單向流凈化車間是極其重要的，不均勻的速度場會增加速度的脈動性，促進流線間質點的摻混；下限風速，即保證凈化車間能控制各種污染的較小風速，下限風速是指保證凈化車間能控制以下四種污染的較小風速：當污染氣流多方位散布時，送風氣流要能有效控制污染的范圍。不僅要控制上升高度，還要控制橫向擴散距離；當污染氣流與送風氣流同向時，送風氣流能有效地控制污染氣流到達下游的擴散范圍；當污染氣流與送風氣流逆向時，送風氣流應能將污染氣流抑制在必要的距離之內；在全室被污染的情況下，要能以合適的時間迅速使室內空氣自凈。

2.非單向流凈化車間

非單向流的凈化原理是靠送風氣流不斷稀釋室內空氣，把室內污染逐漸排出，達到平衡，即稀釋原理。具體來講，就是利用干凈氣流的混合稀釋作用，把室內含塵濃度很高的空氣稀釋，使室內污染源所產生的污染物質均勻擴散并及時排出室外，降低室內空氣的含塵濃度，使室內的潔凈度達到要求。非單向流凈化車間的氣流流型又可分為頂送下回、頂送下側回、頂送頂回等。

一般形式為高效過濾器送風口頂部送風；回風的形式有下部回風、側下部回風和頂部回風等。依不同送風換氣次數，實現不同的凈化級別，其初投資和運行費用也不同。非單向流凈化車間的特性指標包括：換氣次數，與舒適性空調相同；氣流組織，即保證能均勻地送風和回風，充分發揮潔凈氣流的稀釋作用，要求單個風口有足夠的擴散作用，整個凈化車間室內風口布置均勻，數量盡可能多，要盡量減少渦流和氣流回旋；自凈時間，室內從某污染狀態降低到某潔凈狀態所需要的時間，自凈時間越短越好。非單向流凈化車間自凈時間一般不超過30min。

3.輻(矢)流凈化車間

輻流凈化車間的氣流是以放射型的流線流出，流線之間沒有豎向交叉，可用相對少量的送風獲得較高級別的潔凈度。輻流凈化車間應屬于非單向流，但又有比較接近于單向流的效果，而又遠比單向流在構造上簡單。中凈環球凈化可提供凈化車間車間、潔凈廠房的咨詢、規劃、設計、施工、安裝改造等配套服務。

輻流凈化車間空態時流線不交叉，流線間橫向擴散比較弱，在下風向上角有非常弱的反向氣流，污染在室內的滯留時間短于非單向流凈化車間的自凈時間；靜態時，在障礙物的下風側或兩側出現渦流區，因此在輻流凈化車間中應盡可能避免在流線方向上的障礙。輻流潔凈室的氣流分布不如單向流凈化車間的氣流分布均勻，風口和過濾器均比常規風口和過濾器復雜一些，并且在非空態時容易產生渦流區。

4.混合流凈化車間

混合流凈化車間的氣流是將垂直單向流和非單向流兩種氣流組合在一起構成的氣流流型。這種氣流的特點是將垂直單向流面積壓縮到較小，用大面積非單向流替代大面積單向流，以節省初投資和運行費用。

5.凈化車間壓差控制

凈化車間壓差控制的目的在于保證凈化車間在正常工作或空氣平衡暫時受到破壞時，氣流能從空氣潔凈度高的區域流向空氣潔凈度低的區域，使凈化車間的潔凈度不會受到污染空氣的干擾，因此凈化車間須保持一定的壓差。影響凈化車間壓差的波動因素通常包括室外風壓、風速的變化；HVAC系統阻力的變化；風管的泄漏及凈化車間圍護結構氣密性變化等。

凈化車間壓差值的選擇應適當，選擇過小，凈化車間壓差易被破壞，潔凈度受到干擾；選擇過大，HVAC系統新風量增大，負荷增加，過濾器壽命縮短。因此，凈化車間壓差值大小應合理確定(對一般凈化車間為正壓，生物學安全凈化車間為負壓)。凈化車間壓差是由送入新風量的大小來保持的，即：壓差建立的基本原理是送風量大于回風量、排風量、漏風量之和，其中漏風量大小取決于建筑物圍護結構的密封程度，如門縫、窗縫、壁板拼縫、各種管線接口等，這些將影響到漏風量的大小，使室內壓差很難維持或不穩定。無論是全新風空氣系統，還是循環空氣系統，通過凈化車間的送入風量與排風量和壓差風量(余風量)之間達到平衡便建立了壓差。

凈化車間壓差控制方法基于壓差建立的原理，對其影響因素進行有效控制或調節，以便保持凈化車間壓差的穩定。凈化車間壓差控制方法分為人為干預調節和自動化控制。

1.人為干預調節凈化車間壓差方法

(1)定期檢查并維護潔凈廠房圍護結構氣密性，盡量減少漏風量；定期清洗或更換過濾器，保證系統正常阻力。

(2)回風口控制：是簡單而又行之有效的方法，通過調節回風口上的百葉格柵或空氣阻尼層改變其阻力來調整回風量，達到壓差控制的目的。因百葉的調量不大，還會改變氣流方向，所以這種方法只能是粗調。

(3)余壓閥控制：在凈化車間內有足夠剩余風量時，可調節余壓閥上的平衡壓塊，改變其開度，實現壓差控制。

(4)調節回風閥或排風閥。

(5)調節新風閥或送風閥。

2.自動化控制凈化車間壓差方法

(1)傳感器控制：通過相應傳感器檢測室內壓差或送、排風管路壓力或風流量，然后調整送風量或排風量，可以通過管路上的電動閥門或風機的轉速(變頻器控制風機)來實現，這是一種較精確的自動控制，目前較多采用。

(2)電腦控制系統：包括直接數字控制系統和集散型控制系統，它們以微處理器為基礎，實現了自動化監控，可以在滿足系統安全運行及各項指標的同時，更好地保證工藝要求，大限度地實現節能控制。微機控制系統是將系統中的傳感器或變送器的輸出信號直接輸入到電腦中，由電腦處理后直接驅動執行器(電動密閉閥等)動作，實現凈化車間壓差、溫濕度、潔凈度等指標的檢測、控制及管理。

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