洁净室气流组织及相关要求

为创造洁净的室内环境，洁净室设计基本上有两种基本的气流组织，分别为非单向流和单向流。

非单向流洁净室原理：一般的非单向流洁净室，如以雷诺数判断，属于紊流流态。其工作原理是稀释作用，具体而言:当干净的气流从送风口送入室内时，迅速向四周扩散、混合，同时把差不多同样数量的气流从回风口排走，干净气流稀释室内的空气，把原来含尘浓度很高的室内污染物冲淡了，一直达到平衡。所以气流扩散得越快、越均匀，稀释的效果就越好。

非单向流洁净室的主要特点是从送风口到回风口之间气流的流通截面是变化的，洁净室截面比送风口截面大得多，因而不能在全室截面或者在全室工作区截面形成匀速气流。所以，送风口以后的流线彼此有很大的夹角，曲率半径很小，气流在室内不可能以单一方向流动，将会彼此撞击，将有回流、旋涡产生。这就决定了非单向流洁净室的流态实质是突变流、非均匀流。为了维持洁净室内较低的颗粒物浓度，不仅要确定合理的换气次数，同时合理控制室内颗粒物的产生率、颗粒物的沉降率、回风和排风引起的颗粒物的减少以及漏风引起的颗粒物的增加或减少等这些变量，从而有效提高室内的空气洁净度。

为了迅速有效地排除室内尘粒，在洁净室内一般都用上送下回的方式，以使气流方向和尘粒沉降方向一致。这是洁净室原理的一个基本原则。若设计成上送上回的方式，则会出现如下情况:在一定高度处粒径为5um的大微粒较多，所以如果以0.5um粒径的颗粒物浓度进行衡量容易达到标准，而以5um粒径的颗粒物浓度进行衡量则往往达不到标准。如果是局部5级的场合，则工作区的风速往往很小，很难达到标准。自净时间较长，实测表明可以长达1倍。所以，上送上回方式虽然在空态状态下进行测定可能达到设计要求的空气洁净度级别，但在动态时很不利于排除污染，所以是不宜推荐的方法。因为有以下几方面原因:上送上回容易形成某一高度上某一区域气流趋向停滞，当微粒的上升力和重力相抵时，易使大微粒(主要是5um微粒)停留在某一空间区域，称为“自锁现象”，不利于排除尘粒和保证工作区风速(对于局部5级)。容易造成气流短路，使一部分洁净气流和新风不能参与全室的作用，因而降低了洁净效果和卫生效果。但特殊场合如下部不能设风口或有遭损坏的可能，采用上送上回方式是可以允许的。根据非单向流洁净室的作用原理，过去曾认为非单向流洁净室可能达到的洁净度级别的界限，是6级及其以下的洁净度;为了达到5级或更高的洁净度，只有采用和非单向流洁净室作用原理完全不同的另一种洁净室——单向流洁净室。中净环球净化可提供洁净车间、无尘室等的咨询、规划、设计、施工、安装、改造等配套服务。

单向流洁净室原理：单向流是目前高级别洁净室应用最广泛的一种气流组织形式。空气洁净度等级属于ISO1~5级的洁净室可称为高级别洁净室。单向流洁净室主要分为两大类:垂直单向流洁净室和水平单向流洁净室。对于垂直单向流洁净室，空气从洁净室的天花板送到地面。这种单向流洁净室造价较高，原因是采用顶棚满布高效过滤器且使用格栅地板。这种地板一般用铸铝、塑料、钢材等制作，成本比较贵。目前，常用的单向流洁净室空调系统是天花板局部送风，两侧下回风。此类洁净室建议洁净室不可太宽，才可以实现单向流。对于水平单向流洁净室，送风墙满布高效过滤器水平送风，对面的墙面进行回风。如制药用洁净室、细菌培养用洁净室等，为了避免室内操作过程中发生的特殊微粒污染管道系统，或者为了收集这种微粒以集中处理，则在全循环情况下回风墙上布置高效过滤器而送风墙上布置中效过滤器。大多数洁净室的墙壁面积通常小于天花板，因此水平单向流洁净室的主要造价成本较垂直单向流的成本低。然而，由于水平单向流的洁净室，气流组织容易受医用设备布置位置以及人员的站立位置影响。一般而言，垂直单向流洁净室可以提供较佳的污染控制，所以实际设计应用中垂直单向流洁净室更受欢迎。在单向流动清洁区域(垂直或水平)中，空气以相对高的速度流过可预测路径的区域。增加的流量将稀释并带走产生的任何颗粒，为了达到单向流洁净室的效果，单向流洁净室必须满足以下三项特性指标。

流线平行度：单向流洁净室的流线是不容易，也不必要做到方向绝对单一、流线间绝对平行的，渐变流也可以满足要求。问题在于允许流线倾斜到什么程度，流线平行的作用是保证尘源散发的尘粒不作垂直于流向的传播。如果这种传播范围在允许范围之内，则流线稍微有倾斜是许可的。因此，对于单向流洁净室就有一个允许的流线平行度问题。

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