第四章空氣潔凈原理

“十三五”國家重點出版物出版規(guī)劃項目“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材“十一五”普通高等學校國家級規(guī)劃教材湖南省優(yōu)秀教材第四章空氣潔凈原理“十三五”國家重點出版物出版規(guī)劃項目潔凈室氣流組織

所謂氣流組織，就是在是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(qū)形成比較均勻而穩(wěn)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(qū)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。潔凈室氣流組織所謂氣流組織，就是在是房間內合理地布置送風口潔凈室氣流組織

潔凈室按氣流組織單向流潔凈室；非單向流潔凈室（亂流潔凈室）；輻（矢）流潔凈室；混合流（局部單向流）潔凈室。合理的潔凈室氣流組織能使室內空氣的流動符合設計要求，保證室內空氣的溫度、濕度、流速及潔凈度等滿足工藝、人員的舒適度要求。潔凈室氣流組織潔凈室按氣流組織潔凈室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(fā)的污染物質的空氣，維持生產環(huán)境所要求的潔凈度；使散發(fā)到潔凈室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機率；滿足潔凈室內溫度、濕度等空調送風要求和人的舒適要求。潔凈室氣流組織原則要求送入潔凈房間的潔凈氣流擴散速度快、氣流單向流潔凈室氣流組織

過去稱：層流潔凈室或平行流潔凈室。定義：氣流以均勻的截面速度，沿著平行流線以單一方向在全室截面上通過的潔凈室。單向流潔凈室的基本原理單向流潔凈室靠送風氣流“活塞”般的擠壓作用，迅速把室內污染物排出。單向流潔凈室氣流組織過去稱：層流潔凈室或平行流潔凈室?？諝鉂崈艏夹g(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件單向流潔凈室的特點

在潔凈室內，從送風口到回風口，氣流流經途中的斷面基本上沒有什么變化。送風靜壓箱和高效過濾器起到均壓均流作用，全室斷面上的流速比較均勻，在工作區(qū)內流線單向平行，沒有渦流。單向流潔凈室不是靠摻混稀釋作用，而是靠推出作用將室內的污染空氣沿整個斷面排至室外。單向流潔凈室的特點在潔凈室內，從送風口到回風口，氣流流經途單向流潔凈室氣流組織保證單向流潔凈室潔凈的先決條件：來流的潔凈度；來流的活塞流情況。重要措施：在頂棚或墻面滿布高效過濾器不可能百分之百地滿布過濾器。圖4-1單向流氣流組織單向流潔凈室氣流組織保證單向流潔凈室潔凈的先決條件：圖4-1垂直單向流潔凈室圖4-2垂直單向流潔凈室垂直單向流潔凈室圖4-2垂直單向流潔凈室單向流潔凈室原理圖4-3單向流潔凈室原理圖單向流潔凈室原理圖4-3單向流潔凈室原理圖過濾器的滿布情況

單向流潔凈室的滿布比一般情況下應達到80%；GB50073-2001規(guī)定垂直單向流潔凈室滿布比不應小于60%，水平單向流潔凈室不應小于40%，否則就是局部單向流。過濾器的滿布情況單向流潔凈室的滿布比一般情況下應達到80%滿布情況與潔凈控制理想滿布比為100%時，過濾器后房間內含塵濃度只決定于過濾器送風濃度。情況滿布為一個比例時，此時就有渦流區(qū)，滿布比不同的單向流潔凈室，其含塵濃度是不同的。人員密度不同的單向流潔凈室含塵濃度也不同，所以要適當控制單向流潔凈室的人員數量。

滿布情況與潔凈控制理想滿布比為100%時，過濾器后房間內含塵滿布比和潔凈氣流滿布比滿布比和潔凈氣流滿布比單向流潔凈室的特性指標

單向流潔凈室性能的特性指標：流線平行度流線平行的作用是保證塵源散發(fā)的塵粒不作垂直于流向的傳播。亂流度（速度不均勻度）速度場的集中或離散程度。

下限風速

保證潔凈室能控制各種污染的最小風速。

單向流潔凈室的特性指標單向流潔凈室性能的特性指標：中國、美國的工作區(qū)規(guī)定圖4-4工作區(qū)柱狀圖（注：凈層高不少于2.7m）cm7615080921027092中國、美國的工作區(qū)規(guī)定圖4-4工作區(qū)柱狀圖（注：凈層高不少工作區(qū)規(guī)定如果一個工作人員站著進行操作，那么不希望距離地面1.8m散發(fā)的塵粒，降落到離地面0.75m高時，超過該工作人員的工作范圍，進入到相鄰工作人員的工作范圍，對相鄰區(qū)域環(huán)境造成影響。例如，一個工作人員在桌面上的操作范圍為100cm，如果人站立操作，距離桌面1.05m處散發(fā)的塵粒在降落到桌面時，仍未超出自己的工作范圍，就不會對相鄰區(qū)域的工作人員造成污染。工作區(qū)規(guī)定如果一個工作人員站著進行操作，那么不希望距離地面1流線平行度與漸變流

如果流線是漸變流的曲線，那么其和工作區(qū)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°。圖4-5漸變流流線的傾角流線平行度與漸變流如果流線是漸變流的曲線，那么其和工作區(qū)流線平行度與流線交角單向流潔凈室要求流線之間既要平行，在0.5m距離內線間夾角最大不能過25°要求流線盡可能垂直于送風面其傾斜角不能小于65°。

圖4-5流線交角流線平行度與流線交角單向流潔凈室要求流線之間既要平行，在0.亂流度（速度不均勻度）

速度場均勻對于單向流潔凈室是極其重要的，不均勻的速度場會增加速度的脈動性，促進流線間的質點的摻混。亂流度是為了說明速度場的集中或離散程度?！獊y流度；

——各測點的速度；n——測點數；

——

平均速度。亂流度（速度不均勻度）速度場均勻對于單向流潔凈室是極其重要單向流下限風速與污染源下限風速是指保證潔凈室能控制以下四種污染的最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。單向流下限風速與污染源下限風速是指保證潔凈室能控制以下四種污下限風速建議值

潔凈室下限風速（m/s）條件

垂直單向流0.12平時無人或很少有人進出，無明顯熱源。0.3無明顯熱源?！?.5有人，有明顯熱源。如0.5仍不行，則宜控制熱源尺寸和加以隔熱。水平單向流0.3平時無人或很少有人進出。0.35一般情況≯0.5要求高或人員進出頻繁的情況ISO14644-1標準對單向流潔凈室建議的平均風速：ISO5級（100級）0.2～0.5m/s；高于ISO5級0.3～0.5m/s。下限風速建議值潔凈室下限風速（m/s）條件單向流潔凈室氣流組織的主要形式

垂直單向流潔凈室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。單向流潔凈室氣流組織的主要形式垂直單向流潔凈室單向流潔凈室氣流組織的主要形式水平單向流潔凈室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。其他形式：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。單向流潔凈室氣流組織的主要形式水平單向流潔凈室圖4-6垂直單向流滿布過濾器+格柵回風垂直單向流滿布過濾器+格柵回風特點可以獲得均勻向下的單向平行氣流，自凈能力強，能夠達到最高的潔凈度級別。工藝設備可以任意布置，可簡化人凈設備頂棚結構復雜、造價和維護費用高。

圖4-6垂直單向流滿布過濾器+格柵回風垂直單向流滿布過濾器+垂直單向流滿布孔板+格柵回風

為了降低潔凈室的造價，可以將高效過濾器布置在兩側，頂棚滿布孔板，起到使氣流均勻的作用。但是側布高效過濾器不容易滿足風量的要求，因此這種方式可以應用于潔凈面積較小，風量不大的潔凈室。圖4-7垂直單向流滿布孔板+格柵回風垂直單向流滿布孔板+格柵回風為了降低潔凈室的造價，可以將高垂直單向流滿布阻尼層+格柵回風

側布高效過濾器面積不容易滿足風量的要求，特別是不容易滿足大于80%額定風量的要求。阻尼層的作用是要保證其下方為均勻的平行單向流，因此孔板的開孔率應在60%以上。圖4-8垂直單向流滿布阻尼層+格柵回風垂直單向流滿布阻尼層+格柵回風側布高效過濾器面積不容易滿足垂直單向流滿布阻尼層+格柵回風

阻尼層不能用易含塵或本身易帶塵的材料金屬孔板外，也可用尼龍紗等透氣好的材料做阻尼層。這些材料阻力小，使其與高效過濾器之間不能緊密接觸，因此在高效過濾器的內表面上容易積塵。圖4-8垂直單向流滿布阻尼層+格柵回風垂直單向流滿布阻尼層+格柵回風阻尼層不能用易含塵或本身易帶空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件垂直單向流兩側下回風+過濾器送風

垂直單向流潔凈室造價高另一個重要原因是使用了格柵地板，材料價格比較高。全頂棚送風兩側下回風潔凈室是對地板回風方式的改進。國外有人稱其為準單向流潔凈室。圖4-9垂直單向流雙側回風+過濾器送風垂直單向流兩側下回風+過濾器送風垂直單向流潔凈室造價高另一垂直單向流兩側下回風+孔板送風

高效過濾器側布，兩側下回風潔凈室。與典型的垂直單向流相比較，從頂棚和地面兩個方面降低了潔凈室的造價。圖4-10垂直單向流雙側回風+孔板送風垂直單向流兩側下回風+孔板送風高效過濾器側布，兩側下回風潔垂直單向流兩側下回風+阻尼層送風

這是為了降低潔凈室的造價，采取的另一種對滿布高效過濾器送風，地板回風方式的改進方法。圖4-11垂直單向流雙側回風+阻力層送風垂直單向流兩側下回風+阻尼層送風這是為了降低潔凈室的造價，垂直單向流+周邊壓出式回風+滿布過濾器送風

主要特點：最簡易的垂直單向流潔凈室氣流平行性不如兩側下回風式壓出的氣流有利于所在環(huán)境潔凈度的提高圖4-12垂直單向流+周邊回風+過濾器回風垂直單向流+周邊壓出式回風+滿布過濾器送風主要特點：圖4-無氣幕局部垂直單向流

只在需要平行流的地區(qū)形成局部單向流投資大為減少圖4-14無氣幕局部垂直單向流

無氣幕局部垂直單向流只在需要平行流的地區(qū)形成局部單向流圖4水平單向流直回式

送風墻滿布高效過濾器水平送風，全墻面回風；回風墻一般安裝中效過濾器。特點沿氣流方向潔凈度不同流線可能略下傾。只在第一工作區(qū)達到最高潔凈度。圖4-15水平單向流直回式

水平單向流直回式送風墻滿布高效過濾器水平送風，全墻面回風；水平單向流隧道式

水平單向流隧道式氣流組織，它是在潔凈工作臺隧道的基礎上改進發(fā)展而來的。1-頂棚和墻壁2-送風機3-混合箱4-高效過濾器5-工作臺6-支撐框7-開口部。圖4-16水平單向流隧道式

水平單向流隧道式水平單向流隧道式氣流組織，它是在潔凈工作臺單向流隧道式

圖4-17隧道潔凈室示意圖隧道潔凈室為進一步提供工作區(qū)的潔凈度，將生產區(qū)和通道分割開而建造的由潔凈工作臺組成的超級潔凈室。單向流隧道式圖4-17隧道潔凈室示意圖隧道潔凈室為進一單向流隧道式特點與水平單向流直回式氣流組織的不同點：在布置高效過濾器的送風墻的對面沒有回風墻，是向外敞開的；沒有管路循環(huán)空氣，而將內部空氣向周圍環(huán)境排出；不能用把壓力提高到比周圍環(huán)境高的方法防止和排除污染，而是靠空氣的速度防止污染的侵入；內部的溫濕度宜與環(huán)境溫濕度相同。單向流隧道式特點與水平單向流直回式氣流組織的不同點：單向流隧道式的回風方式

該氣流組織形式的室內回風穿過工作臺進行循環(huán)，對工作臺臺面會造成污染，并且可能會對界面處產生誘導氣流，降低潔凈工作臺的潔凈等級。圖4-18全側墻回風式氣流組織單向流隧道式的回風方式該氣流組織形式的室內回風穿過工作臺進單向流隧道式的回風方式該氣流組織形式的潔凈工作臺位于潔凈室內，潔凈室的回風全部由地面排出。由于隧道回風參與全室回風容易導致回風速度不均勻引起的氣流偏轉現象，不容易維持潔凈度級別。

圖4-19全地板回風式氣流組織

單向流隧道式的回風方式該氣流組織形式的潔凈工作臺位于潔凈室內單向流隧道式的回風方式可以避免回風穿過工作臺和室內回風與工作臺共用回風道所帶來的弊端。利用設在操作面正下方的條狀回風口，使?jié)崈羲淼阑仫L可以自成循環(huán)，操作面前方回風氣流較強，有利于排除污染。圖4-20側墻+地板地板回風式氣流組織

單向流隧道式的回風方式可以避免回風穿過工作臺和室內回風與工作水平單向流其它回式方式

圖4-22水平單向流雙側回風式

圖4-21水平單向流一側回風式

水平單向流其它回式方式圖4-22水平單向流雙側回風式圖水平單向流其它回式方式圖4-24水平單向流對送+對回式

圖4-23水平單向流上回風式

水平單向流其它回式方式圖4-24水平單向流對送+對回式圖非單向流氣流組織

基本原理非單向流潔凈室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。主要形式散流器頂送；帶擴散風口過濾器頂送；風口側送；風口斜送。非單向流氣流組織基本原理非單向流潔凈室的基本原理

氣流擴散得越快越好。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。

圖4-25非單向流潔凈室的基本原理非單向流潔凈室的基本原理氣流擴散得越快越好。圖4-25非單向流潔凈室的基本原理

非單向流潔凈室的基本原理空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件非單向流氣流組織

圖4-26非單向流氣流組織示意圖非單向流氣流組織圖4-26非單向流氣流組織示意圖非單向流潔凈室的特性指標

非單向流潔凈室的特性指標換氣次數與舒適性空調相同氣流組織保證能均勻的送風和回風，充分發(fā)揮潔凈氣流的稀釋作用。

自凈時間室內從某污染狀態(tài)降低到某潔凈狀態(tài)所需要的時間。

非單向流潔凈室的特性指標非單向流潔凈室的特性指標非單向流潔凈室的換氣次數

空氣潔凈度等級換氣次數（次/h）備注ISO6級(千級)50～60適用于層高小于4.0米的潔凈室對于室內人員少和熱源少的及宜采用下限值ISO7級(萬級)15～25ISO8～9級(10萬~100萬)10～15非單向流潔凈室的換氣次數空氣潔凈度等級換氣次數（次/h）非單向流潔凈室的氣流組織

氣流組織的作用是保證能均勻的送風和回風，充分發(fā)揮潔凈氣流的稀釋作用。因此要求單個風口有足夠的擴散作用。整個潔凈室內風口布置均勻，數量盡可能多，要盡量減少渦流和氣流回旋。ISO5級(100級)或更高潔凈度的潔凈室，需要采用單向流潔凈室。非單向流潔凈室的氣流組織氣流組織的作用是保證能均勻的送風和非單向流潔凈室的自凈時間

非單向流潔凈室的自凈時間反映了潔凈室從污染狀態(tài)恢復到正常狀態(tài)的能力，因此自凈時間越短越好。非單向流潔凈室自凈時間一般不超過30分鐘。T:非單向流潔凈室自凈時間（min）;N0:潔凈室原始含塵濃度，即t=0時的含塵濃度（pc/L）;N:潔凈室穩(wěn)態(tài)時的含塵濃度（pc/L）;n:換氣次數（次/h-1）.非單向流潔凈室的自凈時間非單向流潔凈室的自凈時間反映了潔凈非單向流潔凈室氣流組織主要形式

非單向流潔凈室根據送風口、回風口的構造和設置位置分為不同的氣流組織形式

散流器頂送形式簡單，適宜于小面積的潔凈室。圖4-27散流器頂送非單向流潔凈室氣流組織主要形式非單向流潔凈室根據送風口、回非單向流潔凈室氣流組織主要形式增大了過濾器頂送的潔凈氣流作用范圍比過濾器頂送多一個出口積塵的機會長期不運行后再運行時要先擦凈擴散風口圖4-28帶擴散風口頂送帶擴散風口頂送非單向流潔凈室氣流組織主要形式增大了過濾器頂送的潔凈氣流作用非單向流潔凈室氣流組織主要形式氣流組織形式比過濾器頂送簡單特別適用于無頂棚空間的房間?？衫米呃龋L管設于走廊頂棚中。適合有一般空調要求的潔凈室。圖4-29風口側送風口側送非單向流潔凈室氣流組織主要形式氣流組織形式比過濾器頂送簡單圖非單向流潔凈室氣流組織主要形式用于房間長度不夠側送或不允許回流的場合（如手術室）。

圖4-30單側風口斜送非單向流潔凈室氣流組織主要形式用于房間長度不夠側送或不允許回非單向流潔凈室氣流組織主要形式圖4-32局部孔板頂送圖4-31雙側口斜送非單向流潔凈室氣流組織主要形式圖4-32局部孔板頂送圖4-非單向流潔凈室氣流組織主要形式圖4-34雙層壁回風頂送圖4-33局部阻尼層頂送非單向流潔凈室氣流組織主要形式圖4-34雙層壁回風頂送圖4空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件輻流潔凈室氣流組織

輻流潔凈室氣流組織的基本原理

輻流潔凈室(或矢流潔凈室)，它應屬于非單向流，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。主要形式扇形半球形半圓形輻流潔凈室氣流組織輻流潔凈室氣流組織的基本原理輻流潔凈室氣流組織示意圖圖4-36扇形送風口示意圖圖4-35輻射流潔凈室示意圖輻流潔凈室氣流組織示意圖圖4-36扇形送風口示意圖圖4-輻流潔凈室氣流組織的特點

空態(tài)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潔凈室的自凈時間.靜態(tài)時，在障礙物的下風側或兩側出現渦流區(qū)，因此在輻流潔凈室中應盡可能避免在流線方向上的障礙。輻流潔凈室氣流組織的特點空態(tài)時流線不交叉，流線間橫向擴散比輻流潔凈室氣流組織的特點設置扇形送風口時，回風口對流場和濃度場的影響均很??；設置半圓柱形送風口時，低回風口對控制污染有利，一般回風口高度宜取0.3m。輻流潔凈室的氣流分布不如單向流潔凈室的氣流分布均勻，風口和過濾器均比常規(guī)風口和過濾器復雜一些，并且在非空態(tài)時容易產生渦流區(qū)。輻流潔凈室氣流組織的特點設置扇形送風口時，回風口對流場和濃度輻流潔凈室的設計參數

半圓柱形送風口室寬宜在6～12m之間;回風口高度≈0.3m半圓柱形送風口的圓柱半徑≈0.5m；半圓柱形送風口的送風速度=0.45～0.6m/s。輻流潔凈室的設計參數半圓柱形送風口輻流潔凈室的設計參數

扇形送風口扇形送風口的送風速度=0.45～0.55m/s

輻流潔凈室的設計參數扇形送風口潔凈室壓差控制的作用潔凈室的壓差就是潔凈室與周圍空間所必須維持的靜壓差。使廠房外環(huán)境與潔凈室之間、潔凈度不同的潔凈室之間或潔凈室與一般房間之間保持適當的壓差值.目的是為了保證潔凈室在正常工作或空氣平衡暫時受到破壞時，潔凈室的潔凈度免受鄰室的污染或污染鄰室。潔凈室壓差控制的作用潔凈室的壓差就是潔凈室與周圍空間所必須維壓差控制的正壓與負壓選擇

潔凈室與鄰室維持正的靜壓差（簡稱正壓）是較為常見的情況。工業(yè)潔凈室和一般生物潔凈室都是采用維持正壓。使用有毒、有害氣體或使用易燃易爆溶劑或有高粉塵操作的潔凈室、生產致敏性藥物、高活性藥物的生物潔凈室以及其他有特殊要求的生物潔凈室需要維持負的靜壓差（簡稱負壓）。

壓差控制的正壓與負壓選擇潔凈室與鄰室維持正的靜壓差（簡稱正建議靜壓差

目的非單向流潔凈室與任何相通的相差一級的鄰室/Pa非單向流潔凈室與任何相通的相差一以上級的鄰室/Pa單向流潔凈室與任何相通的鄰室/Pa潔凈室與室外（或與室外相通的房間）/Pa一般(防止縫隙滲漏)55～105～1015嚴格（防止開門進入的污染）540或對緩沖室510或對緩沖室5對緩沖室10無菌潔凈室5對緩沖室5對緩沖室5對緩沖室10建議靜壓差目的非單向流潔凈室與任何相通的相差一級的鄰室/維持靜壓差風量計算多數是采用房間換氣次數估算的，縫隙法比估算法較為合理和精確?？p隙法維持靜壓風量計算公式LC:維持潔凈室壓差值所需的壓差風量（m3/h）;μP:流量系數，通常取0.2～0.5;ΔP:靜壓差（Pa）;ρ:空氣的密度（kg/m3）.維持靜壓差風量計算多數是采用房間換氣次數估算的，縫隙法比估算維持靜壓差風量計算經驗式計算壓差風量a:根據圍護結構氣密性確定的安全系數，一般可取1.1～1.2;

q:當潔凈室為某一壓差值時，其圍護結構單位長度縫隙的滲漏風量（m3/(h·m)）;

l:潔凈室圍護結構的縫隙長度（m）.維持靜壓差風量計算經驗式計算壓差風量a:根據圍護結構氣密性確圍護結構單位長度縫隙的滲漏風量

壓差/Pa門

窗

形

式非密閉門密閉門單層固定密閉木窗單層固定密閉鋼窗單層開啟式密閉鋼窗傳遞窗壁板漏風量/m3/(h·m)

4.91741.00.73.52.00.39.82461.51.04.53.00.614.73082.01.36.04.00.819.63692.51.57.05.01.024.540102.81.78.05.51.229.448113.01.98.56.01.434.352123.52.19.07.01.539.255133.82.310.07.51.744.155154.02.510.58.01.949.060164.42.611.59.02.0圍護結構單位長度縫隙的滲漏風量壓差/Pa門

潔凈室壓差值與房間換氣次數

室內壓差值/Pa有外窗、氣密性較差的潔凈室有外窗、氣密性較好的潔凈室無外窗、土建式潔凈室50.90.70.6101.51.21.0152.21.81.5203.02.52.1253.63.02.5304.03.32.7354.53.83.0405.04.23.2455.74.73.4506.55.33.6潔凈室壓差值與房間換氣次數室內壓差值/Pa有外窗、氣密潔凈室壓差控制

原理:控制送風量、回風量和排風量。正壓壓差的控制措施回風口控制余壓閥控制調節(jié)回風閥或排風閥差壓變送器控制調節(jié)新風閥潔凈室壓差控制原理:控制送風量、回風量和排風量。潔凈室壓差控制回風口控制通過回風口上的百葉可調格柵或阻尼層改變其阻力來調整回風量，達到控制室內壓力的目的。特點是結構比較簡單、經濟，格柵控制調節(jié)量方便。但格柵不易關死，且調節(jié)幅度不大，會對氣流方向產生影響。潔凈室壓差控制回風口控制潔凈室壓差控制余壓閥控制通過手動或自動調整余壓閥上的平衡壓塊，改變壓閥的閥門開度，實現室內的壓力控制。余壓閥一般設在潔凈室下風側墻上。余壓閥安裝簡單。圖4-37余壓閥控制正壓潔凈室壓差控制余壓閥控制圖4-37余壓閥控制正壓潔凈室壓差控制圖4-38壓差變送器自動控制系統(tǒng)潔凈室壓差控制圖4-38壓差變送器自動控制系統(tǒng)潔凈室壓差控制圖4-39調節(jié)新風量和回風量控制正壓潔凈室壓差控制圖4-39調節(jié)新風量和回風量控制正壓潔凈室緩沖與隔離

壓差控制是防止將污染帶進或帶出潔凈室的重要措施。當需要的壓差值太大，不容易辦到時，就要加設輔助設施。常見的緩沖設施氣閘室；緩沖室；空氣吹淋室傳遞窗

潔凈室緩沖與隔離壓差控制是防止將污染帶進或帶出潔凈室的重要潔凈室流場數值模擬

潔凈室流場數值模擬的意義不同的氣流組織型式及送回風參數條件下，室內污染源所散發(fā)的顆粒物在氣流運動的作用下會產生不同的運動，也使?jié)崈羰矣胁煌膬艋Ч?。數值模擬方法可以模擬和預測潔凈室內的主要場，從而確定最佳的空氣凈化方案，為潔凈室的設計提供良好的參考。潔凈室流場數值模擬潔凈室流場數值模擬的意義潔凈室計算機模擬技術潔凈室的研究方法可分為兩類：實驗法和數值模擬法，其中CFD方法就是數值模擬法的一種，目前CFD方法的應用相當廣泛。計算機模擬技術（特別是計算流體動力學，CFD）對于潔凈室設計起著重要作用。基于計算流體動力學的模擬計算軟件，可以給我們提供很多用以預測的分析手段，使我們直觀地感受可能出現的氣流狀況，從而為改進潔凈室設計提供了良好的參考。CFD是英文ComputationalFluidDynamics（計算流體動力學）的簡稱。簡單地說，CFD相當于“虛擬”地在計算機上做實驗，用以模擬仿真實際的流體流動情況。潔凈室計算機模擬技術潔凈室的研究方法可分為兩類：實驗法和數值CFD的過程示意

根據數學物理模型編制CFD軟件計算機運算CFD的過程示意根據數學物理模型編制CFD軟件計算機運算WhyCFD模型實驗模型實驗：周期長，價格昂貴，受自然條件限制WhyCFD模型實驗模型實驗：周期長，價格昂貴，受自然條件WhyCFD模擬仿真模擬仿真：周期短，成本低，資料完備，易于模擬真實條件WhyCFD模擬仿真模擬仿真：周期短，成本低，資料完備，易常用CFD軟件PHOENICSFLUENTAIRPAKCFXSTAR－CDFIDAP多達數十種商用CFD軟件，常用：常用CFD軟件PHOENICS多達數十種商用CFD軟件，常用常用流體計算軟件Phoenics是世界上第一套計算流體與計算傳熱學商業(yè)軟件，它是國際計算流體與計算傳熱的主要創(chuàng)始人、英國皇家工程院院士D.B.Spalding教授及40多位博士20多年心血的典范之作。Phoenics是ParabolicHyperbolicOrEllipticNumericalIntegrationCodeSeries幾個字母的縮寫，這意味著只要有流動和傳熱都可以使用Phoenics來模擬計算。

常用流體計算軟件Phoenics是世界上第一套計算流體與計算空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件Fluent用來模擬從不可壓縮到高度可壓縮范圍內的復雜流動。由于采用了多種求解方法和多重網格加速收斂技術，因而FLUENT能達到最佳的收斂速度和求解精度。靈活的非結構化網格和基于解的自適應網格技術及成熟的物理模型，使FLUENT在湍流、傳熱與相變、化學反應與燃燒、多相流、旋轉機械、動/變形網格、噪聲、材料加工、燃料電池等方面有廣泛應用。Fluent用來模擬從不可壓縮到高度可壓縮范圍內的復雜流動。Fluentairpak是面向工程師、建筑師和設計師的專業(yè)領域工程師的專業(yè)人工環(huán)境系統(tǒng)分析軟件，特別是HVAC領域。它可以精確地模擬所研究對象內的空氣流動、傳熱和污染等物理現象，它可以準確地模擬通風系統(tǒng)的空氣流動、空氣品質、傳熱、污染和舒適度等問題，并依照ISO7730標準提供舒適度、PMV、PPD等衡量室內空氣質量（IAQ）的技術指標。Airpak軟件的應用領域包括建筑、汽車、樓房、化學、環(huán)境、HVAC、加工、采礦、造紙、石油、制藥、電站、打印、半導體、通訊、運輸等行業(yè)。目前Airpak已在如下方面的設計得到了應用：住宅通風、排煙罩設計、電訊室設計、凈化間設計、污染控制、工業(yè)空調、工業(yè)通風、工業(yè)衛(wèi)生、職業(yè)健康和保險、建筑外部繞流、運輸通風、礦井通風、煙火管理、教育設施、醫(yī)療設施、動植物生存環(huán)境、廚房通風、餐廳和酒吧、電站通風、封閉車輛設施、體育場、競技場、總裝廠房等。Fluentairpak是面向工程師、建筑師和設計師的專業(yè)空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件慣性重力除塵降噪設計慣性重力除塵降噪設計空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件慣性重力除塵降噪設計慣性重力除塵降噪設計

空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件潔凈室流場數值模擬的主要步驟

建立數學物理模型網格劃分設置計算邊界條件數值算法求解結果可視化及結果分析。如速度矢量圖、溫度分布圖、PMV（PPD)云圖、壓力分布圖等及各參數的動畫等。潔凈室流場數值模擬的主要步驟建立數學物理模型建立物理模型房間尺寸X×Y×Z=8.0m×3.0m×6.0m；送風口2.6m×2.4m；兩側下回風，回風口4.0m×0.3m底邊離地0.1m；排風口0.4m×0.4m；手術臺1.8m×0.6m×0.8m。圖4-40幾何模型1-送風口2-手術床3-回風口4-排風口建立物理模型房間尺寸圖4-40幾何模型1-送風口2-手數學模型

建立數學模型是為了對所研究的流動問題進行數學描述。潔凈室內空氣的流體流動通常用不可壓縮流體的粘性流動控制微分方程來描述。因此數值模擬中最基本的數學物理模型即為粘性流體的N-S方程。采用穩(wěn)態(tài)不可壓縮N-S雷諾時均方程，用湍流渦粘度模型處理雷諾應力項，方程的封閉采用高雷諾數κ-ε模型。以及相應的假設條件。

數學模型建立數學模型是為了對所研究的流動問題進行數學描述。數值計算方法

由N-S方程建模獲得的微分方程相互耦合，具有很強的非線性特征，目前只能利用數值方法進行求解。這就需要對實際問題的求解區(qū)域進行離散。數值方法中常用的離散形式有：有限容積法，有限差分法，有限元法等。劃分網格，選擇算法。數值計算方法由N-S方程建模獲得的微分方程相互耦合，具有很邊界條件的處理

入口邊界；出口邊界；壁面邊界屋頂、地板及內隔墻取絕熱條件，外墻壁面取定熱流邊界條件，綜合傳熱系數。對氣、固耦合問題，手術床等固體區(qū)域的粘性系數設為無窮大，氣、固交界面空氣流動取無滑移條件；手術床等壁面溫度按絕熱條件進行計算。邊界條件的處理入口邊界；出口邊界；結果：速度場、溫度場圖4-42X=4.0m斷面速度等值線分布圖4-41

X=4.0m斷面速度矢量分布結果：速度場、溫度場圖4-42X=4.0m斷面速度等值線分結果：速度場、溫度場圖4-44Y=0.4m斷面速度等值線分布圖4-43

Y=0.4m斷面速度矢量分布結果：速度場、溫度場圖4-44Y=0.4m斷面速度等值線分結果：速度場、溫度場圖4-46Y=1.1m斷面速度等值線分布圖4-45

Y=1.1m斷面速度矢量分布結果：速度場、溫度場圖4-46Y=1.1m斷面速度等值線分結果：速度場、溫度場圖4-48Z=3.0m斷面速度等值線分布圖4-47Z=3.0m斷面速度矢量分布結果：速度場、溫度場圖4-48Z=3.0m斷面速度等值線分結果：速度場、溫度場圖4-50Y=0.4m斷面溫度等值線圖4-49X=4.0m斷面溫度等值線結果：速度場、溫度場圖4-50Y=0.4m斷面溫度等值線圖結果：速度場、溫度場圖4-52Z=3.0m斷面溫度等值線圖4-51Y=1.1m斷面溫度等值線結果：速度場、溫度場圖4-52Z=3.0m斷面溫度等值線圖結果分析在主流區(qū)周圍產生了較大渦流，手術床以下區(qū)域，由于回風影響，氣流方向發(fā)生了明顯的傾斜，手術床底部兩側出現了明顯的流動旋渦，由此可見，除主流區(qū)外的其他區(qū)域無法保證單向流，其流態(tài)為非單相流。因此，排風對送風流場影響不大，在實際設計中應注意排風口與送風口間的距離和排風速度，以免產生氣流短路的現象。結果分析在主流區(qū)周圍產生了較大渦流，手術床以下區(qū)域，由于回風結果分析主流區(qū)溫度最接近單向流送風溫度。由于送風量較大，除熱源表面外，室內溫度分布比較均勻。能夠保證室內熱舒適要求。綜合上述分析，可以認為局部集中送風方式對室內人員的熱舒適不會造成負面影響，不會出現“吹冷風”的感覺。結果分析主流區(qū)溫度最接近單向流送風溫度。潔凈室系統(tǒng)原理演示潔凈室系統(tǒng)原理演示潔凈室系統(tǒng)原理演示潔凈室系統(tǒng)原理演示潔凈室系統(tǒng)原理演示潔凈室系統(tǒng)原理演示第四章空氣潔凈原理

“十三五”國家重點出版物出版規(guī)劃項目“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材“十一五”普通高等學校國家級規(guī)劃教材湖南省優(yōu)秀教材第四章空氣潔凈原理“十三五”國家重點出版物出版規(guī)劃項目潔凈室氣流組織

所謂氣流組織，就是在是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(qū)形成比較均勻而穩(wěn)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(qū)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。潔凈室氣流組織所謂氣流組織，就是在是房間內合理地布置送風口潔凈室氣流組織

潔凈室按氣流組織單向流潔凈室；非單向流潔凈室（亂流潔凈室）；輻（矢）流潔凈室；混合流（局部單向流）潔凈室。合理的潔凈室氣流組織能使室內空氣的流動符合設計要求，保證室內空氣的溫度、濕度、流速及潔凈度等滿足工藝、人員的舒適度要求。潔凈室氣流組織潔凈室按氣流組織潔凈室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(fā)的污染物質的空氣，維持生產環(huán)境所要求的潔凈度；使散發(fā)到潔凈室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機率；滿足潔凈室內溫度、濕度等空調送風要求和人的舒適要求。潔凈室氣流組織原則要求送入潔凈房間的潔凈氣流擴散速度快、氣流單向流潔凈室氣流組織

過去稱：層流潔凈室或平行流潔凈室。定義：氣流以均勻的截面速度，沿著平行流線以單一方向在全室截面上通過的潔凈室。單向流潔凈室的基本原理單向流潔凈室靠送風氣流“活塞”般的擠壓作用，迅速把室內污染物排出。單向流潔凈室氣流組織過去稱：層流潔凈室或平行流潔凈室?？諝鉂崈艏夹g(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件單向流潔凈室的特點

在潔凈室內，從送風口到回風口，氣流流經途中的斷面基本上沒有什么變化。送風靜壓箱和高效過濾器起到均壓均流作用，全室斷面上的流速比較均勻，在工作區(qū)內流線單向平行，沒有渦流。單向流潔凈室不是靠摻混稀釋作用，而是靠推出作用將室內的污染空氣沿整個斷面排至室外。單向流潔凈室的特點在潔凈室內，從送風口到回風口，氣流流經途單向流潔凈室氣流組織保證單向流潔凈室潔凈的先決條件：來流的潔凈度；來流的活塞流情況。重要措施：在頂棚或墻面滿布高效過濾器不可能百分之百地滿布過濾器。圖4-1單向流氣流組織單向流潔凈室氣流組織保證單向流潔凈室潔凈的先決條件：圖4-1垂直單向流潔凈室圖4-2垂直單向流潔凈室垂直單向流潔凈室圖4-2垂直單向流潔凈室單向流潔凈室原理圖4-3單向流潔凈室原理圖單向流潔凈室原理圖4-3單向流潔凈室原理圖過濾器的滿布情況

單向流潔凈室的滿布比一般情況下應達到80%；GB50073-2001規(guī)定垂直單向流潔凈室滿布比不應小于60%，水平單向流潔凈室不應小于40%，否則就是局部單向流。過濾器的滿布情況單向流潔凈室的滿布比一般情況下應達到80%滿布情況與潔凈控制理想滿布比為100%時，過濾器后房間內含塵濃度只決定于過濾器送風濃度。情況滿布為一個比例時，此時就有渦流區(qū)，滿布比不同的單向流潔凈室，其含塵濃度是不同的。人員密度不同的單向流潔凈室含塵濃度也不同，所以要適當控制單向流潔凈室的人員數量。

滿布情況與潔凈控制理想滿布比為100%時，過濾器后房間內含塵滿布比和潔凈氣流滿布比滿布比和潔凈氣流滿布比單向流潔凈室的特性指標

單向流潔凈室性能的特性指標：流線平行度流線平行的作用是保證塵源散發(fā)的塵粒不作垂直于流向的傳播。亂流度（速度不均勻度）速度場的集中或離散程度。

下限風速

保證潔凈室能控制各種污染的最小風速。

單向流潔凈室的特性指標單向流潔凈室性能的特性指標：中國、美國的工作區(qū)規(guī)定圖4-4工作區(qū)柱狀圖（注：凈層高不少于2.7m）cm7615080921027092中國、美國的工作區(qū)規(guī)定圖4-4工作區(qū)柱狀圖（注：凈層高不少工作區(qū)規(guī)定如果一個工作人員站著進行操作，那么不希望距離地面1.8m散發(fā)的塵粒，降落到離地面0.75m高時，超過該工作人員的工作范圍，進入到相鄰工作人員的工作范圍，對相鄰區(qū)域環(huán)境造成影響。例如，一個工作人員在桌面上的操作范圍為100cm，如果人站立操作，距離桌面1.05m處散發(fā)的塵粒在降落到桌面時，仍未超出自己的工作范圍，就不會對相鄰區(qū)域的工作人員造成污染。工作區(qū)規(guī)定如果一個工作人員站著進行操作，那么不希望距離地面1流線平行度與漸變流

如果流線是漸變流的曲線，那么其和工作區(qū)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°。圖4-5漸變流流線的傾角流線平行度與漸變流如果流線是漸變流的曲線，那么其和工作區(qū)流線平行度與流線交角單向流潔凈室要求流線之間既要平行，在0.5m距離內線間夾角最大不能過25°要求流線盡可能垂直于送風面其傾斜角不能小于65°。

圖4-5流線交角流線平行度與流線交角單向流潔凈室要求流線之間既要平行，在0.亂流度（速度不均勻度）

速度場均勻對于單向流潔凈室是極其重要的，不均勻的速度場會增加速度的脈動性，促進流線間的質點的摻混。亂流度是為了說明速度場的集中或離散程度?！獊y流度；

——各測點的速度；n——測點數；

——

平均速度。亂流度（速度不均勻度）速度場均勻對于單向流潔凈室是極其重要單向流下限風速與污染源下限風速是指保證潔凈室能控制以下四種污染的最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。單向流下限風速與污染源下限風速是指保證潔凈室能控制以下四種污下限風速建議值

潔凈室下限風速（m/s）條件

垂直單向流0.12平時無人或很少有人進出，無明顯熱源。0.3無明顯熱源?！?.5有人，有明顯熱源。如0.5仍不行，則宜控制熱源尺寸和加以隔熱。水平單向流0.3平時無人或很少有人進出。0.35一般情況≯0.5要求高或人員進出頻繁的情況ISO14644-1標準對單向流潔凈室建議的平均風速：ISO5級（100級）0.2～0.5m/s；高于ISO5級0.3～0.5m/s。下限風速建議值潔凈室下限風速（m/s）條件單向流潔凈室氣流組織的主要形式

垂直單向流潔凈室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。單向流潔凈室氣流組織的主要形式垂直單向流潔凈室單向流潔凈室氣流組織的主要形式水平單向流潔凈室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。其他形式：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。單向流潔凈室氣流組織的主要形式水平單向流潔凈室圖4-6垂直單向流滿布過濾器+格柵回風垂直單向流滿布過濾器+格柵回風特點可以獲得均勻向下的單向平行氣流，自凈能力強，能夠達到最高的潔凈度級別。工藝設備可以任意布置，可簡化人凈設備頂棚結構復雜、造價和維護費用高。

圖4-6垂直單向流滿布過濾器+格柵回風垂直單向流滿布過濾器+垂直單向流滿布孔板+格柵回風

為了降低潔凈室的造價，可以將高效過濾器布置在兩側，頂棚滿布孔板，起到使氣流均勻的作用。但是側布高效過濾器不容易滿足風量的要求，因此這種方式可以應用于潔凈面積較小，風量不大的潔凈室。圖4-7垂直單向流滿布孔板+格柵回風垂直單向流滿布孔板+格柵回風為了降低潔凈室的造價，可以將高垂直單向流滿布阻尼層+格柵回風

側布高效過濾器面積不容易滿足風量的要求，特別是不容易滿足大于80%額定風量的要求。阻尼層的作用是要保證其下方為均勻的平行單向流，因此孔板的開孔率應在60%以上。圖4-8垂直單向流滿布阻尼層+格柵回風垂直單向流滿布阻尼層+格柵回風側布高效過濾器面積不容易滿足垂直單向流滿布阻尼層+格柵回風

阻尼層不能用易含塵或本身易帶塵的材料金屬孔板外，也可用尼龍紗等透氣好的材料做阻尼層。這些材料阻力小，使其與高效過濾器之間不能緊密接觸，因此在高效過濾器的內表面上容易積塵。圖4-8垂直單向流滿布阻尼層+格柵回風垂直單向流滿布阻尼層+格柵回風阻尼層不能用易含塵或本身易帶空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件垂直單向流兩側下回風+過濾器送風

垂直單向流潔凈室造價高另一個重要原因是使用了格柵地板，材料價格比較高。全頂棚送風兩側下回風潔凈室是對地板回風方式的改進。國外有人稱其為準單向流潔凈室。圖4-9垂直單向流雙側回風+過濾器送風垂直單向流兩側下回風+過濾器送風垂直單向流潔凈室造價高另一垂直單向流兩側下回風+孔板送風

高效過濾器側布，兩側下回風潔凈室。與典型的垂直單向流相比較，從頂棚和地面兩個方面降低了潔凈室的造價。圖4-10垂直單向流雙側回風+孔板送風垂直單向流兩側下回風+孔板送風高效過濾器側布，兩側下回風潔垂直單向流兩側下回風+阻尼層送風

這是為了降低潔凈室的造價，采取的另一種對滿布高效過濾器送風，地板回風方式的改進方法。圖4-11垂直單向流雙側回風+阻力層送風垂直單向流兩側下回風+阻尼層送風這是為了降低潔凈室的造價，垂直單向流+周邊壓出式回風+滿布過濾器送風

主要特點：最簡易的垂直單向流潔凈室氣流平行性不如兩側下回風式壓出的氣流有利于所在環(huán)境潔凈度的提高圖4-12垂直單向流+周邊回風+過濾器回風垂直單向流+周邊壓出式回風+滿布過濾器送風主要特點：圖4-無氣幕局部垂直單向流

只在需要平行流的地區(qū)形成局部單向流投資大為減少圖4-14無氣幕局部垂直單向流

無氣幕局部垂直單向流只在需要平行流的地區(qū)形成局部單向流圖4水平單向流直回式

送風墻滿布高效過濾器水平送風，全墻面回風；回風墻一般安裝中效過濾器。特點沿氣流方向潔凈度不同流線可能略下傾。只在第一工作區(qū)達到最高潔凈度。圖4-15水平單向流直回式

水平單向流直回式送風墻滿布高效過濾器水平送風，全墻面回風；水平單向流隧道式

水平單向流隧道式氣流組織，它是在潔凈工作臺隧道的基礎上改進發(fā)展而來的。1-頂棚和墻壁2-送風機3-混合箱4-高效過濾器5-工作臺6-支撐框7-開口部。圖4-16水平單向流隧道式

水平單向流隧道式水平單向流隧道式氣流組織，它是在潔凈工作臺單向流隧道式

圖4-17隧道潔凈室示意圖隧道潔凈室為進一步提供工作區(qū)的潔凈度，將生產區(qū)和通道分割開而建造的由潔凈工作臺組成的超級潔凈室。單向流隧道式圖4-17隧道潔凈室示意圖隧道潔凈室為進一單向流隧道式特點與水平單向流直回式氣流組織的不同點：在布置高效過濾器的送風墻的對面沒有回風墻，是向外敞開的；沒有管路循環(huán)空氣，而將內部空氣向周圍環(huán)境排出；不能用把壓力提高到比周圍環(huán)境高的方法防止和排除污染，而是靠空氣的速度防止污染的侵入；內部的溫濕度宜與環(huán)境溫濕度相同。單向流隧道式特點與水平單向流直回式氣流組織的不同點：單向流隧道式的回風方式

該氣流組織形式的室內回風穿過工作臺進行循環(huán)，對工作臺臺面會造成污染，并且可能會對界面處產生誘導氣流，降低潔凈工作臺的潔凈等級。圖4-18全側墻回風式氣流組織單向流隧道式的回風方式該氣流組織形式的室內回風穿過工作臺進單向流隧道式的回風方式該氣流組織形式的潔凈工作臺位于潔凈室內，潔凈室的回風全部由地面排出。由于隧道回風參與全室回風容易導致回風速度不均勻引起的氣流偏轉現象，不容易維持潔凈度級別。

圖4-19全地板回風式氣流組織

單向流隧道式的回風方式該氣流組織形式的潔凈工作臺位于潔凈室內單向流隧道式的回風方式可以避免回風穿過工作臺和室內回風與工作臺共用回風道所帶來的弊端。利用設在操作面正下方的條狀回風口，使?jié)崈羲淼阑仫L可以自成循環(huán)，操作面前方回風氣流較強，有利于排除污染。圖4-20側墻+地板地板回風式氣流組織

單向流隧道式的回風方式可以避免回風穿過工作臺和室內回風與工作水平單向流其它回式方式

圖4-22水平單向流雙側回風式

圖4-21水平單向流一側回風式

水平單向流其它回式方式圖4-22水平單向流雙側回風式圖水平單向流其它回式方式圖4-24水平單向流對送+對回式

圖4-23水平單向流上回風式

水平單向流其它回式方式圖4-24水平單向流對送+對回式圖非單向流氣流組織

基本原理非單向流潔凈室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。主要形式散流器頂送；帶擴散風口過濾器頂送；風口側送；風口斜送。非單向流氣流組織基本原理非單向流潔凈室的基本原理

氣流擴散得越快越好。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。

圖4-25非單向流潔凈室的基本原理非單向流潔凈室的基本原理氣流擴散得越快越好。圖4-25非單向流潔凈室的基本原理

非單向流潔凈室的基本原理空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件非單向流氣流組織

圖4-26非單向流氣流組織示意圖非單向流氣流組織圖4-26非單向流氣流組織示意圖非單向流潔凈室的特性指標

非單向流潔凈室的特性指標換氣次數與舒適性空調相同氣流組織保證能均勻的送風和回風，充分發(fā)揮潔凈氣流的稀釋作用。

自凈時間室內從某污染狀態(tài)降低到某潔凈狀態(tài)所需要的時間。

非單向流潔凈室的特性指標非單向流潔凈室的特性指標非單向流潔凈室的換氣次數

空氣潔凈度等級換氣次數（次/h）備注ISO6級(千級)50～60適用于層高小于4.0米的潔凈室對于室內人員少和熱源少的及宜采用下限值ISO7級(萬級)15～25ISO8～9級(10萬~100萬)10～15非單向流潔凈室的換氣次數空氣潔凈度等級換氣次數（次/h）非單向流潔凈室的氣流組織

氣流組織的作用是保證能均勻的送風和回風，充分發(fā)揮潔凈氣流的稀釋作用。因此要求單個風口有足夠的擴散作用。整個潔凈室內風口布置均勻，數量盡可能多，要盡量減少渦流和氣流回旋。ISO5級(100級)或更高潔凈度的潔凈室，需要采用單向流潔凈室。非單向流潔凈室的氣流組織氣流組織的作用是保證能均勻的送風和非單向流潔凈室的自凈時間

非單向流潔凈室的自凈時間反映了潔凈室從污染狀態(tài)恢復到正常狀態(tài)的能力，因此自凈時間越短越好。非單向流潔凈室自凈時間一般不超過30分鐘。T:非單向流潔凈室自凈時間（min）;N0:潔凈室原始含塵濃度，即t=0時的含塵濃度（pc/L）;N:潔凈室穩(wěn)態(tài)時的含塵濃度（pc/L）;n:換氣次數（次/h-1）.非單向流潔凈室的自凈時間非單向流潔凈室的自凈時間反映了潔凈非單向流潔凈室氣流組織主要形式

非單向流潔凈室根據送風口、回風口的構造和設置位置分為不同的氣流組織形式

散流器頂送形式簡單，適宜于小面積的潔凈室。圖4-27散流器頂送非單向流潔凈室氣流組織主要形式非單向流潔凈室根據送風口、回非單向流潔凈室氣流組織主要形式增大了過濾器頂送的潔凈氣流作用范圍比過濾器頂送多一個出口積塵的機會長期不運行后再運行時要先擦凈擴散風口圖4-28帶擴散風口頂送帶擴散風口頂送非單向流潔凈室氣流組織主要形式增大了過濾器頂送的潔凈氣流作用非單向流潔凈室氣流組織主要形式氣流組織形式比過濾器頂送簡單特別適用于無頂棚空間的房間?？衫米呃龋L管設于走廊頂棚中。適合有一般空調要求的潔凈室。圖4-29風口側送風口側送非單向流潔凈室氣流組織主要形式氣流組織形式比過濾器頂送簡單圖非單向流潔凈室氣流組織主要形式用于房間長度不夠側送或不允許回流的場合（如手術室）。

圖4-30單側風口斜送非單向流潔凈室氣流組織主要形式用于房間長度不夠側送或不允許回非單向流潔凈室氣流組織主要形式圖4-32局部孔板頂送圖4-31雙側口斜送非單向流潔凈室氣流組織主要形式圖4-32局部孔板頂送圖4-非單向流潔凈室氣流組織主要形式圖4-34雙層壁回風頂送圖4-33局部阻尼層頂送非單向流潔凈室氣流組織主要形式圖4-34雙層壁回風頂送圖4空氣潔凈技術(第2版)-第四章-空氣潔凈原理課件輻流潔凈室氣流組織

輻流潔凈室氣流組織的基本原理

輻流潔凈室(或矢流潔凈室)，它應屬于非單向流，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。主要形式扇形半球形半圓形輻流潔凈室氣流組織輻流潔凈室氣流組織的基本原理輻流潔凈室氣流組織示意圖圖4-36扇形送風口示意圖圖4-35輻射流潔凈室示意圖輻流潔凈室氣流組織示意圖圖4-36扇形送風口示意圖圖4-輻流潔凈室氣流組織的特點

空態(tài)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潔凈室的自凈時間.靜態(tài)時，在障礙物的下風側或兩側出現渦流區(qū)，因此在輻流潔凈室中應盡可能避免在流線方向上的障礙。輻流潔凈室氣流組織的特點空態(tài)時流線不交叉，流線間橫向擴散比輻流潔凈室氣流組織的特點設置扇形送風口時，回風口對流場和濃度場的影響均很??；設置半圓柱形送風口時，低回風口對控制污染有利，一般回風口高度宜取0.3m。輻流潔凈室的氣流分布不如單向流潔凈室的氣流分布均勻，風口和過濾器均比常規(guī)風口和過濾器復雜一些，并且在非空態(tài)時容易產生渦流區(qū)。輻流潔凈室氣流組織的特點設置扇形送風口時，回風口對流場和濃度輻流潔凈室的設計參數

半圓柱形送風口室寬宜在6～12m之間;回風口高度≈0.3m半圓柱形送風口的圓柱半徑≈0.5m；半圓柱形送風口的送風速度=0.45～0.6m/s。輻流潔凈室的設計參數半圓柱形送風口輻流潔凈室的設計參數

扇形送風口扇形送風口的送風速度=0.45～0.55m/s

輻流潔凈室的設計參數扇形送風口潔凈室壓差控制的作用潔凈室的壓差就是潔凈室與周圍空間所必須維持的靜壓差。使廠房外環(huán)境與潔凈室之間、潔凈度不同的潔凈室之間或潔凈室與一般房間之間保持適當的壓差值.目的是為了保證潔凈室在正常工作或空氣平衡暫時受到破壞時，潔凈室的潔凈度免受鄰室的污染或污染鄰室。潔凈室壓差控制的作用潔凈室的壓差就是潔凈室與周圍空間所必須維壓差控制的正壓與負壓選擇

潔凈室與鄰室維持正的靜壓差（簡稱正壓）是較為常見的情況。工業(yè)潔凈室和一般生物潔凈室都是采用維持正壓。使用有毒、有害氣體或使用易燃易爆溶劑或有高粉塵操作的潔凈室、生產致敏性藥物、高活性藥物的生物潔凈室以及其他有特殊要求的生物潔凈室需要維持負的靜壓差（簡稱負壓）。

壓差控制的正壓與負壓選擇潔凈室與鄰室維持正的靜壓差（簡稱正建議靜壓差

目的非單向流潔凈室與任何相通的相差一級的鄰室/Pa非單向流潔凈室與任何相通的相差一以上級的鄰室/Pa單向流潔凈室與任何相通的鄰室/Pa潔凈室與室外（或與室外相通的房間）/Pa一般(防止縫隙滲漏)55～105～1015嚴格（防止開門進入的污染）540或對緩沖室510或對緩沖室5對緩沖室10無菌潔凈室5對緩沖室5對緩沖室5對緩沖室10建議靜壓差目的非單向流潔凈室與任何相通的相差一級的鄰室/維持靜壓差風量計算多數是采用房間換氣次數估算的，縫隙法比估算法較為合理和精確?？p隙法維持靜壓風量計算公式LC:維持潔凈室壓差值所需的壓差風量（m3/h）;μP:流量系數，通常取0.2～0.5;ΔP:靜壓差（Pa）;ρ:空氣的密度（kg/m3）.維持靜壓差風量計算多數是采用房間換氣次數估算的，縫隙法比估算維持靜壓差風量計算經驗式計算壓差風量a:根據圍護結構氣密性確定的安全系數，一般可取1.1～1.2;

q:當潔凈室為某一壓差值時，其圍護結構單位長度縫隙的滲漏風量（m3/(h·m)）;

l:潔凈室圍護結構的縫隙長度（m）.維持靜壓差風量計算經驗式計算壓差風量a:根據圍護結構氣密性確圍護結構單位長度縫隙的滲漏風量

壓差/Pa門

窗

形

式非密閉門密閉門單層固定密閉木窗單層固定密閉鋼窗單層開啟式密閉鋼窗傳遞窗壁板漏風量/m3/(h·m)

4.91741.00.73.52.00.39.82461.51.04.53.00.614.73082.01.36.04.00.819.63692.51.57.05.01.024.540102.81.78.05.51.229.448113.01.98.56.01.434.352123.52.19.07.01.539.255133.82.310.07.51.744.155154.02.510.58.01.949.060164.42.611.59.02.0圍護結構單位長度縫隙的滲漏風量壓差/Pa門

潔凈室壓差值與房間換氣次數

室內壓差值/Pa有外窗、氣密性較差的潔凈室有外窗、氣密性較好的潔凈室無外窗、土建式潔凈室50.90.70.6101.51.21.0152.21.81.5203.02.52.1253.63.02.5304.03.32.7354.53.83.0405.04.23.2455.74.73.4506.55.33.6潔凈室壓差值與房間換氣次數室內壓差值/Pa有外窗、氣密潔凈室壓差控制

原理:控制送風量、回風量和排風量。正壓壓差的控制措施回風口控制余壓閥控制調節(jié)回風閥或排風閥差壓變送器控制調節(jié)新風閥潔凈室壓差控制原理:控制送風量、回風量和排風量。潔凈室壓差控制回風口控制通過回風口上的百葉可調格柵或阻尼層改變其阻力來調整回風量，達到控制室內壓力的目的。特點是結構比較簡單、經濟，格柵控制調節(jié)量方便。但格柵不易關死，且調節(jié)幅度不大，會對氣流方向產生影響。潔凈室壓差控制回風口控制潔凈室壓差控制余壓閥控制通過手動或自動調整余壓閥上的平衡壓塊，改變壓閥的閥門開度，實現室內的壓力控制。余壓閥一般設在潔凈室下風側墻上。余壓閥安裝簡單。圖4-37余壓閥控制正壓潔凈室壓差控制余壓閥控制圖4-37余壓閥控制正壓潔凈室壓差控制圖4-38壓差變送器自動控制系統(tǒng)潔凈室壓差控制圖4-38壓差變送器自動控制系統(tǒng)潔凈室壓差控制圖4-39調節(jié)新風量和回風量控制正壓潔凈室壓差控制圖4-39調節(jié)新風量和回風量控制正壓潔凈室緩沖與隔離

壓差控制是防止將污染帶進或帶出潔凈室的重要措施。當需要的壓差值太大，不容易辦到時，就要加設輔助設施。常見的緩沖設施氣閘室；緩沖室；空氣吹淋室傳遞窗

潔凈室緩沖與隔離壓差控制是防止將污染帶進或帶出潔凈室的重要潔凈室流場數值模擬

潔凈室流場數值模擬的意義不同的氣流組織型式及送回風參數條件下，室內污染源所散發(fā)的顆粒物在氣流運動的作用下會產生不同的運動，也使?jié)崈羰矣胁煌膬艋Ч?。數值模擬方法可以模擬和預測潔凈室內的主要場，從而確定最佳的空氣凈化方案，為潔凈室的設計提供良好的參考。潔凈室流場數值模擬潔凈室流場數值模擬的意義潔凈室計算機模擬技術潔凈室的研究方法可分為兩類：實驗法和數值模擬法，其中CFD方法就是數值模擬法的一種，目前CFD方法的應用相當廣泛。計算機模擬技術（特別是計算流體動力學，CFD）對于潔凈室設計起著重要作用?；谟嬎懔黧w動力學的模擬計算軟件，可以給我們提供很多用以預測的分析手段，使我們直觀地感受可能出現的氣流狀況，從而為改進潔凈室設計提供了良好的參考。CFD是英文ComputationalFluidDynamics（計算流體動力學）的簡稱。簡單地說，CFD相當于“虛擬”地在計算機上做實驗，用以模擬仿真實際的流體流動情況。潔凈室計算機模擬技術潔凈室的研究方法可分為兩類：實驗法和數值CFD的過程示意

根據數學物理模型編制CFD軟件計算機運算CFD的過程示意根據數學物理模型編制CFD軟件計算機運算WhyCFD模型實驗模型實驗：周期長，價格昂貴，受自然條件限制WhyCFD模型實驗模型實驗：周期長，價格昂貴，受自然條件WhyCFD模擬仿真模擬仿真：周期短，成本低，資料完備，易于模擬真實條件WhyCFD模擬仿真模擬仿真：周期短，成本低，資料完備，易常用CFD軟件PHOENICSFLUENTAIRPAKCFXSTAR－CDFIDAP多達數十種商用CFD軟件，常用：常用CFD軟件PHOENICS多達數十種商用CFD軟件，常用常用