垂直（zhí）單向流潔淨室標準及相關探討

1、垂直單向流（liú）潔（jié）淨室原理
垂直單向（xiàng）流是別潔淨室應用zui廣泛的一種（zhǒng）氣流流型。在潔淨室內空氣過（guò）濾器(或超空氣過濾器)布置在頂棚或（huò）側（cè）麵，從送風口到回風口（kǒu），氣流流經途中的斷麵幾乎沒有什麽變化，加上送風靜壓箱和過濾（lǜ）器的均壓作用，使得全（quán）室斷麵上的流速比較（jiào）均勻，而至少在工作區內流（liú）線單向平行，沒有渦（wō）流。幹淨的氣流（liú）不是一股（gǔ）或幾（jǐ）股，而是充滿全室斷麵，所以這種潔淨室（shì）不是靠參混稀釋作用，而是（shì）靠推出作用將室內髒空氣沿整個斷（duàn）麵排至室外，從而達（dá）到淨化室內空（kōng）氣的（de）目的。空氣經架空（kōng）地板（bǎn）回至循環風機，從而形成上送下回的垂直單向流流型。當房（fáng）間（jiān）寬度小於等於6m時，也可以在側牆下部（bù）設回風口形成（chéng）上送下側（cè）回（huí）的氣（qì）流流型，這種方式基本上也屬於（yú）垂直單向流流型。
2、單向流的三要素
單向流的形成除了要滿（mǎn）足氣流充滿潔（jié）淨室或潔淨區，還有三個要素：氣流速度、氣流的不均勻度、氣（qì）流的平行度。而且對三要素均有嚴格的要求。
（1）氣流（liú）速度
氣（qì）流速度的（de）選擇原則應該使整個氣流均勻流動不（bú）發生滯留區。氣流速度應能（néng）抵抗人員活動、熱（rè）浮升（shēng）的幹（gàn）擾，對於垂直單向（xiàng）流潔淨室橫（héng）斷麵的斷（duàn）麵風速（sù）Vd可（kě）參（cān）考下述數（shù）值選用：
a) 室內無人（rén）或經常處於無人狀（zhuàng）態 0．1～0．15m／s
b) 一般情況ISOl～4級 0．25—0．35m／s，ISO5級 0．2～0．35m／s
c) 有上升熱（rè）氣流(流速為Vr)時，Vd＞Vr
d) 考慮人員舒適 Vd＜0．5m／s
e) 工藝有特殊要求（qiú）時按工藝要求確定。
（2）氣流速度的不均勻（yún）度
潔淨技術發（fā）展初（chū）期，對氣流的不均勻（yún）度要求很嚴格。美國FS209B規定：不（bú）均（jun1）勻度（dù）在（zài）±20%以內。此規定（dìng）沒有說明（míng）以那個速度為基準值（zhí），是設（shè）計風速還（hái）是斷麵風（fēng）速的實測平均值。一般認為其準值是斷麵實測的平均風速。美國FS209以後，刪掉了氣流不均勻度的要求。這顯然是（shì）長期實踐得出的認識。從長期（qī）對潔淨室的測試發現這一要求基本達不到。我們知道，出口氣流除（chú）射流的主體段之核心部分，氣流速度相等，流線平行外（wài），其它部分均不可能。由於過濾器（qì）濾料密度不均，過濾器送風靜壓箱壓力不均，及由於相鄰（lín）過濾（lǜ）器邊框形成的無風區，相鄰過濾器（qì）出風搭接處的風速與過濾器表麵的出風風速也不相同。
（3）流線的平行度（dù）
各種規（guī）範都規定單（dān）向流的（de）一個要素是氣流平行。這一點到目前為止仍被堅（jiān）持。然而實踐證明這也是*沒必要的。我們知道，隻要整個氣流中的流線（跡線）不交叉就不會形成渦流區。塵粒就會沿（yán）著跡線（流線）排走，而（ér）不會被滯留，或改行其它跡線。兩個流線（xiàn）之間在什麽情（qíng）況（kuàng）下形（xíng）成渦流暫尚無定（dìng）論。流（liú）體力學（xué）中的漸擴管的局部阻力損失，經推算當擴散角為5～8ozui小。這就意味著當擴散角（jiǎo）為5～8o時隻有流速分布改變（biàn）形成的損失，而基本無旋渦區損（sǔn）失。所以理論上當兩個流線的夾角小於5～8o時，則不會（huì）形成渦流（liú）；由此推（tuī）論隻要送（sòng）風口的出流中，相鄰的流（liú）線擴張（zhāng）角（jiǎo）小於5～8o，整個氣流沿單一趨向流動仍可形成單向流。除了要滿足單（dān）向流潔淨室3項特（tè）性指標的要（yào）求外，還應滿足《潔淨室施工及驗收規範》(50591—2010)規定的回風口風速不（bú）應大於2.0m／s，並且回風口高度和（hé）潔淨室室寬的比值應大於或（huò）等於0.1的條件。在一般應用中，回風口設在低於工（gōng）作區下限高度（dù）0.8m以下。
3、垂直單向流潔淨室（shì）新技術
全頂棚送風、兩側（cè）下回風的潔淨室
常規的垂（chuí）直（zhí）單向流潔淨室大多采用頂棚滿布過濾器送風（fēng），全地板格柵回風。這種潔淨室的（de）特點是：可以獲得均勻（yún）的向（xiàng）下單向平行氣流，因而自淨能力強（qiáng），能夠達到zui高的潔淨度級別（bié），不僅（jǐn）工藝（yì）設備（bèi）可以任意布置，而且可簡化人（rén）身淨化設施。但（dàn）是（shì）對於全地板格柵回風，地板給人的視覺（jiào）不好，行走（特別是女性）和放置物件都有不穩的（de）感覺，微小東西又（yòu）容易掉落到地板（bǎn）下麵。所以這種地板不利於垂直單（dān）向流潔淨室的推廣使用。為（wéi）此（cǐ）需要對這種回風方式加以改進（jìn），就出現了全頂棚送風兩側下回風的潔淨室。全頂棚送風相對兩側（cè）牆下回風式潔淨室是傳（chuán）統的垂直（zhí）單向流潔淨室的變型，也被稱為準單向（xiàng）流潔淨室。這（zhè）種送、回風方式可造成室內良好的氣流流型，室內大部分區域(包括人的工作（zuò）區)處於主流區，要求的潔淨度指標可在較小的（de）送風量下達到。顯然，它（tā）是一種比較理想的氣流。
4、關於垂直（zhí）單向流潔淨室的經（jīng）濟性比較
國內外大量研究表明，潔淨室（shì）的潔淨度主要取決於合理的氣流組織和過濾器的效率。對氣流而言，單向流無（wú）疑是*的氣流流型，因為它可以達到別潔淨（jìng）度。當然低級別潔淨（jìng）度可用非單向流。典型的（de）垂（chuí）直單向流流（liú）線平行（háng），同一高（gāo）度上塵（chén）粒排（pái）走的路徑相同而且zui短。當然（rán）垂直單向流是*氣流。但是（shì）對於頂棚滿布過濾器送風，全地板格柵回（huí）風係（xì）統。但這（zhè）種係（xì）統也有明顯（xiǎn）的缺點，除了上述提到的視覺效果不佳外；由於使用了格柵地板。這種地板一般用鑄鋁、塑料、鋼材等製（zhì）做，代（dài）價（jià）是比較高的，采用格（gé）柵地板不僅（jǐn）耗用（yòng）空（kōng）間而且其造價約占單向流潔淨室室內裝修費用的30％～50％，因此該係統的造價很高，不利於垂直單（dān）向流潔（jié）淨室的推（tuī）廣使用。而全頂（dǐng）棚送風兩側下回風的潔淨室，正是（shì）克服了上述缺點（diǎn），因（yīn）此這種（zhǒng）潔淨室因其（qí）相對低廉的造價以及較佳的流型受到（dào）人們的歡迎（yíng）。
5、係統使用場合
由於垂直單向流潔淨室（shì）主要應用於高潔淨度等級的。無論是以無生命微粒的控製為對象工業（yè）潔淨室（shì）；還是以控製有（yǒu）生命微料（細菌（jun1））與無命微料（塵埃）對工作對象的生物（wù）潔淨室，該係統都是適用（yòng）的（de），但是由於采用了兩側下回風，為了獲得理想（xiǎng）的氣流分布（bù），規定房間寬度小於6米（mǐ）。