非單向流潔淨室（shì）、輻（fú）流潔淨室（shì）、混合流潔淨室的（de）原理及其淨化效果比較

一、非單向流潔淨室
1、原（yuán）理
非單向流潔淨室的原理是靠潔淨送風氣（qì）流擴散、混合、不斷稀釋室內空氣，把室內（nèi）汙染逐漸排出，達到平衡。簡（jiǎn）言之，非單向流潔淨室的（de）原理就是稀（xī）釋作用，如下圖所示。由此看來，非單向流潔淨室是氣流以不均勻的速度，呈不平行流動，並伴（bàn）有回流或渦流的潔（jié）淨室。要想保證有很好的稀釋作用，需選擇擴散性能好的送風口，以及合理布置送風口及回風口。

2、特性指標
（1）換氣次數
換氣次數就是潔淨室送風量除以其淨容積。而潔（jié）淨室（shì）淨容積是不（bú）變的。所以，換（huàn）氣次數的大小（xiǎo）也反映出潔淨室（shì）送風量的大小，其作用是保證有足夠的潔（jié）淨稀釋氣流。在工程（chéng）設（shè）計中，換（huàn）氣次數是（shì）按照相關標準的推薦值來取用的。可見，換氣次數大，用於稀釋室內微粒汙染的潔淨送風量就大，就有可能使室內潔淨度提高。這裏為什麽（me）說“有可能"提高（gāo）室內潔淨度？因為（wéi）如果送回風口布置不合理，即使換（huàn）氣次數（shù）大，也未必能有好的效果，這就關係到潔淨室氣流組（zǔ）織的問題（tí）。
（2）氣流組織
潔淨室的氣流組織，是通過正確選擇送回（huí）風口形式且合理布置，使潔淨送（sòng）風氣流很好地擴散、稀釋汙染物並盡可能減少渦流，能使稀釋後的氣流很快的排入回風口。所以，同樣的換氣次數，送風口多點，布置均衡點，加之回（huí）風口也（yě）能與送風口相適應，控製汙染的能力就會增強（qiáng）。氣流組織可采（cǎi）用數值模擬方（fāng）法，得到（dào）速度矢量分布圖（tú）來進行分析（xī）。雖然與實際有不少偏差，但由於計算機技術快速發展，CFD軟件的不斷開發，數值模擬在潔（jié）淨技術（shù）領城受到不（bú）少技術人員的青睞。氣流組織也可通過測（cè）定流速場流線來（lái）進行（háng）分析。
（3）自淨時間
非單向流潔淨室是靠潔淨送風氣流的稀釋作用，把室內含塵濃度降到所需要求。在降低含塵濃度的過程中，有（yǒu）的潔淨室所（suǒ）花的時間少，有的多。這與送回風口形式（shì）、布置（zhì）的位置及換氣次（cì）數有關。把潔淨室從某種汙（wū）染狀態到達要求的潔淨狀態所需要（yào）的時間稱為自淨時間。自淨時間是潔淨室從汙染狀態回複到穩定的所需潔淨狀態的能力的體現，自淨時間越短，說明潔淨室控製汙染的能力越強。

當送回風口的形式、數量（liàng）及（jí）布置位置確定後，換氣次數越大（能耗越大），自淨時間就（jiù）越短。所以，在確定自淨時間時應根據潔淨室的性質、用戶的需求綜合（hé）考慮。有的潔淨室用戶，如潔淨手術室，要求的自淨時間短，在兩台手術（shù）之間使潔淨手術室盡可能快的回複到所要（yào）求的潔淨狀態，提高手術室的使用率。而對於固體（tǐ）製劑生產車間（jiān），就沒必要要求太（tài）短的自淨時間，上班開機後，到正式生產需較長的準備（bèi）時間。

亂流潔淨室的自淨（jìng）時間一般不超過30min。自淨時（shí）間可用下式計算：

式中t為非（fēi）單向流潔淨室的自（zì）淨時間(min)；
NO為潔（jié）淨室原始含塵濃度(粒/L)，實際情（qíng）況表明，隻要開機（jī）前係（xì）統已經停止運行幾個小時，最後NO將趨（qū）近於（yú）室（shì）外（wài）大氣含塵濃度（dù）M，潔淨室一般都（dōu）位於汙染較（jiào）輕的地區，建議取M=2*105粒/L；
N為潔淨室穩態時的含塵（chén）濃度(粒/L)；不能取級別上限濃度，宜取上限濃度的1/3～1/2；
n為換氣次數(次/h)。
自淨（jìng）時間除與上述因素有關外，還與末端過濾器有關。同樣一間潔淨室（shì）(有回（huí）風循環的（de）係統)，末端采用高效過濾器時，自淨時間短；采用亞高效過濾器時（shí），自淨時間長。所（suǒ）以在設計時，應多與潔淨室用（yòng）戶溝通，考（kǎo）慮各（gè）種因（yīn）素，確定（dìng）經濟合理的自淨（jìng）時間。
3、淨化效果
非單（dān）向流潔淨室能達到1000級及其以下的潔淨度。試驗對所建造的某1000級（jí）潔淨室(8m2)做潔淨度檢測時（shí）發（fā）現，在空態下，有部分測點的微粒濃度(≥0.5μm)小於100級的上限值，渦流區內的（de）測（cè）點（diǎn）濃度大於100級的上限值（zhí），當自淨時（shí）間（jiān）較（jiào）長時，隻有一個檢測人員貼牆站立不動，進行反複檢測，把移動測點後的第一個檢測數據刪掉(因為檢測人員的移（yí）動，導致第一個數據不穩定)，每個測（cè）點（diǎn）都從第二個數據開始記錄，取三次檢測數據（jù）的平均值作為該測（cè）點（diǎn）的微粒濃度值。經計算發現，全室測點(10點)的濃度平均值接近於100級的上限值。但這也（yě）不能說明該潔淨室達到100級(空（kōng）態)，因（yīn）為根據規範要求：①每（měi）個采樣點的（de）平均粒子濃度Ci應小於（yú）或等於潔淨（jìng）度（dù）等級規定的限（xiàn）值。②全部采樣點的平（píng）均粒子濃度N的95%置信度上（shàng）限值，應小於或等於潔淨度等級規定的限值。很顯然不能滿（mǎn）足規範的規定。盡管隻有8m2的潔淨室，氣流組織設（shè）計（jì）得很順（shùn）暢，也（yě）不能滿足100級（jí）的要（yào）求。在檢測中發現（xiàn），隻要檢測人員（yuán）稍有小幅的動作，粒子濃度很快增加。說明非單向流的（de）氣流組織控製汙染的能力比起單向流來（lái）要弱很多，這是由“稀釋"原理所（suǒ）決（jué）定的。
二、輻流潔淨室
輻流潔淨室也被稱為矢流（liú）潔（jié）淨室。在同樣的送風量下，淨化效果比非單向流頂送下（xià）側回要好得多。同樣的潔淨度要求下，所需送風量很小，節能效果（guǒ）非常顯著。
1、原理
這種（zhǒng）潔（jié）淨室，送（sòng）風口與（yǔ）回風口需安裝在（zài）異側，對角布置。送風口擴散孔板一（yī）般做成1/4圓弧形，通過這種送風口送出輻（fú）射狀的潔淨氣流向（xiàng）斜下方回風口處流動，把汙染物“斜推"
向回風口區域，最後排（pái）出室內。如（rú）下圖所示。

2、淨化效果
輻流潔淨室能達到（dào）1000級（jí）及其以下的潔淨度。但淨化效果比（bǐ）傳統的非單向流潔淨（jìng）室好（hǎo）。
3、工程應用分析
試（shì）驗利用地下室改建製劑車間，應用了這一氣流組（zǔ）織形式。因把高效過濾器做成圓弧狀，難度（dù）較（jiào）大，相配套的風口結構也比較複（fù）雜，需非標製作。於是，采用了（le）另一思路（lù），仍然使用普通（tōng）高效過濾器送風口（kǒu），把擴散孔板做成圓弧狀，並使阻（zǔ）尼加大。如（rú）下圖（tú）所示。

圖a所示是（shì）應用在淨高2.3m的地下室內，圖b所示（shì）是應用在（zài）淨高隻有2.1m的地下室內。這兩個工程的地下室進深都較長，所以，把送風主管安裝於內側，用彩鋼夾芯（xīn）板做出淨寬600mm左右的夾道，人可進入調節風量。高效過濾（lǜ）器送風口通過軟接頭及支管與主風管相連。室內用彩鋼（gāng）夾芯板裝修，采（cǎi）用走廊回風(因該製劑屬於單品種，不會發生交叉汙染)。這兩種氣流組（zǔ）織形式，其淨化效（xiào）果比傳統亂流潔（jié）淨（jìng）室還要好。且圖b所示的潔淨室淨（jìng）化效果要優於（yú）圖a所示，可能是送風口距工作麵較近所致。

這種低層高的建築空間，采用輻流氣流組織，取得了很好的淨（jìng）化效果，降低了（le）潔淨室改造的空間要求。特別是地下建築噪聲不好（hǎo）控製，應用（yòng）這（zhè）種氣流（liú）組織，風量可以減少，因而（ér）係統產生的噪聲也將降低。
三、混合流潔淨（jìng）室
混合流潔（jié）淨室是在潔淨室（shì）內既有單向（xiàng）流，又有非單向流的潔淨室。單向流營（yíng）造局部百級環境，非單向流營造局部百級的背景潔淨環境。這種潔淨室也是一種具有節能意義的潔淨室，體現了潔淨度按需營造的節（jiē）能思想。這（zhè）種潔淨室也就是經（jīng）常說的在1000級（jí）下的局部百級或在10000級（jí）下的局部（bù）百級潔淨室。
1、工程應用
在潔淨室中，某個生產工藝需百級（jí）潔淨（jìng）度，而周邊其他工藝區（qū）域（yù）隻要求較（jiào）低的潔淨度（dù）時，就可應用混合流氣流組（zǔ）織方案（àn）。如青黴素（sù）分裝工藝、大輸液灌（guàn）裝工藝都需要百級潔淨環境，而周（zhōu）邊隻需要1萬（wàn）級的潔淨環境。醫院（yuàn）I級潔淨手術室，手術區需要100級潔淨環（huán）境（jìng），而周邊（biān）區隻要求（qiú）1000級潔（jié）淨環境，這些潔淨室都需要采用混合流（liú）氣流（liú）組織。
2、設計（jì）施工（gōng）中的常見錯誤及改進措施
百級環境需單向流的氣流組（zǔ）織來營（yíng）造，在一個低級別潔淨環境中營造局部百級，回風口的設（shè）置位置非常重（chóng）要。工程設計中常見的錯誤是回（huí）風口的位置設置不合理，導致氣流過早彎（wān）曲，使工作麵（miàn）達不到100級。造成這種錯誤的原因，首先是沒有很好地理解平行的“活塞（sāi）"流控製汙染（rǎn）的原理，認為在工作麵上方（fāng）安裝層流罩就能實現局部百級；其次是由於生產工藝（yì）的原因，導致回風口的安裝位置受到限製。如果設計（jì）人（rén）員對生產工藝不熟悉，又沒有設計經驗，那麽就很難想出改進措施，所（suǒ）以導致工作麵達不到百級要（yào）求。