無塵車間不同等級的潔凈棚換氣次數(shù)由FFU、高效過濾器促進(jìn)對污染:
無塵車間不同等級的潔凈棚換氣次數(shù)一般是多少？
無塵車間潔凈棚主要用于控制室內(nèi)污染，構(gòu)造簡單、系統(tǒng)建造成本，之?dāng)U充比較容易，在某些特殊用途場所，可并用無塵工作臺，提高潔凈室等級。
層流無塵車間的送風(fēng)量的確定有著非常重要的意義，一般按室內(nèi)斷面風(fēng)速確定。
不能盲目按照換氣次數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)風(fēng)量，要考慮房間及工藝余熱、余濕。否則剛開始風(fēng)量也許能滿足溫濕度要求，系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后就不會效果那么好了。
100級垂直層流無塵室斷面風(fēng)速不小于0.25m/s，水平層流無塵車間斷面風(fēng)速不小于0.35m/s，亂流潔凈工作室一般按換氣次數(shù)估算：100,000級14.4—19.2次/小時(shí)，(規(guī)范：15次/小時(shí))。
10,000級23.8—28.6次/小時(shí)，(規(guī)范：25次/小時(shí))。
1,000級43.5—55.3次/小時(shí)，(規(guī)范：50次/小時(shí))。
萬級換氣次數(shù)≥25次/小時(shí)(一般取27-28)，十萬級換氣次數(shù)≥15次/小時(shí)(一般17-18)。
要注意把握潔凈棚的換氣時(shí)間和規(guī)律，嚴(yán)格把控，促進(jìn)對污染的有效控制。
潔凈棚的工作原理:
10-100級的潔凈棚：要使內(nèi)部凈化級別達(dá)到100級或以上就要使室內(nèi)的潔凈氣流形成單向垂直流。就是說在潔凈室內(nèi)的氣流在同一截面的任意一點(diǎn)氣流的方向和速度保持 一致，這樣就可以使?jié)崈魵饬飨蠡钊粯訉⑹覂?nèi)的塵埃粒子以快的速度帶走。要實(shí)現(xiàn)垂直流就要將高效過濾器布滿屋頂，才能實(shí)現(xiàn)單向垂直流，達(dá)到潔凈度100級或以上的級別。
1K-100K潔凈棚：其氣流組織方向和Class1-100潔凈棚不同，內(nèi)部的氣流是以不均勻的速度呈不平行流動，伴有回流和渦流，它主要靠潔凈的氣流不斷稀釋內(nèi)部空氣，將內(nèi)部的污染逐漸排出，來實(shí)現(xiàn)潔凈效果。要實(shí)現(xiàn)潔凈棚的等級不同，主要是依靠單位時(shí)間內(nèi)所送風(fēng)量的不同來實(shí)現(xiàn)的。
潔凈棚形式：可分為全封閉式、半封閉式。
全封閉式-多應(yīng)用于高要求場合或科研單位。
潔凈棚氣流工作原理:
氣流→空氣凈化系統(tǒng)凈化處理→FFU加壓送風(fēng)→FFU風(fēng)機(jī)過濾單元→潔凈棚→帶走塵土（細(xì)菌）。重復(fù)以上進(jìn)程，即可到達(dá)凈化目的。
潔凈棚的氣流以一個(gè)方向流動（或是垂直的或是水平的），并以一般是0.3米/秒至0.5米/秒（60英尺/分鐘至100英尺/分鐘）的均速流過整個(gè)空間。氣流由潔凈棚吊頂?shù)腇FU風(fēng)機(jī)過濾單元(帶高效過濾器)向棚內(nèi)送風(fēng)。氣流有如一個(gè)空氣活塞，向下流經(jīng)棚內(nèi)，帶走污染物，然后從地面排出。
潔凈棚優(yōu)點(diǎn):
構(gòu)造簡單、系統(tǒng)建造成本低，擴(kuò)充比較容易，在某些特殊用途場所，可并用超凈工作臺，提高潔凈棚的潔凈等級。
潔凈棚控制微粒污染的主要途徑：
1.控制污染源，減少污染發(fā)生量；
2.迅速有效地排除室內(nèi)已經(jīng)發(fā)生的污染；
3.有效地阻止室外的污染侵入。（或有效地防止室內(nèi)污染逸至室外）
流體力學(xué)的概念：
1.穩(wěn)定流與不穩(wěn)定流；（按照運(yùn)動要素流速、加速度等有無時(shí)間因素）
2.漸變流（流線之間基本是等距的，流線接近直線）與突變流；（按照流線形狀）
漸變流中包含有均勻流（漸變流的極限情況）與非均勻流；
3.層流與紊流（按照有無質(zhì)點(diǎn)交換）。
一、非單向流潔凈棚原理:
主要特點(diǎn)：從來流到出流之間氣流的流通斷面是變化的。也稱亂流。流態(tài)實(shí)質(zhì)：急變流，紊流，穩(wěn)定流。
（1）孔板頂送有全孔板頂送與局部孔板頂送之分。全孔板頂送風(fēng)速小，氣流分布均勻，可達(dá)到1000級潔凈度。局部孔板頂送與全孔板頂送比，風(fēng)速大，在墻側(cè)有渦流并部分沿測墻向上翻卷，經(jīng)頂棚到中間，隨潔凈氣流向下流，混入和污染潔凈氣流。其潔凈度可達(dá)10000級。
（2）流線型散流器頂送此種氣流組織方式適用于4米以上的高大廠房。
（3）高效過濾器風(fēng)口頂送高效過濾器布置在送風(fēng)口，一般帶擴(kuò)散板，可獲得1000級到100000級潔凈度，是一種常用的氣流組織形式。
（4）側(cè)送一般采用側(cè)送，同側(cè)下側(cè)回。此種形式適用于層高較低的廠房，多用于舊廠房改造。側(cè)送室內(nèi)渦流多，潔凈度只能達(dá)到10000級，但工程造價(jià)低。
非單向流潔凈棚的作用原理是：當(dāng)一股干凈氣流從高效送風(fēng)口送入室內(nèi)時(shí)，迅速向四周擴(kuò)散、混合。同時(shí)把差不多同樣數(shù)量的氣流從回風(fēng)口排走，這股干凈氣流稀釋著室內(nèi)污染的空氣，把原來含塵濃度很高的室內(nèi)空氣沖淡了，一直達(dá)到平衡。所以氣流擴(kuò)散的越快，越均勻，那么稀釋的效果當(dāng)然越好。
非單向流潔凈棚的原理就是稀釋作用。
根據(jù)非單向流潔凈棚的工作原理，它可以達(dá)到的潔凈度一般為1000~10000（6-7）級，如果設(shè)計(jì)合理，部分情況下可達(dá)100（5）級。室內(nèi)換氣次數(shù)越大，一般來說，所得潔凈度也越高。
二、層流潔凈棚
層流潔凈棚的進(jìn)風(fēng)面布滿高效過濾器，整個(gè)送風(fēng)面是一個(gè)大送風(fēng)口，送風(fēng)氣流經(jīng)靜壓箱和高效過濾器的均壓均流作用，從送風(fēng)口到回風(fēng)口氣流流線彼此平行，充滿全室斷面，以均速向前推進(jìn)，就像個(gè)大活塞，把室內(nèi)原污染空氣排入回風(fēng)口，從而達(dá)到凈化室內(nèi)空氣的目的。由于氣流的流線始終是平行的，無渦流，因此層流亦稱平行流潔凈棚。根據(jù)氣流組織形式分垂直層流潔凈棚和水平直層流潔凈棚。
1、垂直單向流潔凈棚
（1）頂棚滿布高效過濾器送風(fēng)，全地板格柵回風(fēng)這是典型的垂直單向流潔凈棚。
優(yōu)點(diǎn)是：可獲得均勻向下的單向氣流，因而自凈能力強(qiáng)，能夠達(dá)到最高的潔凈度級別。
缺點(diǎn)是：頂棚結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)和維護(hù)費(fèi)用高，高效過濾器堵漏較困難。
（2）側(cè)布高效過濾器頂棚阻尼層送風(fēng)，全地板格柵回風(fēng)
（3）頂棚和側(cè)面雙布高效過濾器送風(fēng)，全地板格柵回風(fēng)
（4）全頂棚送風(fēng)，兩側(cè)下回風(fēng)
2、水平單向流潔凈棚
（1）送風(fēng)墻滿布高效過濾器水平送風(fēng)，全墻面回風(fēng)
（2）“隧道”式單向流送風(fēng)
基本原理
在單向流潔凈棚內(nèi)，干凈氣流不是一股或幾股，而是充滿全室斷面，所以這種潔凈棚不是靠摻混作用，而是靠推出作用將室內(nèi)臟空氣沿整個(gè)斷面排至室外，從而達(dá)到凈化室內(nèi)空氣的目的。
3、主要特點(diǎn)
（1）全室斷面上的流速比較均勻。
（2）至少在工作區(qū)內(nèi)流線平行。流線平行指時(shí)均流線彼此平行。
（3）至少在工作區(qū)內(nèi)沒有渦流。
4、單向流潔凈棚的三項(xiàng)特性指標(biāo)
（流線平行度、非單向流度、下限風(fēng)速）
1、流線平行度
流線平行的作用是保證塵源散發(fā)的塵粒不做垂直于流向的傳播。如果這種傳播范圍在允許范圍之內(nèi)，則流線稍有傾斜也應(yīng)該是許可的。這樣，對于單向流潔凈棚就有一個(gè)允許的流線平行度。
工作區(qū)是主要工藝進(jìn)行的區(qū)域，所以潔凈度級別是用工作區(qū)的含塵濃度表示的。我國對潔凈棚工作區(qū)的規(guī)定是：自地面向上0.8–1.5m，因工作臺面可能低到0.75m，因此，這里更嚴(yán)格地取為0.75m。
（1）脈動速度
U=ū+△u
u—瞬時(shí)流速；
ū—時(shí)均速；
△u—脈動速度。
（2）非單向流度
公式
βu—非單向流度；
ui—各測點(diǎn)的速度；
ū—時(shí)均速；
n—測點(diǎn)數(shù)。
對于單向流潔凈棚，應(yīng)不大于0.25，否則說明該單向流潔凈棚的性能較差。
3、下限風(fēng)速
（1）單向流潔凈棚氣流速度的作用
1）污染氣流多方位散布：
2）污染氣流與送風(fēng)氣流同向：
3）污染氣流與送風(fēng)氣流逆向：
4）全室被污染：
（2）控制多方位污染
對于人體，風(fēng)速達(dá)0.22m/s時(shí)，在距人體0.3m處，污染濃度已降低到5（100）級以下。
（3）控制同向污染
根據(jù)前面分析，若1.8m高度位置散發(fā)的塵粒，希望不會超過該人的工作范圍而進(jìn)入相鄰工作人員的范圍（人體正中至兩邊的最大距離為0.5m），以至于造成污染，則送風(fēng)速度應(yīng)不小于0.3m/s。
（4）控制逆向污染
垂直單向流潔凈棚
垂直單向流潔凈棚的主要逆向污染是從熱源上升的氣流，因此，其必要的送風(fēng)速度應(yīng)根據(jù)熱源參數(shù)確定。
水平單向流潔凈棚
水平單向流潔凈棚的主要逆向污染是人行走引起的二次氣流，因此，其必要的送風(fēng)速度應(yīng)根據(jù)二次氣流的流速確定。
（5）滿足合適的自凈時(shí)間
在全室被污染的情況下，要能以合適的時(shí)間，迅速地使室內(nèi)空氣自凈，這就與潔凈棚氣流的流速有很大關(guān)系。氣流速度大，自凈能力強(qiáng)，自凈時(shí)間短，但不經(jīng)濟(jì)。研究發(fā)現(xiàn)，氣流速度大約在0.25m/s以后，自凈時(shí)間基本趨于一致，達(dá)一分鐘左右，再提高速度，縮短自凈時(shí)間的作用已不明顯。
（6）綜合分析
上面討論的四方面控制污染所需的風(fēng)速相差不大，綜合分析，將下限風(fēng)速分別劃出三檔。
醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房氣流組織與送風(fēng)
《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：
1-4級應(yīng)垂直單向流
5級應(yīng)垂直單向流或水平單向流
6-9級宜非單向流。
潔凈棚與無塵車間的成本比較：
總體說，大部分客戶會將潔凈棚建在無塵室之內(nèi)，但有的客戶不想單獨(dú)建無塵車間，在潔凈棚不考慮空調(diào)系統(tǒng)及風(fēng)淋室、傳遞窗等凈化設(shè)備的情況下，潔凈棚的成本約是無塵車間造價(jià)的40%~60%，這取決于客戶對潔凈棚材料的選擇，以及潔凈棚的大小。需要潔凈的區(qū)域越大，潔凈棚與無塵車間的成本相比差別會越小。
潔凈棚主要為在亂流式之無塵車間潔凈室空間內(nèi)以防靜電之透明塑料布圍成一小空間，采用獨(dú)立之HEPA或ULPA及空調(diào)送風(fēng)機(jī)組而成為一較高級之潔凈空間，其等級為100~10000級，內(nèi)部空間高度在2.0米左右，覆蓋面積約50m2以下，四支支柱可加裝活動輪，可為彈性運(yùn)用。
