實現生產環境或其他用途的潔凈室所要求的空氣潔凈度的技術手段包括:氣流技術(送風量與流型);壓力控制技術(正負壓)。氣流技術確保了盡快稀釋或排走室內污染;壓力控制技術阻止室外污染入侵。
一、氣流組織
凈化空調的氣流組織所實現的主要目的是:供給足量的清潔空氣,稀釋并替換室內所產生的污染物質,使室內潔凈度保持在允許的范圍之內。它要求送入凈化房間的潔凈氣流擴散速度快氣流分布均勻,以盡快稀釋室內污染源所散發的污染物質,維持生產環境所要求的潔凈度;使散發到室內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;滿足室內溫濕度等空調送風要求及人的舒適度要求。目前潔凈室的氣流組織形式主要采用單向流和非單向流兩種類型。
非單向流式的氣流組織利用送風的干凈氣流的混合稀釋作用,把原來含塵濃度較高的室內空氣沖淡,同時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,達到動態平衡,滿足室內潔凈度要求。非單向流式一般采用上送下回的形式,使氣流自上而下,與塵粒所受的重力向一致。由于送風口形式和布置的限制,它不可能獲得很大的換氣次數,而且室內不可避免地存在渦流,因而其所能實現的潔凈度不可能很高。構造簡單、施工方便、投資和運行費用較小。
單向流氣流組織主要利用送入凈化房間的充滿整個潔凈室斷面的氣流所產生的“活塞效應",把室內隨時產生的污染物質壓至下風側,再將其排出室外。采用單向流的潔凈室,其氣流分布形成一股流線平行(流層間無擾動,不會橫向污染)、流向單一(以最短的路線排走塵埃)、流速均勻(對塵源抑制)的氣流。單向流分為垂直單向流和水平單向流兩種形式,垂直單向流更有效,氣流方向與塵粒的重力作用方向相同,斷面風速較小,要求回風口整個地面布置,或側向(單側或雙側)長條布置。
單向流式氣流組織的特性指標主要包括下面三項:?(1)流線平行度,平行的氣流流線是保證污染源散發的污染物不作垂直于流向傳播的必要條件;(2)亂流度(速度不均勻度);(3)下限風速,保證潔凈室對污染物的控制作用。
二、壓力控制
為了維持潔凈室的潔凈度免受鄰室的污染或污染鄰室,在潔凈室內維持某一個高于鄰室或低于鄰室的空氣壓力,是潔凈室區別于一般空調房間的重要特點,也是凈化原理的重要組成部分。保持一定的正壓值可以在門窗密閉的情況下,防止潔凈室外的污染由縫隙滲入潔凈室;在開啟門窗時保證有足夠的氣流向外流動,盡量削減由開門動作和人的進出瞬時帶來的氣流量,并且在以后門開啟狀態下,保證氣流方向是向外的,以便把帶入的污染減小到最低程度。
靜壓是由送風與回風、排風量之間的差值風量透過縫隙而產生,這個差值是由系統新風量來補償的。因此潔凈區域內各室內的送風、回風、排風量和新風量的平衡是維持各潔凈室靜壓值的前提條件。
根據潔凈室的工藝要求設定室內合適的相對靜壓值,根據靜壓值確定室內的正壓換氣次數,計算正壓滲透風量。由滲透風量和工藝要求的排風量根據風量平衡原理計算得出新風量。新風量、滲透風量和排風量相互耦合,在正常運行時,它們都是定值。正壓滲透風量越多房間縫隙越小,所建立的正壓就越大。因此,實現相同靜壓要求時,加強圍護結構氣密性,減少補風量,可有效降低運行能耗。
傳統的壓力控制思路比較簡單,主要有:①機械式風閥一風閥調整送、回、排風量;②余壓閥一根據室內外靜壓差調節閥門,改變滲透到走廊的風量;③壓差傳感器。它們都通過壓差信號完成對潔凈室的壓力控制,容易實現,然而由于壓力信號具有滯后性,而且不易穩定。當前潔凈室工藝要求不斷提高,對控制的響應時間要求越來越短,依靠壓差信號的控制已不能滿足準確快速的要求。
流量追蹤法較前面的方法更穩定準確,它采用室內控制器控制調節風門和流量測量傳感器,調節房間新風量和排風量保持其差值穩定,從而實現室內靜壓值恒定。
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