1、空空 氣氣 潔潔 凈凈 技技 術術 （建筑環境與設備工程（建筑環境與設備工程 16學時）學時）趙加寧趙加寧第第3章章 潔凈室的工作原理及其應用潔凈室的工作原理及其應用 潔凈室控制微粒污染的主要途徑：潔凈室控制微粒污染的主要途徑：1.控制污染源，減少污染發生量；控制污染源，減少污染發生量；2.迅速有效地排除室內已經發生的污染；迅速有效地排除室內已經發生的污染；3.有效地阻止室外的污染侵入。有效地阻止室外的污染侵入。（或有效地防止室內污染逸至室外）（或有效地防止室內污染逸至室外）3.1 非單向流潔凈室非單向流潔凈室 流體力學的概念：流體力學的概念：1.穩定流與不穩定流（按照運動要素流速、加速度等有

2、無時間因穩定流與不穩定流（按照運動要素流速、加速度等有無時間因素）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）（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（按照有無質點交換）層流與紊流（按照有無質點交換）3.1 非單向流潔凈室非單向流潔凈室一、非單向流潔凈室原理一、非單向流潔凈室原理主要特點：從來流到出流之間氣流的流通斷面是變化的。主要特點：從來流到出流之間氣流的流通斷面是變化的。流態實質：急變流，紊流，穩定流。流態實質：急變

3、流，紊流，穩定流。3.1 非單向流潔凈室非單向流潔凈室二、非單向流潔凈室風口二、非單向流潔凈室風口高效過濾器頂送（有擴散板和無擴散板），見圖高效過濾器頂送（有擴散板和無擴散板），見圖2-1；流線型散流器頂送，見圖流線型散流器頂送，見圖2-2；局部孔板送風，見圖局部孔板送風，見圖2-3；側送，見圖側送，見圖2-4。3.1 非單向流潔凈室非單向流潔凈室 非單向流潔凈室的作用原理是：當一股干凈氣流從送非單向流潔凈室的作用原理是：當一股干凈氣流從送風口送入室內時，迅速向四周擴散、混合。同時把差不風口送入室內時，迅速向四周擴散、混合。同時把差不多同樣數量的氣流從回風口排走，這股干凈氣流稀釋著多同樣數量的

4、氣流從回風口排走，這股干凈氣流稀釋著室內污染的空氣，把原來含塵濃度很高的室內空氣沖淡室內污染的空氣，把原來含塵濃度很高的室內空氣沖淡了，一直達到平衡。所以氣流擴散的越快，越均勻，那了，一直達到平衡。所以氣流擴散的越快，越均勻，那么稀釋的效果當然越好。么稀釋的效果當然越好。 非單向流潔凈室的原理就是稀釋作用。非單向流潔凈室的原理就是稀釋作用。3.1 非單向流潔凈室非單向流潔凈室三、非單向流潔凈室的效果三、非單向流潔凈室的效果 根據非單向流潔凈室的工作原理，它可以達到的潔凈度一根據非單向流潔凈室的工作原理，它可以達到的潔凈度一般為般為1 00010 000（6-7）級，如果設計合理，部分情況下可達

5、）級，如果設計合理，部分情況下可達100（5）級。室內換氣次數越大，一般來說，所得潔凈度也越）級。室內換氣次數越大，一般來說，所得潔凈度也越高。高。3.2 單向流潔凈室單向流潔凈室一、單向流潔凈室的分類一、單向流潔凈室的分類 1、垂直單向流潔凈室、垂直單向流潔凈室（1）頂棚滿布高效過濾器送風，全地板格柵回風）頂棚滿布高效過濾器送風，全地板格柵回風這是典型的垂直單向流潔凈室，見圖。這是典型的垂直單向流潔凈室，見圖。優點是：可獲得均勻向下的單向氣流，因而自凈能力強，優點是：可獲得均勻向下的單向氣流，因而自凈能力強，能夠達到最高的潔凈度級別。能夠達到最高的潔凈度級別。缺點是：頂棚結構較復雜，造價和維

6、護費用高，高效過缺點是：頂棚結構較復雜，造價和維護費用高，高效過濾器堵漏較困難。濾器堵漏較困難。3.2 單向流潔凈室單向流潔凈室一、單向流潔凈室的分類一、單向流潔凈室的分類 1、垂直單向流潔凈室、垂直單向流潔凈室（2）側布高效過濾器頂棚阻尼層送風，全地板格柵回風）側布高效過濾器頂棚阻尼層送風，全地板格柵回風（3）頂棚和側面雙布高效過濾器送風，全地板格柵回風）頂棚和側面雙布高效過濾器送風，全地板格柵回風（4）全頂棚送風，兩側下回風）全頂棚送風，兩側下回風3.2 單向流潔凈室單向流潔凈室一、單向流潔凈室的分類一、單向流潔凈室的分類 2、水平單向流潔凈室、水平單向流潔凈室（1）送風墻滿布高效過濾器水

7、平送風，全墻面回風）送風墻滿布高效過濾器水平送風，全墻面回風（2）“隧道隧道”式單向流送風式單向流送風3.2 單向流潔凈室單向流潔凈室二、單向流潔凈室的原理二、單向流潔凈室的原理 1、基本原理、基本原理 在單向流潔凈室內，干凈氣流不是一股或幾股，而在單向流潔凈室內，干凈氣流不是一股或幾股，而是充滿全室斷面，所以這種潔凈室不是靠摻混作用，而是充滿全室斷面，所以這種潔凈室不是靠摻混作用，而是靠推出作用將室內臟空氣沿整個斷面排至室外，從而是靠推出作用將室內臟空氣沿整個斷面排至室外，從而達到凈化室內空氣的目的。達到凈化室內空氣的目的。3.2 單向流潔凈室單向流潔凈室二、單向流潔凈室的原理二、單向流潔凈

8、室的原理 2、主要特點、主要特點（1）全室斷面上的流速比較均勻。）全室斷面上的流速比較均勻。（2）至少在工作區內流線平行。流線平行指時均流線彼）至少在工作區內流線平行。流線平行指時均流線彼此平行。此平行。（3）至少在工作區內沒有渦流。）至少在工作區內沒有渦流。3.2 單向流潔凈室單向流潔凈室三、單向流潔凈室的三項特性指標三、單向流潔凈室的三項特性指標（流線平行度、非單向流度、下限風速）（流線平行度、非單向流度、下限風速） 1、流線平行度、流線平行度 流線平行的作用是保證塵源散發的塵粒不做垂直于流流線平行的作用是保證塵源散發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，則流線向的傳

9、播。如果這種傳播范圍在允許范圍之內，則流線稍有傾斜也應該是許可的。這樣，對于單向流潔凈室就稍有傾斜也應該是許可的。這樣，對于單向流潔凈室就有一個允許的流線平行度。有一個允許的流線平行度。 工作區是主要工藝進行的區域，所以潔凈度級別是用工作區是主要工藝進行的區域，所以潔凈度級別是用工作區的含塵濃度表示的。我國對潔凈室工作區的規定工作區的含塵濃度表示的。我國對潔凈室工作區的規定是：自地面向上是：自地面向上0.8 1.5m ，因工作臺面可能低到，因工作臺面可能低到0.75 m ，因此，這里更嚴格地取為因此，這里更嚴格地取為0.75 m。3.2 單向流潔凈室單向流潔凈室三、單向流潔凈室的三項特性指標三

10、、單向流潔凈室的三項特性指標 2、非單向流度、非單向流度 （1）脈動速度）脈動速度 u瞬時流速；瞬時流速； 時均速；時均速； 脈動速度。脈動速度。uuuuu3.2 單向流潔凈室單向流潔凈室三、單向流潔凈室的三項特性指標三、單向流潔凈室的三項特性指標 2、非單向流度、非單向流度 （2）非單向流度）非單向流度 非單向流度；非單向流度； ui各測點的速度；各測點的速度； 時均速；時均速； n 測點數。測點數。 對于單向流潔凈室，對于單向流潔凈室， 應不大于應不大于0.25，否則說明該單向，否則說明該單向流潔凈室的性能較差。流潔凈室的性能較差。unuuiu2)(uuu3.2 單向流潔凈室單向流潔凈室三

11、、單向流潔凈室的三項特性指標三、單向流潔凈室的三項特性指標 3、下限風速、下限風速（1）單向流潔凈室氣流速度的作用）單向流潔凈室氣流速度的作用1）污染氣流多方位散布：）污染氣流多方位散布：2）污染氣流與送風氣流同向：）污染氣流與送風氣流同向：3）污染氣流與送風氣流逆向：）污染氣流與送風氣流逆向：4）全室被污染：）全室被污染： 3.2 單向流潔凈室單向流潔凈室三、單向流潔凈室的三項特性指標三、單向流潔凈室的三項特性指標 3、下限風速、下限風速（2）控制多方位污染）控制多方位污染 對于人體，風速達對于人體，風速達0.22m/s時，在距人體時，在距人體0.3 m處，污處，污染濃度已降低到染濃度已降低

12、到5（100）級以下。）級以下。 3.2 單向流潔凈室單向流潔凈室三、單向流潔凈室的三項特性指標三、單向流潔凈室的三項特性指標 3、下限風速、下限風速 （3）控制同向污染）控制同向污染 根據前面分析，若根據前面分析，若1.8 m高度位置散發的塵粒，希望高度位置散發的塵粒，希望不會超過該人的工作范圍而進入相鄰工作人員的范圍不會超過該人的工作范圍而進入相鄰工作人員的范圍（人體正中至兩邊的最大距離為（人體正中至兩邊的最大距離為0.5m），以至于造成污），以至于造成污染，則送風速度應不小于染，則送風速度應不小于0.3m/s。 3.2 單向流潔凈室單向流潔凈室三、單向流潔凈室的三項特性指標三、單向流潔凈

13、室的三項特性指標 3、下限風速、下限風速 （4）控制逆向污染）控制逆向污染l l 垂直單向流潔凈室垂直單向流潔凈室 垂直單向流潔凈室垂直單向流潔凈室的主要逆向的主要逆向污染是從熱源上升的氣污染是從熱源上升的氣流，因此，其必要的送風速度應根據熱源參數確定。流，因此，其必要的送風速度應根據熱源參數確定。l l水平單向流潔凈室水平單向流潔凈室 水平單向流潔凈室水平單向流潔凈室的主要逆向的主要逆向污染是人行走引起的二污染是人行走引起的二次氣流，因此，其必要的送風速度應根據二次氣流的流次氣流，因此，其必要的送風速度應根據二次氣流的流速確定。速確定。 3.2 單向流潔凈室單向流潔凈室三、單向流潔凈室的三項

14、特性指標三、單向流潔凈室的三項特性指標 3、下限風速、下限風速 （5）滿足合適的自凈時間）滿足合適的自凈時間在全室被污染的情況下，要能以合適的時間，迅速地使在全室被污染的情況下，要能以合適的時間，迅速地使室內空氣自凈，這就與潔凈室氣流的流速有很大關系。室內空氣自凈，這就與潔凈室氣流的流速有很大關系。氣流速度大，自凈能力強，自凈時間短，但不經濟。研氣流速度大，自凈能力強，自凈時間短，但不經濟。研究發現，氣流速度大約在究發現，氣流速度大約在0.25 m/s以后，自凈時間基本趨以后，自凈時間基本趨于一致，達一分鐘左右，再提高速度，縮短自凈時間的于一致，達一分鐘左右，再提高速度，縮短自凈時間的作用已不明顯。作用已不明顯。3.2 單向流潔凈室單向流潔凈室三、單向流潔凈室的三項特性指標三、單向流潔凈室的三項特性指標 3