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非單向流氣流組織形式及設(shè)計(jì)

更新時(shí)間:2020-12-28  |  點(diǎn)擊率:3868

非單向流潔凈室是靠送風(fēng)潔凈氣流不斷稀釋室內(nèi)空氣,把室內(nèi)污染物逐漸排出。要想達(dá)到理想的污染控制效果,送風(fēng)潔凈氣流的擴(kuò)散要快且均勻,這樣才能實(shí)現(xiàn)很好的稀釋作用。在實(shí)際應(yīng)用中,建筑空間特性、生產(chǎn)工藝要求等因素各不相同。因此,非單向流氣流組織的形式也各不相同。

上圖所示為頂送雙側(cè)下回風(fēng)的經(jīng)典做法,高效過(guò)濾器送風(fēng)口處安裝擴(kuò)散孔板,使?jié)崈羲惋L(fēng)氣流作用范圍增大,擴(kuò)散效果增強(qiáng)。雙側(cè)下回風(fēng),氣流流線(xiàn)順暢,渦流區(qū)減少,室內(nèi)氣流得到了很好的稀釋。

若送風(fēng)量不變,沒(méi)有擴(kuò)散孔板,氣流流線(xiàn)的形態(tài)如何?上圖所示的就是這種氣流組織形式。由圖可見(jiàn),潔凈送風(fēng)氣流的擴(kuò)散效果減弱(只靠氣流的引帶作用來(lái)擴(kuò)散),渦流區(qū)增大,氣流流線(xiàn)不暢,稀釋效果變差。很顯然,潔凈度也會(huì)降低。看來(lái)氣流組織設(shè)計(jì),并非是只計(jì)算送風(fēng)量、布置送回風(fēng)口這么簡(jiǎn)單,小小擴(kuò)散孔板,竟有如此大的作用。這需要結(jié)合潔凈室原量進(jìn)行思考。然而,擴(kuò)散板也有缺點(diǎn),當(dāng)潔凈室停用時(shí),其板面內(nèi)側(cè)易積塵,所以,當(dāng)潔凈室停用一段時(shí)間重新啟用時(shí),應(yīng)仔細(xì)擦洗擴(kuò)散板。

上圖所示為帶擴(kuò)散孔板的高效過(guò)速器頂送單側(cè)下回風(fēng)的氣流組織形態(tài)。與雙側(cè)下回風(fēng)比較,未設(shè)置回風(fēng)口的一側(cè)靠墻處渦流區(qū)增大,由此看來(lái),雙側(cè)下回風(fēng)要比單側(cè)下回風(fēng)凈化效果好,為什么不全設(shè)計(jì)成雙側(cè)下回風(fēng)呢?雙側(cè)下回風(fēng)凈化效果固然好,但系統(tǒng)的復(fù)雜程度及初投資都會(huì)增加。所以,在氣流組織設(shè)計(jì)時(shí),要統(tǒng)籌考慮多方面的因素。例如:潔凈度級(jí)別、潔凈室平面尺寸、送風(fēng)口的數(shù)量、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)、生產(chǎn)工藝的性質(zhì)等。如果是1000級(jí)的潔凈室,潔凈室的平面尺寸再小,即使是改造工程,也應(yīng)設(shè)計(jì)成雙側(cè)下回風(fēng)。否則,潔凈度很難達(dá)標(biāo);如果是10000級(jí)的潔凈室,若潔凈室寬度不大于3m,可采用單側(cè)下回風(fēng),回風(fēng)口應(yīng)布置在長(zhǎng)邊墻面的下側(cè),否則,應(yīng)雙側(cè)下回風(fēng);如果是10萬(wàn)級(jí)及以下級(jí)別的潔凈室,原則上可做成單側(cè)下回風(fēng),若潔凈室寬度大于5m,或生產(chǎn)工藝中散發(fā)污染物(應(yīng)將污染物就地捕獲或及時(shí)排走),應(yīng)設(shè)計(jì)成雙側(cè)下回風(fēng);這些數(shù)據(jù)是多年在工程實(shí)踐中針對(duì)特定的送風(fēng)口布置形式經(jīng)統(tǒng)計(jì)得到的,在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)靈活運(yùn)用。如在同樣的送風(fēng)量下,增加送風(fēng)口的數(shù)量,上述尺寸可酌情增大。如遇到寬度很大的潔凈室,即使?jié)崈舳容^低,如30萬(wàn)級(jí)或更低,不僅需雙側(cè)下回風(fēng),而且應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝的特點(diǎn),想辦法在寬度方向的中間增設(shè)回風(fēng)口。所以理論中的各種氣流組織圖式并不是對(duì)各種級(jí)別的潔凈室都適用,還應(yīng)結(jié)合工藝特點(diǎn)、送風(fēng)口的數(shù)量、潔凈度級(jí)別、潔凈室的大小等因素靈活運(yùn)用。如實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房(SPF),一般做法是采用帶擴(kuò)散孔板的高效過(guò)濾器頂送雙側(cè)下回風(fēng)的氣流組織形式。但這種形式籠架下層的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物會(huì)受到其上層的污染,也就是說(shuō)位于上層動(dòng)物的污染會(huì)隨氣流穿過(guò)下層籠具污染下層的動(dòng)物,若能在側(cè)墻的中部適當(dāng)高度(結(jié)合籠架高度)再增設(shè)回風(fēng)口,可減輕實(shí)驗(yàn)動(dòng)物相互間的污染。即讓送風(fēng)潔凈氣流擴(kuò)散稀釋上層動(dòng)物周?chē)目諝夂?,及時(shí)從中間的回風(fēng)口排走。下層動(dòng)物周?chē)南♂寶饬鲝南虏炕仫L(fēng)口排走,系統(tǒng)雖稍顯復(fù)雜,但控制污染的效果非常好,如下圖所示。

下圖所示散流器頂送雙側(cè)下回風(fēng),進(jìn)入散流器的空氣是經(jīng)過(guò)高效過(guò)速器處理過(guò)的,不要與一般空調(diào)的散流器送風(fēng)相混淆。這種形式的氣流組織適用于層高較高的潔凈室,特別是在冬天送熱風(fēng)時(shí),比擴(kuò)散孔板的效果要好。
其特點(diǎn)是把潔凈的空氣通過(guò)散流器很順暢的送入工作區(qū),但這種系統(tǒng)形式,高效過(guò)濾器需在吊頂夾層中更換很不方便。對(duì)于高大空間的潔凈車(chē)間,其實(shí)工作面也很低,主要是工藝設(shè)備較高。對(duì)這種潔凈室如果全室凈化,其送風(fēng)量很大,浪費(fèi)很?chē)?yán)重。所以根據(jù)工藝特點(diǎn),進(jìn)行局部?jī)艋?。例如,乳制品?chē)間工藝設(shè)備很高,但乳制品是在密閉的不銹鋼設(shè)備及管道內(nèi)流動(dòng),只有開(kāi)口部位是需要重點(diǎn)保護(hù)的。在不影響工藝操作的前提下,可用實(shí)體材料或潔凈氣幕包圍開(kāi)口的操作部位,在所包圍的空間內(nèi)做凈化,造價(jià)不多,效果要好得多。

下圖所示為高效送風(fēng)口側(cè)送同側(cè)下回風(fēng)的氣流組織形式。適用于磚混結(jié)構(gòu)的改造工程及建筑層高較低的潔凈室工程。對(duì)于磚混結(jié)構(gòu)的改造工程,由于其內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)大多屬承重墻,所以,墻上部開(kāi)大洞將受到限制。這時(shí)可把送回風(fēng)總管布置于走廊的吊頂夾層內(nèi),可利用走廊回風(fēng)(如果允許的話(huà))或內(nèi)夾道回風(fēng);對(duì)于建筑層高較低的建筑需要改造成潔凈室,由于吊頂夾層空間太小,不能安裝高效過(guò)濾器送風(fēng)口和管道,采用該形式的氣流組織,可利用走廊回風(fēng),系統(tǒng)簡(jiǎn)單,投資小,這種形式特別適合于地下建筑的改造。

下圖所示為上側(cè)送風(fēng)異側(cè)下回風(fēng)的氣流組織形式,這種形式適合于層高較低的建筑。吊頂夾層空間較小,不滿(mǎn)足安裝高效過(guò)濾器送風(fēng)口及管道的條件,對(duì)于這種建筑,把送風(fēng)總管沿房間外墻布置,在房間內(nèi)墻下部安裝回風(fēng)口,利用走廊回風(fēng)。從氣流流線(xiàn)就可以看出凈化效果要比高效送風(fēng)口側(cè)送同側(cè)下回風(fēng)的氣流組織形式好,因?yàn)闇u流區(qū)小。這種氣流組織也稱(chēng)為貫流式。

試驗(yàn)把地下建筑改造成萬(wàn)級(jí)的制劑室,在同樣的換氣次數(shù)條件下,該系統(tǒng)的凈化效果比上送下側(cè)回的凈化效果還好。若把送風(fēng)口的擴(kuò)散孔板做成1/4的圓弧狀,就變成準(zhǔn)輻流(矢流)氣流組織形式,如下圖所示。

在同樣的換氣次數(shù)下,凈化效果比高效送風(fēng)口側(cè)送異側(cè)下回風(fēng)的系統(tǒng)還好,即在保證相同的潔凈度下,準(zhǔn)輻流氣流組織的系統(tǒng)所需送風(fēng)量比高效送風(fēng)口側(cè)送異側(cè)下回風(fēng)的系統(tǒng)要小,很節(jié)能。
下圖所示為局部單向流的氣流組織形式,從廣義上講,此氣流組織形式應(yīng)為非單向流,只不過(guò)是把高效過(guò)濾器的送風(fēng)面積擴(kuò)大而已。

這種形式可應(yīng)用于醫(yī)院潔凈手術(shù)室,青霉素分裝工藝,大輸液的灌裝工藝等場(chǎng)所。所不同的是,送風(fēng)口不設(shè)擴(kuò)散板,而設(shè)置阻尼孔板。讓送風(fēng)氣流不擴(kuò)散或少擴(kuò)散。有些工藝還采用垂簾或潔凈氣幕來(lái)限制送風(fēng)氣流的擴(kuò)散。在潔凈手術(shù)室。這種大的送風(fēng)口稱(chēng)為送風(fēng)天花,在其下部就是手術(shù)床,也即手術(shù)區(qū)(主流區(qū))。周邊區(qū)的潔凈度低于手術(shù)區(qū)一個(gè)級(jí)別(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)手術(shù)室),它是靠主流區(qū)的潔凈氣流的擴(kuò)散來(lái)保證周邊區(qū)的潔凈度。在送風(fēng)天花周邊不再布置高效送風(fēng)口。而在大輸液灌裝車(chē)間,局部百級(jí)的送風(fēng)面積占其所在潔凈室的面積的比例較小,所以,周?chē)ǔP枰贾酶咝惋L(fēng)口來(lái)保證局部百級(jí)的背景潔凈度,而且局部百級(jí)送風(fēng)口一般都設(shè)置透明垂簾(有長(zhǎng)有短),其目的是保證灌裝部位100級(jí)的潔凈度。這種氣流組織形式回風(fēng)口的設(shè)置很有講究,不同的工藝有不同的方法。如Ⅰ級(jí)潔凈手術(shù)室。要求雙側(cè)連續(xù)布置;Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)潔凈手術(shù)室應(yīng)雙側(cè)均勻布置。這里所說(shuō)的均勻布置,是相對(duì)于主流區(qū)而言的,布置的回風(fēng)口使主流區(qū)內(nèi)的氣流少向平行于回風(fēng)口墻面的方向彎曲。



 

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