空氣潔凈原理

1、 主講人：劉主講人：劉益益明明蘇州洛河凈化工程有限公司蘇州洛河凈化工程有限公司 日日 期期：二二O O一五年六月一五年六月 內(nèi)內(nèi) 容容：凈化工程原理凈化工程原理01020304CONTENTS空氣潔凈技術(shù)概論潔凈室的分類和原理潔凈環(huán)境參數(shù)潔凈室的氣流組織和系統(tǒng)設(shè)計05潔凈設(shè)計舉例01020304CONTENTS空氣潔凈技術(shù)概論潔凈室的分類和原理潔凈環(huán)境參數(shù)潔凈室的氣流組織和系統(tǒng)設(shè)計05潔凈設(shè)計舉例空氣潔凈度的意義加工的精密化產(chǎn)品的微型化產(chǎn)品的高純度產(chǎn)品的高可靠性 顯然，如果有微粒 （固態(tài)的或者液態(tài)的）進入產(chǎn)品，這種微粒就可能構(gòu)成障礙、短路、雜質(zhì)源和潛在缺陷。上述四種要求越高，則允許存在于環(huán)境空

2、氣中的微粒數(shù)量越少，也就是潔凈程度越高。因此，潔凈室技術(shù)已成為科學實驗和生產(chǎn)活動現(xiàn)代化的標志之一。 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對實驗、研究和生產(chǎn)的環(huán)境要求越來越高，因而空氣調(diào)節(jié)技術(shù)的內(nèi)容也隨之逐步擴大?，F(xiàn)代空調(diào)技術(shù)不僅包含調(diào)節(jié)空氣的溫度、濕度和速度的概念，而且還包含了調(diào)節(jié)其潔凈度、壓力以至成分、氣味的概念。潔凈室技術(shù)發(fā)展 第一階段，朝鮮戰(zhàn)爭中美國發(fā)現(xiàn)其大量電子儀器失靈出故障。最終，美軍找到了主要原因是灰塵作怪，這促成了空氣潔凈技術(shù)的起步，特別是高效過濾器的誕生。 第二階段，年前蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星上天后，刺激美國加速發(fā)展宇航事業(yè)，帶動潔凈室技術(shù)和設(shè)備的大發(fā)展，出現(xiàn)了層流技術(shù)和百級潔凈室，出現(xiàn)了第一個潔

3、凈室標準。 第三階段，年位的集成電路進入大生產(chǎn)時期，中國不久也開始集成電路會戰(zhàn)，使?jié)崈羰壹夹g(shù)得以騰飛。這還和藥品生產(chǎn)對潔凈室的需求進入新階段有關(guān)，因為年世界衛(wèi)生組織正式制訂了（藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范）。 第四階段，世紀年代大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展進一步促進空氣潔凈技術(shù)的發(fā)展。 第五階段，即世紀年代之后。超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)取得了新發(fā)展。潔凈等級及定義LOREM凈化定義：凈化定義：指將一定空間范圍內(nèi)之空氣中的微粒子、有害空氣、細菌等之污染物排除，并將室內(nèi)之溫度、潔凈度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動及照明、靜電控制在某一需求范圍內(nèi)，而所給予特別設(shè)計之房間。亦即是不論外在之空氣條件如何

4、變化，其室內(nèi)均能俱有維持原先所設(shè)定要求之潔凈度、溫濕度及壓力等性能之特性。 01020304CONTENTS空氣潔凈技術(shù)概論潔凈室的分類和原理潔凈環(huán)境參數(shù)潔凈室的氣流組織和系統(tǒng)設(shè)計05潔凈設(shè)計舉例潔凈室潔凈室的分類的分類 工業(yè)工業(yè)潔凈室潔凈室 生物生物潔凈室潔凈室l潔凈室潔凈室用途用途分為分為以無生命微粒的控制為對象 1 1、按、按用途用途分類分類8以有生命微粒的控制為對象潔凈室潔凈室的分類的分類單向流單向流潔凈室潔凈室非單向流非單向流潔凈室（亂流潔凈室）潔凈室（亂流潔凈室）輻（矢）流輻（矢）流潔凈室潔凈室混合流混合流（局部單（局部單向流）潔凈室向流）潔凈室潔凈室按氣流組潔凈室按氣流組織織,

5、,分為分為特點：特點：流向單流向單一、速度均勻一、速度均勻、沒有渦流的、沒有渦流的氣流氣流整個潔凈室整個潔凈室工作區(qū)工作區(qū)（一般定（一般定義為距地義為距地0.71.5米的空間）米的空間）的截面上的截面上通過的氣流為通過的氣流為單向單向流流的潔凈室的潔凈室特點：特點：方向多變、速度方向多變、速度不均、伴有渦流的氣流不均、伴有渦流的氣流特點：特點：風口出流風口出流為輻射狀不交叉為輻射狀不交叉的氣流的氣流: 的的縱斷面縱斷面上上通過的氣流為通過的氣流為輻流輻流:橫斷面橫斷面上上為為非單非單向流向流:既有非單向流，又有單既有非單向流，又有單向流，兩者獨立存在，互不干向流，兩者獨立存在，互不干擾擾 2

6、2、按氣流分類、按氣流分類9單向流潔凈室單向流潔凈室氣流組織氣流組織 單向流潔凈室簡介：單向流潔凈室簡介： （1 1）名字的由來：）名字的由來： 過去稱過去稱“層流潔凈室或平行流潔凈室層流潔凈室或平行流潔凈室”；從美國聯(lián)邦；從美國聯(lián)邦標準標準FS-209CFS-209C(1987.10)(1987.10)開始開始正式被稱為正式被稱為單向流潔凈室單向流潔凈室 （2 2）定義：）定義： 氣流以均勻的截面速度，沿著平行流線以單一方向在氣流以均勻的截面速度，沿著平行流線以單一方向在全室截面上通過的潔凈室。全室截面上通過的潔凈室。 （3 3）特點：）特點： 在潔凈室內(nèi)，從送風口到回風口，氣流流經(jīng)途中的斷

7、在潔凈室內(nèi)，從送風口到回風口，氣流流經(jīng)途中的斷面基本上沒有什么變化。面基本上沒有什么變化。全室斷面上的全室斷面上的流速比較均勻流速比較均勻，在工作區(qū)內(nèi)在工作區(qū)內(nèi)流線單向平行，沒有渦流流線單向平行，沒有渦流。10圖圖1 1、單向流氣流組織單向流氣流組織示意圖示意圖圖圖4-1 單向流氣流組織單向流氣流組織送風靜壓箱送風靜壓箱作用：作用：均壓均壓11圖圖2 2、垂直單向流潔凈室垂直單向流潔凈室示意圖示意圖圖圖4-2 垂直單向流潔凈室垂直單向流潔凈室12圖圖3 3 、單向流潔凈室原理圖單向流潔凈室原理圖圖圖4-3 單向流潔凈室原理圖單向流潔凈室原理圖13單向流潔凈室單向流潔凈室氣流組織氣流組織 單向流

8、潔凈室的基本原理和特性指標單向流潔凈室的基本原理和特性指標 1 1、單向流潔凈室的基本原理：、單向流潔凈室的基本原理： （1 1）基本原理：）基本原理：單向流潔凈室是單向流潔凈室是靠靠送風氣流送風氣流“活塞活塞”般般的擠壓作用的擠壓作用（推出作用推出作用）將室內(nèi)的污染空氣沿整個斷面）將室內(nèi)的污染空氣沿整個斷面排至室外，排至室外，而不是而不是靠靠摻混稀釋作用摻混稀釋作用。又稱。又稱“活塞流活塞流”、“平推流平推流”和和“被擠壓的弱空氣射流被擠壓的弱空氣射流”。 送入的潔凈空氣送入的潔凈空氣“活塞活塞”；需潔凈的房間需潔凈的房間“氣缸氣缸”14單向流潔凈室的基本原理和特性指標單向流潔凈室的基本原理

9、和特性指標（2 2）保證單向流潔凈室）保證單向流潔凈室特性特性的重要的重要先決條件：先決條件： 高潔凈度高潔凈度和和快速自凈恢復(fù)能力快速自凈恢復(fù)能力 先決條件：有先決條件：有兩個兩個（3 3）實現(xiàn)）實現(xiàn)“活塞流活塞流”的的重要措施重要措施： 在頂棚或墻面滿布高效過濾器在頂棚或墻面滿布高效過濾器F由于過濾器和頂棚由于過濾器和頂棚有邊框有邊框，不可能百分之百不可能百分之百地地滿布滿布過濾器過濾器F過濾器的滿布情況過濾器的滿布情況用用“滿布比滿布比”表示表示1 1）來流的潔凈度；）來流的潔凈度； 2 2）來流的活塞流情況）來流的活塞流情況15面積潔凈室布置過濾器截面高效過濾器凈截面積滿布比 （4 4

10、）滿布比）滿布比1 1）定義式：）定義式：2 2）規(guī)定：）規(guī)定： 單向流潔凈室的滿布比單向流潔凈室的滿布比一般情況下一般情況下應(yīng)達到應(yīng)達到80% 80% ； 潔凈廠房設(shè)計規(guī)范（潔凈廠房設(shè)計規(guī)范（GB50073-2001GB50073-2001）規(guī)定：規(guī)定：垂直垂直單向單向流潔凈室滿布比流潔凈室滿布比不應(yīng)小于不應(yīng)小于60%60%，水平水平單向流潔凈室單向流潔凈室不應(yīng)小不應(yīng)小于于40%40%，否則就是局部單向流。，否則就是局部單向流。 單向流潔凈室的基本原理和特性指標單向流潔凈室的基本原理和特性指標163 3）說明：）說明：理想理想滿布比為滿布比為100%100%時（連邊框都沒有），過濾器后時（連

11、邊框都沒有），過濾器后房間房間內(nèi)含塵濃度內(nèi)含塵濃度只決定于只決定于過濾器送風濃度過濾器送風濃度。實際情況實際情況滿布為一個比例滿布為一個比例時，此時就有渦流區(qū)，時，此時就有渦流區(qū)，滿布比滿布比不同不同的單向流潔凈室，其含塵濃度是不同的。的單向流潔凈室，其含塵濃度是不同的。人員密度不人員密度不同同的單向流潔凈室的單向流潔凈室含塵濃度也不同含塵濃度也不同，所以，所以要適當控制要適當控制單向單向流潔凈室的流潔凈室的人員數(shù)量人員數(shù)量。高效過濾器布置在靜壓箱之外，靜壓箱的送風面為阻漏高效過濾器布置在靜壓箱之外，靜壓箱的送風面為阻漏層時，可以將阻漏層視為高效過濾器末端的延伸，阻漏層層時，可以將阻漏層視為高

12、效過濾器末端的延伸，阻漏層上通氣面積可以等同于過濾器面積看待上通氣面積可以等同于過濾器面積看待 單向流潔凈室的基本原理和特性指標單向流潔凈室的基本原理和特性指標17 2 2、單向流潔凈室性能的特性指標、單向流潔凈室性能的特性指標（三個）（三個） （1 1）流線平行度）流線平行度 （2 2）亂流度（速度不均勻度）亂流度（速度不均勻度） （3 3）下限風速）下限風速 （1 1）流線平行度）流線平行度 1 1）流線平行的作用：）流線平行的作用：是保證塵源散發(fā)的塵粒不作垂直于流向的傳播。 2 2）潔凈區(qū)工作范圍：）潔凈區(qū)工作范圍：潔凈度級別是用工作區(qū)內(nèi)的含塵濃度表示的，潔凈潔凈區(qū)工作范圍區(qū)工作范圍的規(guī)

13、定如圖所示。 3 3）說明：）說明：若塵源散發(fā)塵粒的傳播范圍在允許范圍內(nèi)，則允許流線略有傾斜。但其傾斜角度應(yīng)保證所散發(fā)的塵粒不超過工作人員的工作范圍進入到相其傾斜角度應(yīng)保證所散發(fā)的塵粒不超過工作人員的工作范圍進入到相鄰工作人員的工作范圍鄰工作人員的工作范圍，而對相鄰區(qū)域環(huán)境造成影響。單向流潔凈室的基本原理和特性指標單向流潔凈室的基本原理和特性指標18（2 2）亂流度（速度不均勻度）亂流度（速度不均勻度） 1 1）定義：）定義：速度場的集中或離散程度速度場的集中或離散程度 2 2）定義式：）定義式：單向流潔凈室的基本原理和特性指標單向流潔凈室的基本原理和特性指標unuuiu2)(亂流度； 各測點

14、的速度；n測點數(shù)； 平均速度。uiu3 3）應(yīng)用及物理意義：）應(yīng)用及物理意義：用于用于不同速度場的比較不同速度場的比較亂流度亂流度越大越大，說明速度場，說明速度場越不均勻越不均勻，速度的脈，速度的脈動性越大，流線動性越大，流線間質(zhì)點的摻混越嚴重間質(zhì)點的摻混越嚴重。 4 4）取值：）取值：單向流單向流不宜不宜0.2;0.2;實際中，實際中，0.3 機械機械回風量回風量+ +機械機械排風量排風量 時 房間處于正壓正壓送風量送風量- -（機械回風量（機械回風量+ +機械排風量）機械排風量）= = 差額差額通過門窗縫隙等不嚴密處，向外滲透通過門窗縫隙等不嚴密處，向外滲透（與差額相等的風量）（與差額相等

15、的風量）隨過濾器過濾器及及管道管道積塵積塵，送回風管路阻力增加，影響風量；風量；受受熱壓熱壓及及風壓風壓影響影響正壓值是變化變化的，需實時進行調(diào)整實時進行調(diào)整，以維持穩(wěn)定的正壓潔凈室緩沖與隔離潔凈室緩沖與隔離 1、緩沖與隔離的目的：壓差控制是防止將污染帶進或帶出潔凈室的重要措施。但當需要的壓差值太大，不容易辦到時，就要加設(shè)輔助設(shè)施（緩沖設(shè)施），以防止將室外污染物帶入室內(nèi)，或者減少室內(nèi)污染物發(fā)生量。2 2、常見的緩沖設(shè)施（、常見的緩沖設(shè)施（四種四種） （1）氣閘室 （2）緩沖室 （3）空氣吹淋室 （4）傳遞窗 47潔凈室緩沖與隔離潔凈室緩沖與隔離 （1 1）氣閘室氣閘室 概念概念：設(shè)置在潔凈室入

16、口，用以隔離室外或鄰室污染氣流并進行壓差控制的小室。 特點特點： 門聯(lián)鎖但不能同時開啟； 對不送潔凈風的氣閘室，只能起緩沖作用，但不能有效防止外界污染物入侵； 設(shè)置場合設(shè)置場合：設(shè)置在當兩側(cè)需要的壓差太大而又難以達到的場合。48潔凈室緩沖與隔離潔凈室緩沖與隔離 （2 2）緩沖室緩沖室 概念概念：設(shè)于潔凈室入口，門連鎖但不能同時開啟的潔凈小室。 作用作用：一方面可以防止污染物進入潔凈室；另一方面具有補償壓差作用。 特點特點： 相對于潔凈室為負壓，相對室外環(huán)境是正壓； 屬于準潔凈區(qū)域，需進行適量的潔凈送風49潔凈室緩沖與隔離潔凈室緩沖與隔離 （3 3）空氣吹淋室空氣吹淋室 概念概念：是進行人身凈化

17、和是進行人身凈化和防止污染空氣防止污染空氣進入潔凈區(qū)進入潔凈區(qū)的裝置的裝置 工作原理工作原理：利用噴嘴噴出的高速氣流使衣服抖動起：利用噴嘴噴出的高速氣流使衣服抖動起來，從而把衣服表面沾的塵粒吹掉來，從而把衣服表面沾的塵粒吹掉 設(shè)置場合設(shè)置場合：通常設(shè)置在潔凈室人員的入口處。：通常設(shè)置在潔凈室人員的入口處。 分類分類：小室式和通道式小室式和通道式5051通道式吹淋室通道式吹淋室小室式吹淋室小室式吹淋室潔凈室緩沖與隔離潔凈室緩沖與隔離 （4 4）傳遞窗傳遞窗 概念概念：是是潔凈室內(nèi)外與潔凈室之間傳遞物件的開口潔凈室內(nèi)外與潔凈室之間傳遞物件的開口裝置裝置，設(shè)有兩扇不能同時開啟的門，它可以暫時隔，設(shè)有兩扇不能同時開啟的門，它可以暫時隔斷潔凈室內(nèi)外氣流，防止污染物發(fā)生傳播斷潔凈室內(nèi)外氣流，防止污染物發(fā)生傳播 設(shè)置場合設(shè)置場合：通常設(shè)置在不同級別的潔凈區(qū)，以及潔：通常設(shè)置在不同級別的潔凈區(qū)，以及潔凈區(qū)和非