空气洁净技术(又称洁净技术或洁净室技术)最初是指以控制室内空气中悬浮颗粒物浓度为目标的相关技术,悬浮颗粒物的浓度用单位体积空气中大于等于某一粒径颗粒物的允许数量来表示,通常也称为空气的洁净度,并以此来划分洁净度等级或级别。
洁净室的分类
按洁净室主要控制对象划分洁净室又可划分为:工业洁净室、生物洁净室。
1.工业洁净室主要的控制对象是灰尘粒子(不分有生命的、无生命的),某些工艺过程还要求控制分子态污染物AMC。
工业洁净室主要应用在电子、航天、航空、机械、化工、化学制药、能源、纳米等工业中。尤其是电子工业和光电子工业更是离不开洁净室和洁净技术。
2.生物洁净室主要控制对象是有生命的、活的微生物粒子,如病菌、病毒等对人类、动物、环境有害的粒子。
生物洁净室广泛地应用在医疗(洁净手术室、洁净病房)、生物制药、实验动物饲养、生物安全实验室、卫生防疫检疫的事业中。生物洁净室的发展速度非常快,而且得到了各方的认同和重视。
比较项目 |
工业洁净室 |
生物洁净室 |
研究对象(主要) |
灰尘、粒子只有一次污染。 |
微生物、病菌等活的粒子不断生长繁殖,会诱发二次污染(代谢物、粪便)。 |
控制方法净化措施 |
主要是采取过滤方法。粗、中、高三级过滤,粗、中、高、超高四级过滤和化学过滤器等。 |
主要是采取:铲除微生物生长的条件,控制微生物的孳生、繁殖和切断微生物的传播途径。过滤和灭菌等。 |
控制目标 |
控制有害粒径粒子浓度。 |
控制微生物的产生、繁殖和传播,同时控制其代谢物。 |
对生产工艺的危害 |
关键部位只要一颗灰尘就能造成产品的极大危害。 |
有害的微生物达到一定的浓度以后才能够成危害。 |
对洁净室建筑材料的要求 |
所有材料(墙、顶、地等)不产尘、不积尘、耐磨擦 |
所有材料应耐水、耐腐且不能提供微生物孳生繁殖条件。 |
对人和物进入的控制 |
人进入要换鞋、更衣、吹淋。物进入要清洗、擦拭。人和物要分流,洁污要分流。 |
人进入要换鞋、更衣、淋浴、灭菌;物进入要擦拭、清洗、灭菌;空气送入要过滤、灭菌,人物分流,洁污分流。 |
检测 |
灰尘粒子可用粒子计数器检测瞬时粒子浓度并显示和打印。 |
微生物检测不能测瞬时值,须经48小时培养才能读出菌落数量。 |
按气流流型洁净室的分类:单向流洁净室、非单向流洁净室、混合流洁净室、矢流洁净室。
单向流(层流)洁净室,其中又分垂直单向流洁净室和水平单向流洁净室。
单向流气流的净化原理是活塞和挤压原理,把灰尘从一端向另一端挤压出去,用洁净气流置换污染气流。包括有垂直单向流和水平单向流。
垂直单向流是气流以一定的速度(0.25m/s~0.5m/s)从顶棚流向地坪的气流流型。这种气流能创造100级、10级、1级或更高洁净级别。但其初投资很高、运行费很高,工程中尽量将其面积压缩到最小,用到必须用的部位。
水平单向流是气流以一定的速度(0.3m/s~0.5m/s)从一面墙流向对面的墙的气流流型。该气流可创造100级的净化级别。其初投资和运行费低于垂直单向流流型。
非单向流气流的净化原理是稀释原理。一般型式为高效过滤器送风口顶部送风;回风的型式有下部回风、侧下部回风和顶部回风等。依不同送风换气次数,实现不同的净化级别,其初投资和运行费用也不同。
混合流气流是将垂直单向流和非单向流两种气流组合在一起构成的气流流型。这种气流的特点是将垂直单向流面积压缩到最小,用大面积非单向流替代大面积单向流以利节省初投资和运行费。
矢流(对角流)洁净室:选上侧圆弧型高效过滤器风口送风,对侧下回风口回风的气流流型。
矢流洁净室的气流是以放射型的流线流出,流线之间没有竖向交叉,可用相对少量的送风获得较高级别的洁净度。多用在医药、医疗和电子等行业的小洁净室中。在某些特殊的实验室中也得到广泛的应用。
各种气流流型洁净室的风量、冷量、初投资和运行费的比较(仅供参考)。
不同洁净级别洁净厂房的送风量、冷量投资耗电的指标
气流流型 |
洁净级别(级) |
送风量(m/s)(次/h) |
耗冷指标(W/m2) |
投资指标(元/ m2) |
耗电指标(W/m2) |
|
单向流 |
垂直 |
10 100 |
>0.25m/s |
1300~1500 |
10000~13000 |
1.25~1.35 |
水平 |
100 |
>0.3m/s |
800~1000 |
5000~6000 |
0.9~1.0 |
|
非单向流 |
1000 |
50~60次/h |
600~700 |
2800~3000 |
0.25~0.33 |
|
10000 |
25~30次/h |
500~600 |
2000~2200 |
0.22~0.26 |
||
100000 |
15~20次/h |
350~400 |
1400~1600 |
0.13~0.16 |
注:表中的送风量、单向流以断面风速表示,非单向流以换气次数表示。
表中冷量指标一般指电子工业洁净厂房。
表中的初投资包括洁净厂房的围护、冷冻供应系统、空调净化系统,不含土建结构和自动控制的投资。
表中的耗电量系指制冷系统和空调送风系统耗电不含电加热和电加湿的耗电量。
洁净室的等级标准
洁净系统控制–要素
洁净室的四大技术要素:
1.送风至少经过三级过滤(粗效、中效和高效),并且高效过滤器应设置在系统的末端。
2.洁净室应有足够的净化和空调的送风量。
3.洁净室应维持必要的压力梯度(正压梯度或负压梯度)。
4.洁净室应有合理的气流组织。
洁净室的系统构成:大风量的循环空气(考虑局部排气)和高性能的过滤器;符合需要的控制温湿度的空调设备(要考虑内部发热);设置控制外部尘埃带入室内的风淋室,传递窗等设备。四周不易粘附尘埃,表面光滑,洁净的房间。
空气过滤器
洁净空调系统和普通空调系统的主要区别是,它采用多级过滤技术�p保证尘粒不进入系统和洁净室内的特殊措施,以及满足洁净室要求的气流组织等。
空气过滤器是空气洁净系统中最主要的设备。过滤器有三大类:初效过滤器�p中效过滤器�p高效过滤器(或亚高效过滤器)。
初效过滤器主要是阻挡粒径在10微米以上的沉降性尘粒和多种异物。这种过滤器大多采用金属丝网�p铁屑�p玻璃丝粗孔聚氨酯泡沫和多种人造纤维做滤材。
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