[摘 要] 本文主要研究和探討潔凈室氣流分布方式及其適用范圍,以及分析影響氣流流動(dòng)的因素并探討解決辦法。　

　1、概述 
　　潔凈室是指將一定空間范圍內(nèi)的空氣中的微粒子、有害空氣、細(xì)菌等的污染物排除,并將室內(nèi)的溫度、潔凈度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動(dòng)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(jì)的房間。亦即是不論外在的空氣條件如何變化,其室內(nèi)均能具有維持原先所設(shè)定要求的潔凈度、溫濕度及壓力等性能的特性。 
　　潔凈室的發(fā)展與現(xiàn)代工業(yè),尖端技術(shù)密切聯(lián)系在一起.潔凈室技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于電子,醫(yī)藥,微生物技術(shù)等方面.隨著工業(yè)的發(fā)展,對(duì)于潔凈室等級(jí)的要求也越來越高.根據(jù)潔凈室的等級(jí),合理選擇潔凈室的氣流分布流型.在工作區(qū)應(yīng)避免渦流區(qū);盡量使送入房間的潔凈度高的空氣直接到達(dá)工作區(qū);氣流的流動(dòng)有利于潔凈室內(nèi)的微粒從回風(fēng)口排走;所以說氣流分布對(duì)于潔凈室等級(jí)起著重要作用。 
　　本文主要研究和探討潔凈室氣流分布方式及其適用范圍,根據(jù)氣流的流動(dòng)狀態(tài)分,主要有三種氣流分布潔凈室:非單向流潔凈室,單向流潔凈室,混合流潔凈室。 

　　2、非單向流潔凈室 
　　非單向流潔凈室,也被稱作亂流型潔凈室,非單向流是一種不均勻氣流分布方式,其速度,方向在潔凈室內(nèi)不同地點(diǎn)是不同的,這是潔凈室中使用最為普遍的氣流組織形式,非單向流潔凈室是把從污染源散發(fā)出來的塵,菌污染物在室內(nèi)擴(kuò)散作為前提,用經(jīng)過高效過濾器處理的潔凈空氣將污染物沖淡稀釋,從而保持室內(nèi)所需的空氣空氣潔凈度等級(jí)。 
　　非單向流潔凈室根據(jù)高效過濾器和回風(fēng)口的安裝方式又分為上送側(cè)回,側(cè)送側(cè)回和上送上回。其中上送側(cè)回的方式應(yīng)用最為普遍,大部分電子廠房和一些級(jí)別不是太高的潔凈室均采用此種方案, 此形式適用于潔凈室等級(jí)1,000-100,000級(jí)。此種方案的優(yōu)點(diǎn):構(gòu)造簡單、系統(tǒng)建造成本,潔凈室之?dāng)U充比較容易,在某些特殊用途場所,可并用無塵工作臺(tái),提高潔凈室等級(jí),整體造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用也相對(duì)不高.缺點(diǎn):亂流造成的微塵粒子于室內(nèi)空間飄浮不易排出,易污染制程產(chǎn)品。另外若系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)再激活,欲達(dá)需求之潔凈度,往往須耗時(shí)相當(dāng)長一段時(shí)間,所以此方案不能應(yīng)用于潔凈度要求較高的潔凈室。 
　　3、單向流潔凈室 
　　單向流潔凈室的氣流是從室內(nèi)的送風(fēng)一側(cè)平穩(wěn)地流向與其相對(duì)回風(fēng)的一側(cè).因此,單向流潔凈室的主要特點(diǎn)表現(xiàn)為:將污染源散發(fā)出的塵菌污染物未向室內(nèi)擴(kuò)散之前就被擠壓到室外,潔凈空氣對(duì)污染源起到隔離作用. 此形式適用于潔凈室等級(jí)需求較高之環(huán)境使用,一般其潔凈室等級(jí)為Class 1~100單向流潔凈室又可分為垂直單向流潔凈室和水平單向流潔凈室,下面主要介紹垂直單向流潔凈室。其原理圖如下所示: 
　　垂直單向流是高級(jí)別潔凈室應(yīng)用最廣泛的一種氣流流型。在潔凈室內(nèi)高效空氣過濾器(或超高效空氣過濾器)布置在頂棚或側(cè)面,從送風(fēng)口到回風(fēng)口,氣流流經(jīng)途中的斷面幾乎沒有什么變化,加上送風(fēng)靜壓箱和高效過濾器的均壓作用,使得全室斷面上的流速比較均勻,而至少在工作區(qū)內(nèi)流線單向平行,沒有渦流。干凈的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參混稀釋作用,而是靠推出作用將室內(nèi)臟空氣沿整個(gè)斷面排至室外,從而達(dá)到凈化室內(nèi)空氣的目的?？諝饨?jīng)架空地板回至循環(huán)風(fēng)機(jī),從而形成上送下回的垂直單向流流型。 
　　單向流潔凈室能夠保證室內(nèi)達(dá)到嚴(yán)格的潔凈度要求,在醫(yī)藥生產(chǎn),醫(yī)院,電子,大規(guī)模集成電路等工程中已得到日益廣泛的應(yīng)用,特別是某些關(guān)鍵場合或工序或設(shè)備,如醫(yī)院的手術(shù)室;大規(guī)模集成電路的光刻工序;注射藥品生產(chǎn)的灌裝設(shè)備等,此類潔凈室管理容易,運(yùn)轉(zhuǎn)開始短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)穩(wěn)定狀態(tài),不易為作業(yè)狀態(tài)或作業(yè)人員所影響;但單向流潔凈室的缺點(diǎn)在于換氣次數(shù)非常高,因此它的造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用要遠(yuǎn)高于非單向流潔凈室,天花板之吊架相當(dāng)占空間,維修更換過濾器較麻煩。 
　　4、混合流潔凈室 
　　混合流潔凈室是將非單向流流型和單向流流型在同一潔凈室內(nèi)組合使用.單向流的設(shè)備費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都很高,但在某些實(shí)際潔凈室工程中往往只是部分區(qū)域有嚴(yán)格的潔凈度要求.而不是整個(gè)潔凈室.混合流潔凈室的特點(diǎn)是在需要空氣潔凈度嚴(yán)格的部位采用單向流流型,其他則為非單向流流型.這樣既滿足了使用要求,也節(jié)省了設(shè)備投資和運(yùn)行.混合流潔凈室的一般形式為整個(gè)潔凈室整個(gè)潔凈室為非單向流潔凈是,但需要空氣潔凈度嚴(yán)格的區(qū)域上方采用單向流流型的潔凈措施,使該區(qū)域得到滿足要求的單向流流型潔凈區(qū),以防止周圍相對(duì)較差的空氣環(huán)境影響局部的高潔凈度. 
　　5、影響潔凈室氣流的因素及其處理方案 
　　潔凈室的潔凈度往往受到氣流的影響,換言之,即人、機(jī)器隔間、建筑結(jié)構(gòu)等所產(chǎn)生的塵埃之移動(dòng)、擴(kuò)散受到氣流的支配。潔凈室系利用HEPA、ULPA過濾空氣,其塵埃的收集率達(dá)99.97~99.99995%之多,因此經(jīng)過此過濾器過濾的空氣可說十分干凈。然而潔凈室內(nèi)除了人以外,尚有機(jī)器等之發(fā)塵源,這些發(fā)生的塵埃一旦擴(kuò)散,即無法保持潔凈空間,因此必須利用氣流將發(fā)生的塵埃迅速排出室外。 
　　潔凈室內(nèi)的氣流是左右潔凈室性能的重要因素,一般潔凈室的氣流速度是選0.25~0.5m/s之間,此氣流速度屬微風(fēng)區(qū)域,易受人、機(jī)器等的動(dòng)作而干擾趨于混亂、雖提高風(fēng)速可抑制此一擾亂之影響而保持潔凈度、但因風(fēng)速的提高,將影響運(yùn)轉(zhuǎn)成本的增加,所以應(yīng)在滿足要求的潔凈度水準(zhǔn)之時(shí),能以最適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速供應(yīng),以達(dá)到適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速供應(yīng)以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性效果。 另一方面欲達(dá)到潔凈室潔凈度之穩(wěn)定效果,均一氣流之保持亦為一重要因素,均一氣流若無法保持,表示風(fēng)速有異,特別是在壁面,氣流會(huì)延著壁面發(fā)生渦流作用,此時(shí)要實(shí)現(xiàn)高潔凈度事實(shí)上很困難。垂直層流式方向要保持均一氣流必須:(a)吹出面的風(fēng)速不可有速度上的差異;(b)地板回風(fēng)板吸入面之風(fēng)速不可有速度上的差異。速度過低或過高(0.2m/s,0.7m/s)均有渦流之現(xiàn)象發(fā)生,而0.5m/s之速度,氣流則較均一,目前一般潔凈室,其風(fēng)速均取在0.25~0.5m/s之間。 
　　影響潔凈室的氣流因素很多,如制程設(shè)備、人員、潔凈室組裝材、照明器具等,同時(shí)對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備上方氣流的分流點(diǎn),亦應(yīng)列入考慮因素。一般操作臺(tái)或生產(chǎn)設(shè)備等表面的氣流分流點(diǎn),應(yīng)設(shè)于潔凈室空間與隔墻板間距2/3之處,如此可使作業(yè)人員工作時(shí),氣流可從制程區(qū)內(nèi)部流向作業(yè)區(qū),而將微塵帶走;若分流點(diǎn)配置在制程區(qū)前方,將成為不當(dāng)?shù)臍饬鞣至?此時(shí)大部份的氣流將流至制程區(qū)之后,作業(yè)員操作所引起的塵埃將被帶到設(shè)備后面,工作臺(tái)因而將受到污染,良率也勢(shì)必降低。潔凈室內(nèi)的工作桌等障礙物,在相接處均會(huì)有渦流現(xiàn)象發(fā)生,相對(duì)地在其附近之潔凈度將會(huì)較差,在工作桌面鉆上回風(fēng)孔,將使渦流現(xiàn)象減少最低;組裝材料之選擇是否恰當(dāng)、設(shè)備布局是否完善,亦為氣流是否成為渦流現(xiàn)象之重要因素。 
　　6、總結(jié) 
　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)潔凈室的要求會(huì)越來越高。國內(nèi)外大量研究表明,潔凈室的潔凈度主要取決于合理的氣流組織和高效過濾器的效率。潔凈室的設(shè)計(jì)除根據(jù)規(guī)范和其他參考文件外,還應(yīng)對(duì)潔凈室使用方工藝和操作流程詳細(xì)了解,因?yàn)橐粋€(gè)達(dá)標(biāo)的潔凈室并不是一個(gè)單純意義上的空態(tài)潔凈室,而是一個(gè)投入生產(chǎn)的潔凈室(人員和設(shè)備都已投入生產(chǎn)),一個(gè)好的設(shè)計(jì)工作者應(yīng)該在規(guī)范允許的情況下,合理選擇氣流組織形式,以節(jié)約成本及降低運(yùn)行費(fèi)用。