潔淨室空氣潔淨技術解決方案(潔淨廠房)
國內(nei) 外潔淨技術的發展都是隨著科學技術的發展特別是*事工業(ye) 、航天、電子和生物醫藥等工業(ye) 的發展而不斷發展的。現代工業(ye) 產(chan) 品和現代化科學實驗活動要求微型化、精密化、高純度、高質量和高可靠性。
潔淨室要生產(chan) 這些產(chan) 品，就必須達到相應的受控生產(chan) 環境的空氣潔淨度等級和具有相應高純度與(yu) 產(chan) 品直接接觸的超純水、超純氣體(ti) 、超純試劑等。對於(yu) 現今以“微型電腦”為(wei) 手段的電子信息時代，產(chan) 品的高質量、高可靠性的重要意義(yi) 是不言而喻的。基於(yu) 這種趨勢，潔淨技術的發展已成為(wei) 現代工業(ye) 生產(chan) 和科學實驗活動不可缺少的重要標誌之一。
潔淨室設計（包括潔淨空調設計）是潔淨技術的重要組成部分。潔淨廠房內(nei) 的壓力，溫度，濕度，空氣流速以及空氣潔淨度等因素控製的好壞直接影響到生產(chan) 質量是否達標。
一、潔淨室汙染控製技術方案
潔淨室空氣淨化的主要任務是根據各種產(chan) 品生產(chan) 工藝、不同工序、各類房間的空氣潔淨度等級需要，采取空氣過濾技術措施將潔淨室內(nei) 空氣中懸浮的粒狀或化學分子汙染物質降低到允許的濃度下。
潔淨室內(nei) 的汙染源主要來自四個(ge) 方麵：
1、大氣中含塵、含菌、淨化空調係統中新風帶入的塵粒和微生物；
2、作業(ye) 人員發塵；
3、建築圍護結構、設施的產(chan) 塵，這裏包括牆、頂棚、地麵和一些裸露管線的產(chan) 塵；
4、設備及產(chan) 品生產(chan) 過程的產(chan) 塵。
為(wei) 保證產(chan) 品環境或其他用途的潔淨室所要求的空氣潔淨度，要采取多種綜合技術措施才能達到要求。這些綜合措施包括：應采用產(chan) 生汙染物少的生產(chan) 工藝及設備，或采取必要的隔離和負壓措施防止生產(chan) 工藝產(chan) 生的汙染物質向周圍擴散，采用產(chan) 塵少、不易滋生微生物的室內(nei) 裝修材料及器具；減少人員及物料帶入室內(nei) 的汙染物質；
維持生產(chan) 環境相對於(yu) 室外或空氣潔淨度等級要求高的環境有一定的正壓，防止室外或鄰室的空氣攜帶汙染物質通過門窗過其他縫隙、孔洞侵入；加強潔淨室的管理，按規定進行清掃、滅菌等。
除采取上述種種技術措施之外，為(wei) 使生產(chan) 環境或其他用途的潔淨室室內(nei) 環境控製在所要求的空氣潔淨度等級，重要的技術措施是需要送入足夠量的經過處理的清潔空氣，以替換或稀釋室內(nei) 在正常工作時所產(chan) 生的汙染空氣。潔淨室的空氣淨化處理就是根據房間不同的潔淨度等級要求，采取不同方式送入經過處理的數量不等的清潔空氣，同時排走相應數量的攜帶有汙染物質玷汙的空氣，靠這樣的動態平衡，使室內(nei) 環境維持在所需的空氣潔淨度等級。
目前潔淨室對送入空氣的潔淨方法，最重要和使用最廣泛的方式是空氣過濾法。送入潔淨室的清潔空氣，主要是靠送風係統的各個(ge) 部位設置不同性能的空氣過濾器，用以除去空氣中的懸浮粒子和微生物。
下麵將對潔淨室汙染控製領域中比較新穎的技術方案進行介紹：
1、用傳(chuan) 統的噴水室濕式處理空氣法來處理新風中的化學物質。近幾年來許多國家開展了很多研究證明了其有效性。
2、采用有殺菌作用的HEPA過濾器(殺菌酵素過濾囂)。過去采用金屬離子的毒性來殺菌，如銀型陽高於(yu) 交換纖維製成的空氣過濾器，現今可采用從(cong) 生物體(ti) 中提取的天然酵素將細菌的細胞壁溶解以達到殺菌的目的，是一種安全的滅菌措施，它防止了過濾器上微生物增殖所產(chan) 生的二次汙染。
3、采用UV光電子空氣淨化方法。這種方法不同於(yu) 普通的靜電過濾器。該方法利用將紫外線照射在金屬膜層上產(chan) 生的光電效應，在空氣中產(chan) 生電子和負離子使流經的汙染物質荷電並被集塵極捕集(圖1所示)。目前在有限的小空間範圍內(nei) 已有應用。
4、采用除海鹽粒子過濾器。沿海岸地區空氣中含鹽量較多，台風等強風作用下會(hui) 更高。這種狀況對微電子工廠極為(wei) 不利。現在有兩(liang) 種措施：
(1)所采用的濾材即使在大量鹽分附著後不容易析出；
(2)在空調箱進入段處先設噴水段及檔水板，可先捕集90％的海鹽粒子，再經普通的空氣過濾器清除未被捕集的粒子。噴霧用水應直接排放出，不予回收。對於(yu) 臨(lin) 海設置的微電子工廠在空調淨化裝置中應予考慮。
5、采用智能型空氣離子淨化係統。近幾年來歐洲開發了一種智能化淨化係統，它利用離子發生工作單元的高壓電離原理，釋放出穩定的正負電氧離子族，帶電氧離子與(yu) VOC物質發生反應，以達到去除臭味淨化空氣的目的。為(wei) 保證室內(nei) 空氣質量處於(yu) 最佳狀態，該係統還配有智能化控製係統，通過送風管上的風速、濕度和傳(chuan) 感器及回風管和新風管中的空氣品質傳(chuan) 感器並將檢測數據傳(chuan) 到電離控製器，以控製離子發生單元的工作強度，自動控製室內(nei) 的空氣品質，同時這些數據通過傳(chuan) 送器和網絡，可以進行遠程監控。
6、采用新型空氣吹淋室。傳(chuan) 統的吹淋室對人體(ti) 吹淋停止後，小室內(nei) 的含塵空氣有可能被帶入車間，新改進的吹琳室，具有快速自淨的功能，當停止吹淋氣流後，可部分轉換成頂部垂直氣流，這樣可使小室內(nei) 空氣含塵量很快降低，達到自淨效果。
二、潔淨室潔淨技術領域的研究方案
潔淨技術作為(wei) 一門實驗學科，在其發展過程中也大量地實踐了各種研究方法，並在這些年取得了不小的發展和進步。
下麵就將介紹幾種在潔淨研究領域運用的研究方案：
（1）解耦原理是一種重要的實驗理論方法，往往通過解耦原理能把原本較複雜或者是“混沌”的物理現象轉化為(wei) 若幹個(ge) 簡單的物理現象集合，能夠使實驗者更為(wei) 清楚地看清現象的本質，使得實驗或分析過程大大簡化，並最終得到解決(jue) ，因此解耦原理成為(wei) 實驗科學研究和實踐的重要理論方法。
在理論方麵，1978年我國建築科學研究院許鍾麟研究員首次在傳(chuan) 統的潔淨室內(nei) 全室微粒均勻分布理論的基礎上，通過分析影響潔淨室含塵濃度不均勻分布的各種因素，把潔淨室的含塵濃度分布進行了解耦，解耦成了3個(ge) 分布區域(高效送風口下方的主流區，回風口區域的回風口區，其餘(yu) 的區域為(wei) 渦流區)。
傳(chuan) 統的潔淨空間控製汙染的機理，主要是通過布置在送風末端的高效過濾器將潔淨氣流送入。由於(yu) 過濾器很難避免在製作、運輸和安裝過程中，總有可能造成過濾器的濾材、濾器及安裝結合麵的滲漏，高效過濾器的滲漏是不可避免的，所以僅(jin) 靠密封堵漏不能有效解決(jue) 滲漏問題。單向流潔淨室的滿布高效過濾器不僅(jin) 僅(jin) 起到了過濾的作用，而且還起到了均流作用和防漏作用，因此末端高效過濾器把防漏、過濾與(yu) 分布氣流的三個(ge) 作用耦合於(yu) 一體(ti) ，大大提高了對末端過濾器的要求。在這樣的背景下，利用阻漏層理論，把末端高效過濾器的過濾、均流和防漏的三個(ge) 功能解耦，已經成為(wei) 潔淨室發展的一項新的技術措施。
（2）通過計算流體(ti) 力學（CFD）結合粒子分布軌跡進行氣流組織數值模擬，可以較好解決(jue) 合理的設備布置與(yu) 在更低的氣流速度下不產(chan) 生渦流，避免汙染物的再卷入。但此方法的應用，目前尚有一定難度，還未曾普及。
三、潔淨室的節能技術方案
潔淨室是能量消耗大戶，這是因為(wei) 要保持潔淨的生產(chan) 環境所必需的空氣潔淨等級、壓差、溫度、相對濕度要求；防止汙染的交叉汙染，潔淨室內(nei) 應根據產(chan) 品的生產(chan) 過程的要求排除生產(chan) 過程中產(chan) 生的粉塵、熱量、有機溶劑等所需的全室或局部排風裝置，與(yu) 此同時需向潔淨室內(nei) 送入相應的或必需的室外新鮮空氣；根據不同的空氣潔淨度等級的要求需要有必須的換氣次數和送風量。據調查統計，大規模集成電路製造工廠潔淨廠房的淨化空調係統及其製冷機的耗電量約占工廠總耗電量的50%左右。
如上所述，潔淨廠房的耗能量是很大的，若潔淨室精心設計，周密規劃，節約能源、降低能量消耗也是可能的，節能的潛在容量不小。
針對潔淨室、淨化空調係統的運行節能問題，可以有以下幾個(ge) 解決(jue) 方案：
1、潔淨廠房內(nei) 的工藝平麵布置
盡可能采用潔淨小室、潔淨工作台、層流罩、潔淨隧道、微環境等方式，降低高級別潔淨室麵積，是減少能量消耗、節約能源的可行措施。研究證明，與(yu) 傳(chuan) 統生產(chan) 環境相比，微環境潔淨廠房的投資可節省40%，單單空氣輸送的費用可節省70%。
2、在進行建築平麵、立麵設計時，應努力貫徹節能要求
潔淨廠房的門窗設計的恰當與(yu) 否，是降低潔淨廠房建築能耗的重要課題。這裏首先是控製好窗牆比，按潔淨室的特點盡量減少外牆上的窗麵積，其次是門窗構造的氣密性要求和材料選擇優(you) 質可靠，以確保門窗的保溫（冷）效果和減少冷風滲透，防止“冷橋”現象的發生。
3、降低潔淨室的熱（冷）負荷的技術措施
（1）根據產(chan) 品生產(chan) 工藝要求，確定合適的潔淨室內(nei) 空氣潔淨等級和溫度、相對濕度參數，在滿足生產(chan) 工藝的前提下，從(cong) 節約能源的角度出發，按不同工序和房間的不同要求確定空氣潔淨度等級、溫度、相對濕度參數，可能就低時盡可能采用較低的取值。
（2）在產(chan) 品生產(chan) 工藝提供者的密切配合下，準確地確定潔淨室需設排風裝置的房間或工序或生產(chan) 設備的排風量，這是由於(yu) 潔淨室內(nei) 排風量的增加，即意味著淨化空調係統的補充新風量增加。廠房設計中有時會(hui) 出現由於(yu) 排風量的增加使淨化空調係統的新風量大於(yu) 規定的新鮮空氣需用量，從(cong) 而使設計的熱（冷）負荷增加，因此，準確地確定潔淨室內(nei) 排風量是降低能量消耗的重要技術措施之一。
4、減少淨化空調係統的送風量和降低係統阻力的技術措施
（1）按生產(chan) 工藝要求的不同空氣潔淨度等級和不同的工作時間、班次合理劃分淨化空調係統。但在製訂方案時應認真考慮減少管線長度，降低風管阻力所必需采取的技術措施，做到既降低用電量又不能增加較多的建造費用。
（2）合理組織淨化空調係統中各種空氣過濾器的設置，對較大型的潔淨廠房的淨化空調係統的新風集中大小控製送風量等。
（3）淨化空調係統設計應合理利用回風。在產(chan) 品生產(chan) 過程不產(chan) 生有害物或不發生交叉汙染時，淨化空調係統在保證新鮮空氣量和保持潔淨室規定的壓差值的條件下，為(wei) 了減少能量消耗，應盡量利用回風。對於(yu) 換氣次數大的單向流潔淨室，當空調機房距單向流潔淨室較遠時，可以采用一部分空氣不回機房而直接循環使用，可使能量消耗降低。
5、合理進行淨化空調係統的風管設計
風管布置時應盡量縮短風管長度，減少不必要彎管、附件的設置，簡化風管形狀，努力降低風管係統的阻力，以減少能量消耗。
6、采用變流量控製風量、水量
（1）根據檢測得到的潔淨室內(nei) 的塵粒數量，或房間壓力值控製調節送風量。采用技術措施，有效的控製不工作的生產(chan) 工序或房間的低送風量。
（2）根據生產(chan) 過程的特點，設置檢測、控製房間或設備的排風裝置，按需要控製排風量或開停排風機或排風閥。避免房間或設備不生產(chan) 時仍開啟排風機或排風閥，消耗電能和增加不必要的送風量。
（3）風機、水泵合理的采用變頻機組，根據送風量、供水量的多少，改變風機、水泵的轉速，降低電能消耗。
（4）淨化空調係統的空調機組采用冷水量、熱水量或蒸汽量的變頻控製。
空氣潔淨技術中的汙染控製方案、研究方案以及節能方案三方麵的內(nei) 容。我國空氣潔淨技術發展自60年代開始以來，目前已具各了相當的實力，在某些理論研究和應用方麵已達到了國際先進水平。在生活現代化的同時，我們(men) 要重視室內(nei) 空氣的品質。通過減少汙染、通風、空氣淨化、消毒、空氣成分的調節與(yu) 控製等措施，可減少室內(nei) 空氣汙染，減少疾病，提高人們(men) 的生活質量。