凈化空調(diào)設計中,氣流組織設計是很重要的項內(nèi)容, 它關系到潔凈室的成敗。而氣流組織設計是通過合理布置送風口、回風口、排風口實現(xiàn)的,如果送風量、回風量、排風量計算正確但風口布置不合理,也達不到所需的效果,甚至導致設計失敗。比如有一間潔凈室,要求達到1萬級潔凈度,經(jīng)計算送風量為900m3/h,回風量為850m3/h。如下圖a所示,布置額定風量為1000 m3/h的送風口A一臺,回風口B一個且設置在短邊上,這種氣流組織設計肯定達不到所要求的潔凈度(盡管風量計算正確)。可以想象一下,這種送、回風口的布置,氣流在室內(nèi)是怎樣流動的,主流區(qū)、渦流區(qū)、回風區(qū)各在什么位置,如圖b所示。
圖a(長寬比較大布置一臺送風口的平面示意圖)
這種氣流組織設計,渦流區(qū)太大,潔凈室控制污染的效果差。這種潔凈室的長寬比比較大,如果把送回風口像下圖a那樣布置,就能達到很好的潔凈效果。即選用2臺500m3/h風量的送風口,回風口布置在長邊上,為了減少渦流區(qū),選用2個回風口,其氣流流線如下圖b所示。渦流區(qū)明顯減少,潔凈度可提高。如果采用雙側(cè)下回風的話,凈化效果更好。
圖b(布置一臺送風口時氣流流線示意圖)
圖a(長寬比較大布置兩臺小送風口的平面示意圖)
圖b(布置兩臺送風口時氣流流線示意圖)
從上面的例子可以看出,計算風量只是基本的條件。對于送風口、回風口的臺數(shù)及布置位置需考慮許多因素。送風口臺數(shù)的確定:選擇送風口的型號,目前采用較多的高效過濾器有額定風量分別為500m3/h、1000m3/h、1500 m3/h的送風口,只要準確計算出潔凈室的送風量,那么,送風口臺數(shù)等于送風量除以所選型號的額定風量。在上例中,既可以選擇一臺1000m3/h風量的送風口,也可以選擇2臺500 m3/h風量的送風口,究竟選擇哪種型號好,要具體情況具體分析。在上例中,潔凈室的長寬比比較大,就必須選擇2臺小風量的送風口,這樣的氣流組織才能滿足要求。如果潔凈室的長寬比不大,可選擇一臺大風量的送風口。這樣既能使氣流組織滿足潔凈度要求,又能節(jié)約初投資(因為2臺500m3/h的高效送風口的造價要大于1臺1000m3/h風量的造價),當然,在這種情況下,若也選擇2臺小風量的送風口,對潔凈度的提升也有好處。
送風口的設置位置:首先應考慮操作點的位置,盡可能布置在工藝操作點的上方,盡可能讓送風口的主流區(qū)覆蓋被保護的操作點。其次,應考慮送風口的均衡性,當操作點較多,要求室內(nèi)有均勻的潔凈度時,把送風口盡可能對稱布置(為了美觀,同一潔凈室宜布置同一型號的送風口)。對稱布置的目的是使氣流盡可能均勻擴散,減少渦流區(qū)。
下面介紹回風口臺數(shù)的確定及設置位置。
回風口的臺數(shù)等于計算得到的回風面積除以所選型號的回風口面積,回風面積可由回風量除以推薦的回風速度來確定。為了使?jié)崈羰矣泻玫臍饬鹘M織形態(tài),回風口的長寬比選得大些。同送風口類似,同樣的回風量,有大回風量少回風口個數(shù)及小回風量多回風口個數(shù)的方案供選擇。從凈化效果講回風口多點好,但回風口增多后,回風支管增多,系統(tǒng)復雜,造價增加。所以也應權衡各種因素(送風口數(shù)量、位置、潔凈室寬度及長寬比、潔凈度級別等)來考慮,切忌片面。在上例中,就應選擇2個回風口且置于潔凈室的長邊上。當送風口的數(shù)量及位置確定后,潔凈室內(nèi)氣流組織形態(tài)由回風口數(shù)量、位置來決定。如下圖a、b、c所示,送風口的數(shù)量及位置不變,只改變回風口的數(shù)量和位置,潔凈室的氣流組織形態(tài)是不同的。三種氣流組織形態(tài),圖b所示的較好,圖a所示的次之,圖c所示的差。
圖a(上送單側(cè)下回風氣流流線示意圖)
圖b(上送雙側(cè)下回風氣流流線示意圖)
圖c(上送上回風氣流流線示意圖)
根據(jù)多年的工程實踐經(jīng)驗,給出如下建議:
(1)潔凈度要求高的非單向流潔凈室或長寬比比較大的潔凈室,盡可能選用小風量多送風口數(shù)量的送風形式;而回風口也應選用小風量多回風口數(shù)量的方案。
(2)對于潔凈度為1000級的潔凈室,選用雙側(cè)下回風的形式。對低于1000級潔凈度的潔凈室,當潔凈室寬度不大于3m時,可采用單側(cè)下回風;當大于3m時,宜采用雙側(cè)下回風;當潔凈室寬度較大時,若雙側(cè)下回風不能滿足氣流組織要求時,應在潔凈室1/2寬度處增設回風口(采用回風柱等形式),以減少渦流區(qū)。在具體設計時,應根據(jù)潔凈度的大小、工藝設備的位置等條件靈活掌握。布置回風口的總原則是:適應送風口,與送風口配合,使?jié)崈魵饬鞒浞值臄U散,充分的稀釋室內(nèi)氣流,并均勻的流出室內(nèi)。
(3)在潔凈室的操作間不應采用上送上回氣流組織形式,在潔凈走廊、更衣室等非工作面可采用上送上回氣流組織形式。但當條件允許時,在非工作面盡量采用上送側(cè)下回的氣流組織形式,因為上送上回氣流組織形式存在下列缺陷:在一定高度上,5μm的大微粒較多(因為其跟隨氣流的能力差),往往以0.5μum的微粒濃度衡量能達到潔凈度標準,而以5μm的微粒濃度衡量則不達標;如果是局部百級的潔凈室,若采用上送上回方案,則工作區(qū)的風速往往很小,很難達到標準,自凈時間較長,容易造成送風氣流的短路,使部分潔凈氣流和新風不能參與全室的稀釋作用。因而降低了潔凈度和衛(wèi)生效果,容易使污染微粒在上升過程中污染其經(jīng)過的操作點。