洁净室自净性能测试

自净性能测试的目的是用以确定洁净室或洁净设施清除悬浮微粒的能力与速率，这是非单向流洁净室或洁净设施重要的性能反映。其自净性能是受控区内的空气循环率，即常说的换气次数、进风口及出风口的气流流型、空气分布特性以及热环境的函数。在相同的空气循环率和其它室内条件下，如果自净时间较短，说明洁净室送、回风口布置得当，气流组织效果好；反之，说明气流组织不理想。
1、自净性能或自净时间的定义
ISO 14644标准规定，以洁净室或洁净设施内粒子浓度的变化率来评估自净性能，或者用自净时间，即洁净室从污染的初始浓度降低至0.01倍初始浓度所需的时间，即“100:1自净时间”来评价洁净室或洁净设施的自净能力。
不过，如果不能把设施内初始粒子浓度提升到洁净室或洁净设施的洁净等级的1000倍以上或者洁净设施内存在粒子发生源时，都不可能直接测出自净时间，此项测试应在洁净设施处于空态或静态时进行。
国家规范GB 50073-2001《洁净厂房设计规范》在术语一节中对“自净时间”作出如下定义：“洁净室被污染后，净化空调系统开始运行至恢复到稳定的规定室内洁净度等级的时间”，但未对测试方法及初始污染浓度给予规定。
国内行业标准JGJ 71-90《洁净室施工与验收规范》所采用的测试方法，与上述ISO 14644标准所规定的方法相类似。JGJ 71-90测试自净时间的方法是：
（1）本项测定必须在洁净室停止运行相当时间。室内含尘浓度已接近大气尘浓度时进行。如果要求很快测定，则可当时发烟。
（2）如果以大气尘浓度为基准，则先测出洁净室内浓度，立即开机运行，定时读数，直到浓度达到低限度为止，这一段时间即为自净时间。如果以人工为基准，则将发烟器放在离地面1.8m以上的室中心点发烟1～2min即停止，待1min后，在工作区平面的中心点测定含尘浓度，然后开机，方向同上。
（3）由测得的开机前原始浓度或发烟停止后1min的污染浓度（N₀）、室内达到稳定时间的浓度（N）和实际换气次数（n）查图，如下图所示，得到计算自净时间，再和实测自净时间进行对比。

上图中，N₀为污染浓度，粒/L；N为稳定时的浓度，粒/L；n为实际换气次数，次/h；t为自净时间，min
2、用粒子浓度变化率评估自身性能
ISO 14644规定，可用粒子浓度变化率即自净率来评估洁净室或洁净设施的自净特性。这种方法适用于各个洁净度等级，并且初始的和设定的浓度等级可以任意确定。
具体程序是，由用户和供应商，承包商协商确定洁净室的初始粒子浓度。可以是洁净室停止运行一段时间后，室内自然扩散而被外界污染达到的某个粒子浓度，也可以是人工发烟、发尘达到的某个粒子浓度以作为初始粒子浓度。记录下此悬浮粒子浓度的同时启动空气净化系统直至室内悬浮粒子达到设定级别，同时逐时测定室内粒子浓度的变化。把逐时测得的悬浮粒子浓度指标在单对数矩形坐标图上。
估算出粒子浓度达到设定洁净度级别时，空气中悬浮粒子浓度衰减曲线的约略切线，该切线的坡度值即表示自净性能。
3、直接测量自净时间
如果能够把初始粒子浓度提升到所测洁净室或洁净设施的洁净度等级的1000倍时，可以直接测量“100:1自净时间”。
为避免高浓度粒子对离散粒子计数器光学器件的潜在污染以及粒子重叠误差，在测试前应计算进行“100:1自净时间”测试要求的浓度，如果该浓度超过了所用离散粒子计数器大允许粒子浓度，则宜把初始浓度降低到粒子计数器允许浓度以下，或者改用上述自净率测试方法为妥。
直接测量自净时间的程序如下：
将离散粒子计数器置于用户和供应商、承包商协商一致的测试点位置，一般测试采样点设在工作区平面的中心点位置，但不应直接在高效空气过滤器出风口下方。
此项测试中所选用的粒径档，应与测试洁净度等级所用的粒径档相一致。如果划分洁净度等级的是两个不同的粒径，则宜选用其中较小的粒径。从另外角度来看，为避免非等速采样，自净时间测试也尽量用小于1um的粒径档。
为使洁净室或洁净设施的空气中悬浮粒子浓度达到“100:1自净时间”的检测所需初始浓度，国外一般采用与高效空气过滤器现场检漏测试相同的气溶胶尘源和气溶胶发生器，形成洁净区悬浮粒子污染。国内较为普遍采用的方法是燃点芭兰香等类物质产生的人工尘。当洁净区设置多个测点时整个洁净区的自净时间可按下式计算：

式中，t_r.a为整个洁净区的平均自净时间，min
   t_r.i为各测点位置的自净时间，min
   N为测试点位置数。

4、测试报告
除常规的测试报告内容外，报告中还应包括：
（1）人工发尘所用气溶胶名称、气溶胶发生器名称；
（2）测试仪器名称及其校准状态；
（3）仪器操作者或数据采集设备名称；
（4）测点位置及洁净室、洁净设施所处的状态。