单向流气流组织形式及设计

单向流就是气流以均匀的截面速度，沿着平行线以单一方向在整个截面上通过。单向流洁净室就是靠洁净送风气流的这种“活塞”般的平推作用，迅速把室内污染物排出。根据这个原理，很显然，高效过滤器必须满布，但由于过滤器有边框以及吊顶安装工艺的要求，真正的满布是不现实的。只要能达到我国《空气洁净技术措施》的规定，垂直单向流洁净室满布比不应小于60%，水平单向流洁净室不应小于40%就认为满足满布的要求了。否则，就是局部单向流了。以上这两个满布比，是针对尚有一定面积未布置高效过滤器的较低要求，对于满布高效过滤器的正常情况(即只扣除过滤器和安装框架的自然边框)，高效过滤器的满布比不应小于80%。
单向流气流组织的设计重点应考虑：送风高效过滤器的满布比和回风口形式，前者容易满足，后者对单向流洁净室的效果影响较大，在设计中应引起足够的重视。

上图所示为满布高效过滤器送风，整个地面格栅回风的垂直单向流形式，是典型的垂直单向流，比对单向流洁净室的原理，符合度高。对流线平行度和乱流度等指标，满足度好。这种单向流洁净室可以适用于任何生产工艺，即使生产工艺不断改变，也能很好的满足。但它的大的缺点是造价高、格栅回风地板结构复杂。上图所示的形式中，送风吊顶的安装工作量很大，若用液槽密封结构，造价较高，但密封的可靠性高；若用密封垫挤压式密封结构，造价较低但密封性较差，过滤器安装的技术要求很高，一旦发生泄露，需拆下过滤器重新安装，安装难度较大，工程量也较大。所以，把这种送风吊顶改为下图所示形式，侧布高效过滤器，顶棚阻尼层送风。这种系统通过改变顶棚送风结构，降低了安装难度，节约了初投资。过滤器安装在吊顶夹层静压箱的两侧，使安装难度降低，更换也方便，采用阻尼层吊顶，使气流均匀平行向下流动，这种阻尼层可采用不锈钢孔板制作，孔板的开孔率应大于60%，若能在静压箱内装设阻尼孔板和导流板，其均流效果更好。这是一种净化效果较好而造价较低的气流组织形式，其适用范围同满布高效过滤器送风，整个地面格栅回风的系统相同。

这种送风天花的结构现在也应用于洁净手术部的送风天花中，无影灯吊杆处的密封变得很简单。由于满布高效过滤器送风，整个地面格栅回风形式，格栅回风地板结构复杂、造价高，对这种回风方式的改进，如下图所示。可采用全顶棚高效过滤器送风，两侧下回风。

这种回风方式，使送风气流在洁净室的下部发生了弯曲，故称之为准单向流洁净室。它可以达到100级的洁净度，但洁净室的宽度应不大于6m。设计这种气流组织时，双侧的回风口应连续布置且回风口的上边高度应尽量低，使送风气流在较低标高处弯曲。若弯曲处低于工作面，效果较好。选择这种气流组织形式的回风口时，宽度以不大于200mm为佳。回风口下边的小标高可做到0.10m，故回风口的上边标高以不大于0.30m为好。若回风面积除以回风口的总长度大于200mm，这时按200mm的宽度校核回风速度，若回风速度未超过允许的上限值，回风口宽度取为200mm。否则，应按回风速度允许的上限值计算回风口的宽度。这种形式的气流组织，也可采用侧布高效过滤器，顶棚阻尼层送风的结构，其节约效果更加明显，如下图所示。

下图所示为水平单向流气流组织，这种形式是典型的水平单向流。侧墙满布高效滤器水平送风，相对的墙面满布粗效过滤器或孔板回风。沿气流方向，洁净度逐渐降低，利用这个特点，把洁净度要求高的工艺布置于送风口附近，要求低的工艺顺气流流向排列。这种气流组织形式适合于手术室。水平单向流所要求的建筑层高较垂直单向流要求的建筑层高低，施工技术难度较低，造价比垂直单向流的洁净室低。

在工程应用中，根据工艺特点，可灵活应用，如下图所示，回风口设在侧墙，气流流线发生弯曲，拐角处出现涡流区，净化效果不如侧墙满布高效过滤器送风，对面满布粗效过滤器回风所示形式的好，可用于房间尺寸较小的情况。也有在两侧墙设回风口的气流组织形式，比回风口设在侧墙的水平单向流形式所示单侧墙设回风口的气流要均匀点，但其净化效果远不及侧墙满布高效过滤器送风，对面满布粗效过滤器回风所示形式的好。

一般不主张采用侧墙开设回风口的形式，因为水平单向流的回风墙，大多采用孔板或粗(中)效过滤器，其价格要比垂直单向流的格栅地板低得多，做法也简单得多，没有必要仿造垂直单向流两侧墙下回风的气流形式。即使房间长度尺寸较小，也不必采用侧墙回风，还是采用对面的墙回风效果好，回风夹道可做得窄一点，如下图所示。

下图为无回风墙的水平单向流，高效过滤器送风墙送出洁净空气后，水平气流流向所在环境，经过滤后再被风机吸入。类似于水平流洁净工作台的空气循环，它是靠空气速度来防止污染物的侵入(不是靠静压)。这种洁净室便宜，也可做成移动式，适合于车间内需洁净环境装配的工艺。洁净环境和所在的周围环境的温湿度相同，这种系统大多采用两级过滤，过滤器的使用时间将缩短。