一、非單向流潔凈室
1、原理
非單向流潔凈室的原理是靠潔凈送風(fēng)氣流擴(kuò)散、混合、不斷稀釋室內(nèi)空氣，把室內(nèi)污染逐漸排出，達(dá)到平衡。簡(jiǎn)言之，非單向流潔凈室的原理就是稀釋作用，如下圖所示。由此看來(lái)，非單向流潔凈室是氣流以不均勻的速度，呈不平行流動(dòng)，并伴有回流或渦流的潔凈室。要想保證有很好的稀釋作用，需選擇擴(kuò)散性能好的送風(fēng)口，以及合理布置送風(fēng)口及回風(fēng)口。

2、特性指標(biāo)
（1）換氣次數(shù)
換氣次數(shù)就是潔凈室送風(fēng)量除以其凈容積。而潔凈室凈容積是不變的。所以，換氣次數(shù)的大小也反映出潔凈室送風(fēng)量的大小，其作用是保證有足夠的潔凈稀釋氣流。在工程設(shè)計(jì)中，換氣次數(shù)是按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的推薦值來(lái)取用的?？梢?jiàn)，換氣次數(shù)大，用于稀釋室內(nèi)微粒污染的潔凈送風(fēng)量就大，就有可能使室內(nèi)潔凈度提高。這里為什么說(shuō)“有可能"提高室內(nèi)潔凈度？因?yàn)槿绻突仫L(fēng)口布置不合理，即使換氣次數(shù)大，也未必能有好的效果，這就關(guān)系到潔凈室氣流組織的問(wèn)題。
（2）氣流組織
潔凈室的氣流組織，是通過(guò)正確選擇送回風(fēng)口形式且合理布置，使?jié)崈羲惋L(fēng)氣流很好地?cái)U(kuò)散、稀釋污染物并盡可能減少渦流，能使稀釋后的氣流很快的排入回風(fēng)口。所以，同樣的換氣次數(shù)，送風(fēng)口多點(diǎn)，布置均衡點(diǎn)，加之回風(fēng)口也能與送風(fēng)口相適應(yīng)，控制污染的能力就會(huì)增強(qiáng)。氣流組織可采用數(shù)值模擬方法，得到速度矢量分布圖來(lái)進(jìn)行分析。雖然與實(shí)際有不少偏差，但由于計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，CFD軟件的不斷開(kāi)發(fā)，數(shù)值模擬在潔凈技術(shù)領(lǐng)城受到不少技術(shù)人員的青睞。氣流組織也可通過(guò)測(cè)定流速場(chǎng)流線(xiàn)來(lái)進(jìn)行分析。
（3）自?xún)魰r(shí)間
非單向流潔凈室是靠潔凈送風(fēng)氣流的稀釋作用，把室內(nèi)含塵濃度降到所需要求。在降低含塵濃度的過(guò)程中，有的潔凈室所花的時(shí)間少，有的多。這與送回風(fēng)口形式、布置的位置及換氣次數(shù)有關(guān)。把潔凈室從某種污染狀態(tài)到達(dá)要求的潔凈狀態(tài)所需要的時(shí)間稱(chēng)為自?xún)魰r(shí)間。自?xún)魰r(shí)間是潔凈室從污染狀態(tài)回復(fù)到穩(wěn)定的所需潔凈狀態(tài)的能力的體現(xiàn)，自?xún)魰r(shí)間越短，說(shuō)明潔凈室控制污染的能力越強(qiáng)。

當(dāng)送回風(fēng)口的形式、數(shù)量及布置位置確定后，換氣次數(shù)越大（能耗越大），自?xún)魰r(shí)間就越短。所以，在確定自?xún)魰r(shí)間時(shí)應(yīng)根據(jù)潔凈室的性質(zhì)、用戶(hù)的需求綜合考慮。有的潔凈室用戶(hù)，如潔凈手術(shù)室，要求的自?xún)魰r(shí)間短，在兩臺(tái)手術(shù)之間使?jié)崈羰中g(shù)室盡可能快的回復(fù)到所要求的潔凈狀態(tài)，提高手術(shù)室的使用率。而對(duì)于固體制劑生產(chǎn)車(chē)間，就沒(méi)必要要求太短的自?xún)魰r(shí)間，上班開(kāi)機(jī)后，到正式生產(chǎn)需較長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間。

亂流潔凈室的自?xún)魰r(shí)間一般不超過(guò)30min。自?xún)魰r(shí)間可用下式計(jì)算：

式中t為非單向流潔凈室的自?xún)魰r(shí)間(min)；
NO為潔凈室原始含塵濃度(粒/L)，實(shí)際情況表明，只要開(kāi)機(jī)前系統(tǒng)已經(jīng)停止運(yùn)行幾個(gè)小時(shí)，最后NO將趨近于室外大氣含塵濃度M，潔凈室一般都位于污染較輕的地區(qū)，建議取M=2*105粒/L；
N為潔凈室穩(wěn)態(tài)時(shí)的含塵濃度(粒/L)；不能取級(jí)別上限濃度，宜取上限濃度的1/3～1/2；
n為換氣次數(shù)(次/h)。
自?xún)魰r(shí)間除與上述因素有關(guān)外，還與末端過(guò)濾器有關(guān)。同樣一間潔凈室(有回風(fēng)循環(huán)的系統(tǒng))，末端采用高效過(guò)濾器時(shí)，自?xún)魰r(shí)間短；采用亞高效過(guò)濾器時(shí)，自?xún)魰r(shí)間長(zhǎng)。所以在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)多與潔凈室用戶(hù)溝通，考慮各種因素，確定經(jīng)濟(jì)合理的自?xún)魰r(shí)間。
3、凈化效果
非單向流潔凈室能達(dá)到1000級(jí)及其以下的潔凈度。試驗(yàn)對(duì)所建造的某1000級(jí)潔凈室(8m2)做潔凈度檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，在空態(tài)下，有部分測(cè)點(diǎn)的微粒濃度(≥0.5μm)小于100級(jí)的上限值，渦流區(qū)內(nèi)的測(cè)點(diǎn)濃度大于100級(jí)的上限值，當(dāng)自?xún)魰r(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，只有一個(gè)檢測(cè)人員貼墻站立不動(dòng)，進(jìn)行反復(fù)檢測(cè)，把移動(dòng)測(cè)點(diǎn)后的第一個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)刪掉(因?yàn)闄z測(cè)人員的移動(dòng)，導(dǎo)致第一個(gè)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)都從第二個(gè)數(shù)據(jù)開(kāi)始記錄，取三次檢測(cè)數(shù)據(jù)的平均值作為該測(cè)點(diǎn)的微粒濃度值。經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，全室測(cè)點(diǎn)(10點(diǎn))的濃度平均值接近于100級(jí)的上限值。但這也不能說(shuō)明該潔凈室達(dá)到100級(jí)(空態(tài))，因?yàn)楦鶕?jù)規(guī)范要求：①每個(gè)采樣點(diǎn)的平均粒子濃度Ci應(yīng)小于或等于潔凈度等級(jí)規(guī)定的限值。②全部采樣點(diǎn)的平均粒子濃度N的95%置信度上限值，應(yīng)小于或等于潔凈度等級(jí)規(guī)定的限值。很顯然不能滿(mǎn)足規(guī)范的規(guī)定。盡管只有8m2的潔凈室，氣流組織設(shè)計(jì)得很順暢，也不能滿(mǎn)足100級(jí)的要求。在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，只要檢測(cè)人員稍有小幅的動(dòng)作，粒子濃度很快增加。說(shuō)明非單向流的氣流組織控制污染的能力比起單向流來(lái)要弱很多，這是由“稀釋"原理所決定的。
二、輻流潔凈室
輻流潔凈室也被稱(chēng)為矢流潔凈室。在同樣的送風(fēng)量下，凈化效果比非單向流頂送下側(cè)回要好得多。同樣的潔凈度要求下，所需送風(fēng)量很小，節(jié)能效果非常顯著。
1、原理
這種潔凈室，送風(fēng)口與回風(fēng)口需安裝在異側(cè)，對(duì)角布置。送風(fēng)口擴(kuò)散孔板一般做成1/4圓弧形，通過(guò)這種送風(fēng)口送出輻射狀的潔凈氣流向斜下方回風(fēng)口處流動(dòng)，把污染物“斜推"
向回風(fēng)口區(qū)域，最后排出室內(nèi)。如下圖所示。

2、凈化效果
輻流潔凈室能達(dá)到1000級(jí)及其以下的潔凈度。但凈化效果比傳統(tǒng)的非單向流潔凈室好。
3、工程應(yīng)用分析
試驗(yàn)利用地下室改建制劑車(chē)間，應(yīng)用了這一氣流組織形式。因把高效過(guò)濾器做成圓弧狀，難度較大，相配套的風(fēng)口結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，需非標(biāo)制作。于是，采用了另一思路，仍然使用普通高效過(guò)濾器送風(fēng)口，把擴(kuò)散孔板做成圓弧狀，并使阻尼加大。如下圖所示。

圖a所示是應(yīng)用在凈高2.3m的地下室內(nèi)，圖b所示是應(yīng)用在凈高只有2.1m的地下室內(nèi)。這兩個(gè)工程的地下室進(jìn)深都較長(zhǎng)，所以，把送風(fēng)主管安裝于內(nèi)側(cè)，用彩鋼夾芯板做出凈寬600mm左右的夾道，人可進(jìn)入調(diào)節(jié)風(fēng)量。高效過(guò)濾器送風(fēng)口通過(guò)軟接頭及支管與主風(fēng)管相連。室內(nèi)用彩鋼夾芯板裝修，采用走廊回風(fēng)(因該制劑屬于單品種，不會(huì)發(fā)生交叉污染)。這兩種氣流組織形式，其凈化效果比傳統(tǒng)亂流潔凈室還要好。且圖b所示的潔凈室凈化效果要優(yōu)于圖a所示，可能是送風(fēng)口距工作面較近所致。

這種低層高的建筑空間，采用輻流氣流組織，取得了很好的凈化效果，降低了潔凈室改造的空間要求。特別是地下建筑噪聲不好控制，應(yīng)用這種氣流組織，風(fēng)量可以減少，因而系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲也將降低。
三、混合流潔凈室
混合流潔凈室是在潔凈室內(nèi)既有單向流，又有非單向流的潔凈室。單向流營(yíng)造局部百級(jí)環(huán)境，非單向流營(yíng)造局部百級(jí)的背景潔凈環(huán)境。這種潔凈室也是一種具有節(jié)能意義的潔凈室，體現(xiàn)了潔凈度按需營(yíng)造的節(jié)能思想。這種潔凈室也就是經(jīng)常說(shuō)的在1000級(jí)下的局部百級(jí)或在10000級(jí)下的局部百級(jí)潔凈室。
1、工程應(yīng)用
在潔凈室中，某個(gè)生產(chǎn)工藝需百級(jí)潔凈度，而周邊其他工藝區(qū)域只要求較低的潔凈度時(shí)，就可應(yīng)用混合流氣流組織方案。如青霉素分裝工藝、大輸液灌裝工藝都需要百級(jí)潔凈環(huán)境，而周邊只需要1萬(wàn)級(jí)的潔凈環(huán)境。醫(yī)院I級(jí)潔凈手術(shù)室，手術(shù)區(qū)需要100級(jí)潔凈環(huán)境，而周邊區(qū)只要求1000級(jí)潔凈環(huán)境，這些潔凈室都需要采用混合流氣流組織。
2、設(shè)計(jì)施工中的常見(jiàn)錯(cuò)誤及改進(jìn)措施
百級(jí)環(huán)境需單向流的氣流組織來(lái)營(yíng)造，在一個(gè)低級(jí)別潔凈環(huán)境中營(yíng)造局部百級(jí)，回風(fēng)口的設(shè)置位置非常重要。工程設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的錯(cuò)誤是回風(fēng)口的位置設(shè)置不合理，導(dǎo)致氣流過(guò)早彎曲，使工作面達(dá)不到100級(jí)。造成這種錯(cuò)誤的原因，首先是沒(méi)有很好地理解平行的“活塞"流控制污染的原理，認(rèn)為在工作面上方安裝層流罩就能實(shí)現(xiàn)局部百級(jí)；其次是由于生產(chǎn)工藝的原因，導(dǎo)致回風(fēng)口的安裝位置受到限制。如果設(shè)計(jì)人員對(duì)生產(chǎn)工藝不熟悉，又沒(méi)有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，那么就很難想出改進(jìn)措施，所以導(dǎo)致工作面達(dá)不到百級(jí)要求。