自凈性能測試目的是用以確定潔凈室或潔凈設(shè)施清除懸浮微粒污染物的能力與速率,這是非單向流潔凈室最重要的性能反映。自凈性能由100∶1的自凈時(shí)間來表示,ISO14644定義100∶1自凈時(shí)間為:粒子濃度降至0.01倍初始濃度所需的時(shí)間。
在國際上,房間的通風(fēng)換氣次數(shù)是空調(diào)系統(tǒng)的重要參數(shù)。ISO14644、美國國家環(huán)境平衡局NEBB的《潔凈室認(rèn)證測試程序性標(biāo)準(zhǔn)》、GB50073《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》都建議定期對潔凈室自凈時(shí)間進(jìn)行檢測。
本文在基于均勻分布理論計(jì)算的基礎(chǔ)上,探討自凈時(shí)間與換氣次數(shù)之間的關(guān)系。
基于均勻分布理論,潔凈室瞬時(shí)含塵濃度的理論公式為:
其中
Ct—瞬時(shí)含塵濃度,pc/m3;
C—穩(wěn)定工況時(shí)的含塵濃度,pc/m3;
C0—室內(nèi)初始含塵濃度,pc/m3;
n—換氣次數(shù),次/h;
t—系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間,min;
s—循環(huán)風(fēng)與送風(fēng)量之比;
η—循環(huán)風(fēng)通路的過濾效率,%。
本文研究濃度降到原來的1/100時(shí)的自凈時(shí)間,即Ct/C0=0.01。在對上式進(jìn)行簡化時(shí),兩邊同時(shí)除以C0,且C0>>C,回風(fēng)通路上設(shè)有高效過濾器,因此(C0-C)/C0≈1,1-s(1-η)≈1,經(jīng)簡化后得自凈時(shí)間:
再進(jìn)一步,C/C0≈0
因此,我們可以計(jì)算不同換氣次數(shù)下的自凈時(shí)間約為:
在實(shí)際測試過程測得的自凈時(shí)間可能與理論算術(shù)結(jié)果略有出入,這是由于理論計(jì)算公式是基于均勻分布理論,而實(shí)際潔凈室的氣流組織狀況不可能達(dá)到使室內(nèi)顆粒物均勻分布。潔凈室的顆粒分布可能存在由4個不均勻分布區(qū)域組成的模型:即主流區(qū)、渦流區(qū)、回風(fēng)口區(qū)和產(chǎn)塵區(qū)。
在產(chǎn)塵區(qū),顆粒物具有一定的初始動量,此時(shí)其擴(kuò)散主要受初始動量的影響,當(dāng)其動量衰減到一定程度以后顆粒物隨室內(nèi)氣流擴(kuò)散:其中一部分混入渦流區(qū),另一部分則進(jìn)入主流區(qū);主流區(qū)內(nèi)的顆粒物一部分隨回流折回渦流區(qū),在渦流區(qū)分布開來并隨主流區(qū)引帶氣流回到主流區(qū),這樣顆粒物周而復(fù)始地在室內(nèi)循環(huán),滯留時(shí)間長。
基于這種原因,實(shí)際自凈時(shí)間可能要大于理論自凈時(shí)間。為盡量減小不均性的影響,在測量時(shí)可設(shè)置多個測點(diǎn),然后取各點(diǎn)的平均值。