Sistem de ventilație în camera curată

Fără o cameră curată este imposibil pentru fabricarea circuitelor electronice, industria farmaceutica, tratamentul eficient al pacienților, de cercetare în diferite domenii ale medicinii și de gătit. O cameră este considerată curată, în care cantitatea de particule de aerosol și numărul de bacterii din aer sunt menținute la un nivel acceptabil. Există nouă clase de camere curate, în funcție de concentrația de praf și de bacterii în aer. Acestea sunt fixate în GOST ISO 14644-1-2000, care se bazează pe standardul internațional ISO 14644-1-99 „Camere curate și medii controlate asociate.“


În aerul obișnuit (pe care îl respirăm în viața de zi cu zi) există un număr mare de impurități (smog, praf, polen, viruși, ciuperci). Impuritățile enumerate sunt inacceptabile pentru încăperile curate, deoarece afectează negativ performanța muncii. Prin urmare, crearea de sisteme de ventilație și de aer condiționat în încăperi curate este o componentă obligatorie a furnizării unui microclimat adecvat.

Caracteristicile designului sistemului de ventilație al camerelor curate

Proiectarea și instalarea sistemelor de ventilație și climatizare a camerelor curate necesită abilități de lucru cu echipamente speciale, precum și cunoașterea normelor și cerințelor impuse camerelor curate.

Există trei scheme de schimb de aer în camere curate:

  • toate fluxurile de aer se mișcă în paralel;
  • Direcția neordonată - alimentarea cu aer curat are loc în direcții diferite;
  • direcție mixtă - observată în încăperi mari, când într-o parte aerul se mișcă în paralel, iar în cealaltă - neordonat.

În funcție de dimensiunea camerei și de locația zonei de lucru, se alege un design optim al sistemului de ventilație, dar cea mai bună soluție este ventilarea cu un debit unidirecțional de aer curat.

În cazul încăperilor curate, se utilizează numai sistemul de aerisire și ventilație de evacuare și evacuare. Esența sa este după cum urmează: de sus, sub presiune, un curent de aer curat se împrăștie într-o anumită viteză, care "stoarce" aerul poluat în cameră până la prizele de aer.

Aerul răcit este dat la o viteză mică, de obicei în partea superioară a camerei (aproximativ 1/4 din volumul camerei) prin panourile de plafon. Se pare că curge în jurul spațiului, coborând praful până la capotă, creând un nivel minim de iritare. Cu o astfel de ventilație, curenții nu apar, vânturile de praf se așeză pe podea. În plus, aerul de alimentare este pre-pregătit la temperatura și umiditatea necesare.

Puteți obține gratuit o schemă de proiect de ventilație în camere curate

Baza sistemului de ventilație și de climatizare este un sistem combinat de extragere și intrare cu recirculare care constă din următoarele elemente:

  1. corpul;
  2. filtre;
  3. umidificator de aer;
  4. schimbătoare de căldură;
  5. ventilatoare.

Pentru filtre se aplică cerințe speciale. Sistemul de filtrare constă din trei grupe de filtre, prin care fluxul de aer trece succesiv:

  • Filtrul grosier (primul grad de filtrare) îndepărtează impuritățile mecanice din aer;
  • filtru fin (gradul doi de filtrare) - îndepărtează bacteriile și alte microorganisme;
  • microfilterul HEPA și ULPA cu purificare absolută (îndepărtează 99,999995% din microorganisme).

Filtrele grosiere și fine sunt situate în aparatul de aer condiționat central, iar filtrele HEPA și ULPA - direct în distribuitorii de aer.

În funcție de dimensiunea camerei, presiunea aerului, modul în care se plasează mobilierul, numărul și caracteristicile prizelor de aer și a distribuitorilor de aer sunt determinate.

Există o serie de reguli care trebuie luate în considerare în proiectarea ventilației de evacuare a încăperilor curate:

  1. Este necesar să se mențină un dezechilibru pozitiv al presiunii aerului în încăperi curate. Presiunea diferențială trebuie să fie de cel puțin 10 Pa cu ușile închise.
  2. La etapa de proiectare, este important să se ia în considerare înălțimea plafoanelor. Dacă acestea depășesc 2,7 m, atunci este mai rațională utilizarea metodei de ventilație locală la locul de muncă. În acest caz, fluxul de aer curat curge direct în locul în care persoana lucrează.
  3. Pentru încăperi de până la 4,5 m înălțime, în locul unei podele ridicate, grilele de perete sunt instalate la o înălțime de 0,6 m până la 0,9 m. Un flux direcțional de aer înconjoară camera și se deplasează la grile, deplasând treptat aerul poluat.
  4. Camerele "curate" ar trebui amplasate în apropierea acelor încăperi în care nivelul de curățenie este cel mai ridicat.
  5. Pentru construcția camerelor curate sunt folosite numai materiale ecologice cu etanșeitate ridicată, ceea ce va permite menținerea unei circulații stabile a aerului.
  6. În camere curate trebuie să utilizați filtre HEPA și regulatoare CAV: prima asigură o purificare a aerului de înaltă calitate, iar cea de-a doua determină porțiunea de aprovizionare.

Mai jos sunt cele mai optime sisteme de ventilație și aer condiționat pentru camere curate.

A) Debitul unidirecțional este permis prin intermediul grătarului de ventilație.

B) Aerul este turnat în diferite direcții datorită difuzoarelor situate pe tavan.

B) Debitul unidirecțional intră în cameră printr-un panou perforat pe tavan.

D) Aerul este alimentat direct în zona de lucru prin distribuitorul de aer, situat pe tavan.

E) Debitul de aer curat se deplasează în direcții opuse datorită echipamentului furtunurilor de aer din inel.

Cerințe privind ventilarea încăperilor curate

Pentru sistemele de ventilație pentru camere curate sunt astfel de cerințe:

  • Reducerea cantității de impurități și bacterii dăunătoare, care include o serie de etape: eliminarea aerului contaminat și curată a incintei spațiului de lucru din mixturi și microorganisme dăunătoare, blocarea aerului din alte zone.
  • Furnizarea unor astfel de parametri de aer: temperatură, mobilitate, umiditate, concentrația de impurități nocive.
  • Obstrucționarea acumulării de electricitate statică.

În plus, sistemul de ventilație al camerelor curate are drept scop "blocarea" apariției unor astfel de efecte:

  • turbulență turbulentă periodică;
  • formarea de praf în unele zone;
  • devierea temperaturii de la normal;
  • diferite nivele de umiditate în diferite secțiuni ale camerei deservite.

Cerințe de schimb de aer

Schimbul de aer în cameră este determinat prin mobilitatea aerului, măsurată în m / s. Numai pentru spațiile sterile din industria farmaceutică există o definiție clară a schimbului de aer necesar - 0,46 m / s ± 0,1 m / s (FDA, SUA). Ratele recomandate de mobilitate a aerului pentru camere curate sunt cuprinse între 0,35 și 0,52 m / s ± 20%.

Prezența ferestrelor afectează și schimbul de aer. Astfel, într-o cameră sigilată, fără ferestre, productivitatea aerului ar trebui să fie cu 20% mai mare decât emisiile de gaze arse și în camera cu ferestre - cu 20%.

Obțineți o consultare gratuită a unui inginer de ventilație în camera curată

Sisteme de climatizare cu cameră curată

GC EuroCholod este o companie de inginerie profesională. Suntem gata să implementăm soluții complexe pentru instalarea sistemelor interne de inginerie a clădirii "la cheie". apelați: 8 (495) 745-01-41 sau trimiteți o cerere.

Sistemele de climatizare pentru camere curate ar trebui să furnizeze aer curat într-o anumită cantitate pentru a menține un anumit nivel de curățenie a încăperii. Aerul este alimentat în încăperi curate, astfel încât să se prevină formarea zonelor stagnante, unde particulele de praf se pot depune și se acumulează. Aerul ar trebui, de asemenea, să fie condiționat de temperatură și umiditate, în conformitate cu cerințele parametrilor microclimatului din încăpere. În plus, aerul condiționat condiționat este furnizat în cameră pentru a genera suprapresiune.

Schimb de aer

Valoarea calculată a alimentării cu aer purificat este maximă pentru camerele cu regim de puritate strictă și scade pe măsură ce cerințele pentru purificare scad. Schimbul de aer în camere, de regulă, este exprimat fie prin mobilitatea aerului în cameră, fie prin multiplicitatea (obm / h).

Mișcarea medie a aerului din cameră este folosită de obicei în cazul în care aerul este alimentat prin tavanul de filtrare. Timp de mulți ani, pentru cel mai înalt nivel de puritate, mobilitatea aerului a fost de 0,46 m / s ± 20%. Aceasta sa bazat pe primele proiecte de camere curate realizate în cadrul programelor spațiale din perioada 1960-1970.

Recent s-au efectuat experimente cu viteze mai mici, care au demonstrat că mobilitatea aerului în intervalul de 0,35-0,51 m / s ± 20% este complet permisă, în funcție de tipul de activitate și de echipamentul instalat. Limita superioară a mobilității aerului corespunde activității ridicate a personalului și prezența echipamentelor cu eliberarea de praf. Valorile inferioare sunt adoptate dacă un număr redus de personal efectuează o muncă sedentară și / sau nu există echipamente de generare a prafului.

De multe ori clienți cu experiență în lucrul cu camere curate, setați valorile mișcării aerului la nivelul inferior. Și clienții și inginerie-începători care nu știu despre admisibilitatea unei aeromobilitate cu viteză redusă amplasat la capătul superior al scalei. Nu există un nivel mediu clar definit de mobilitate a aerului sau multitudinea de schimburi de aer adoptate în industrie pentru camere curate în conformitate cu această clasificare. Singura excepție este valoarea motilității aerului 0,46 ± 0,1 m / s, anumite FDA (Food and Drug Administration - Departamentul de Food and Drug Administration, SUA) pentru zonele sterile în industria farmaceutică.

În mod normal, există valori normative ale schimbului de aer pentru camere curate, cu niveluri moderate și moderate de puritate a aerului. Pentru camere cu un nivel mediu de curățenie, schimbul de aer recomandat este cuprins între 30 și 60 de obm / h, în timp ce pentru un nivel moderat schimbul de aer poate fi redus la 20 obm / h. Designerul alege valoarea schimbului de aer, ghidată de experiența sa și ideea de eliberare a prafului în procesul de producție. Recent, a existat o tendință de a accepta valori mai mici ale schimbului de aer; companiile avansate de proiectare și de construcție și clienții prudenți au o experiență de succes cu acești parametri.

În recomandările practice ale Institutului de Microclimat (IEST-CC-RP.012.1), există un tabel cu valorile recomandate de schimb de aer pentru fiecare grad de puritate; Valori similare au fost ulterior publicate în ISO 14644-1, secțiunea 4. Datele sunt prezentate în tabel. Ambele documente sunt consecvente și reprezintă recomandări comune ale designerilor, constructorilor și utilizatorilor, dovedită de ani de muncă de succes. În toate aceste documente, responsabilitatea pentru selectarea parametrilor revine "vânzătorilor" și "cumpărătorilor" de camere curate, astfel încât, atunci când se utilizează recomandările de mai sus, este recomandabil să se respecte unele precauții.

Cameră curată cu o circulație unidirecțională ordonată și o viteză scăzută a aerului

Cameră curată cu circulație necontrolată a aerului, utilizând ventilatoare circulante în proiectarea blocurilor, camere de amestecare și distribuție și aer condiționat în aer liber

filtre

Timp de mulți ani, tehnologia camerelor curate a evoluat pentru a servi industriei microelectronice. Nevoia de eficiență ridicată a filtrelor de aer este dictată de nevoile acestei industrii și de industriile conexe. Filtrul ULPA (ultra-puritate), care are o eficiență de 99,9995% pentru particule de 0,12 microni, a fost utilizat cu succes în încăperi cu regim rigid. Există filtre de eficiență mai mare, dar sunt scumpe și nu sunt utilizate pe scară largă. Filtrele cu o eficiență de 99.99 și 99.999% sunt produse de mai mulți producători; experiența arată că acestea pot fi de asemenea folosite pentru modul dur.

Filtrele HEPA (cu eficiență ridicată) cu o eficiență de 99,97% pentru particulele de 0,3 microni au fost de mulți ani un "angajat" în industria camerelor curate. Acestea sunt încă utilizate pe scară largă în industria farmaceutică, unde cerințele privind puritatea aerului sunt chiar mai stricte.

Când s-au efectuat teste de laborator pe filtre cu un număr precis al numărului de particule trecute, sa constatat că filtrele HEPA / ULPA trec în principal o fracție de 0,1-0,2 microni. În același timp, eficiența pasaportului filtrelor a fost verificată pentru fracțiuni de 0,12 și 0,3 microni, și a fost găsită o eficiență și mai mare pentru particulele care sunt mai mari și mai mici decât dimensiunile indicate. Pentru puritate modul de normalizare rigidă este acceptată prin stabilirea eficienței filtrului, nu indică valori de 0,12 și 0,3 microni, iar dimensiunea particulelor fracțiunii, care este filtrat mai rău decât alții (MPPs). Valorile MPPS variază ușor pentru diferiții producători de filtre. Alocarea eficienței prin dimensiunea particulelor, a filtrat cel mai rău, unii designeri și producători consideră că este cel mai convenabil.

Majoritatea camerelor curate, cu regim mediu și dur, sunt echipate cu filtre în tavan. Filtrele pot fi grupate și conectate la un modul comun al sistemului de alimentare, care facilitează instalarea în tavan sau pot fi instalate separat, cu canale individuale de aer de alimentare. Un astfel de aranjament, asemănător unui "T" inversat, formează o structură celulară sub tavan. În acest caz, filtrele sunt atent sigilate în carcasă pentru a preveni trecerea aerului brut. În plus, filtrele care sunt încorporate în camerele de alimentare sunt încă folosite. Cu toate acestea, circuitele modulare care le înlocuiesc fac posibilă o mai bună controlare a parametrilor și a mobilității aerului.

Blocurile "filtru-ventilator" au devenit larg răspândite. În unele modele, filtrul poate fi înlocuit, în alte cazuri, după terminarea duratei de viață, întregul bloc este înlocuit. Livrarea este oferită în diverse dimensiuni pentru integrarea în structura de tip fagure. Ventilatoarele sunt echipate cu motoare electrice, proiectate pentru tensiuni diferite, care permit utilizarea diferitelor scheme de alimentare. Unele sisteme complexe de reglementare prevăd ajustarea individuală a fiecărui bloc, putere de înregistrare, de semnalizare ventilatoare filtru de reglare grupuri motoare de defect și de schimbare a vitezei ventilatorului de ora din zi. Unitățile "filtru-ventilator" sunt utilizate pentru toate clasele de camere curate.

Viteza aerului din față pentru filtrele de tavan poate fi de la 0,66 până la 0,25 m / s, în funcție de design. Deoarece sistemul cu plasarea celulară a filtrelor "T" ocupă 20% din suprafața tavanului, viteza frontală a filtrelor este de 0,51 m / s, ceea ce corespunde unei viteze medii în zona de lucru a camerei de 0,41 m / s.

Setarea HEPA / ULPA filtre direct în cleanroom dictat planul plafon pentru a minimiza sau elimina posibilitatea acumulării prafului pe suprafețe (de exemplu, pe pereții conductei) de aer în aval de filtru în camera curată. Plasarea la distanță a filtrelor HEPA este caracteristică camerelor curate moderat, deoarece cantitatea de particule suflate din pereții canalelor după filtre este în limite acceptabile. Excepția este atunci când sistemul de climatizare standard nu este certificat pentru camere curate, redecorate în acest scop, în conformitate cu standardul ISO 14644. În acest caz, toate conductele de aer după filtrele trebuie să fie curățate cu grijă.

Pentru camere curate moderate, sunt adesea folosite unități ventilatoare sau camere de amestecare și distribuție cu filtre HEPA pe partea de evacuare. În același timp, turația aerului din față în filtrele HEPA atinge 2,54 m / s, ceea ce corespunde unei scăderi mai mari a presiunii decât pentru o instalație de plafon. Rezistența aerodinamică a unui filtru HEPA curat cu o dimensiune de 600x600 mm este de 375 Pa la o viteză față de 2,54 m / s. Cu o instalare pe tavan, viteza frontală este de 0,51 m / s, rezistența aerodinamică este de 125 Pa.

Circulația aerului în încăperi curate

Aerul care intră în cameră după curățare în filtre HEPA și ULPA, practic nu conține particule în suspensie. Alimentarea cu aer a camerei se face în două scopuri. În primul rând, "dizolvarea" (reducerea concentrației) de poluare a prafului care rezultă din prezența oamenilor și din performanța proceselor de producție. În al doilea rând, captarea și eliminarea acestor contaminanți din incintă.

Există trei tipuri de circulație a aerului interior:

  1. Fluxul ordonat unidirecțional (denumit anterior "flux laminar"), atunci când fluxurile de flux ale tuturor jeturilor de aer sunt paralele.
  2. Flux neordonat (denumit anterior "turbulent"), atunci când fluxurile nu sunt paralele.
  3. Debitul mixt, când într-o parte a camerei jeturile de aer pot fi paralele, iar în cealaltă parte - nr.

În camere curate, cu regim rigid, se utilizează, de regulă, un flux unidirecțional. Acest lucru se realizează prin instalarea de filtre HEPA / ULPA în întreaga suprafață a tavanului și a unui dispozitiv etajat cu perforări. Aerul se deplasează vertical din tavan pe podea, este îndepărtat prin perforare în camera de evacuare sub podea. Apoi, aerul de recirculare prin canalele de recirculare periferice este introdus din nou în încăpere.

În cazul în care camera este îngustă (4,2-4,6 m), în locul unei podele înălțate, se folosesc grilele de evacuare a peretelui instalate în partea inferioară. Aerul este alimentat de sus și se mișcă vertical la un nivel de 0,6-0,9 m, apoi fluxul se extinde spre grile. Această circulație este considerată acceptabilă pentru încăperile cu regim rigid, mai ales în cazurile în care a avut loc o conversie a camerei într-o cameră curată în prezența prafului în zona superioară.

În încăperile cu circulație ordonată, amplasarea mobilierului și echipamentelor influențează structura fluxului de aer. Pentru a reduce influența acestor obiecte asupra curățeniei camerei, este necesar să le așezați astfel încât zonele stagnante cu acumulare de praf să nu se formeze.

Miscarea dezordonata a aerului apare deseori in camere curate de conditii medii. Filtrele HEPA sunt așezate uniform pe suprafața tavanului. Debitul de aer este în general direcționat de sus în jos. Cu toate acestea, direcția jeturilor individuale este diferită și nu se încadrează într-o anumită schemă. În timp ce aerul de alimentare practic nu conține particule în suspensie, aspectul și acumularea lor în zona de lucru a încăperilor curate depinde de numărul de particule generate în camera însăși; de la o reducere a concentrației de praf datorată schimbului de aer; intensitatea antrenării particulelor din zona de lucru. În general, se poate spune că cu cât mai multă schimbare a aerului, cu atât aerul este mai curat în camerele de dimensiuni medii, structura fluxurilor de aer în cameră joacă, de asemenea, un rol.

Schema de îndepărtare a aerului pentru încăperile cu circulație dezordonată este foarte importantă. În astfel de încăperi, grilele de perete sunt utilizate pe scară largă. Acestea ar trebui distribuite uniform pe perimetrul camerei. Această cerință poate intra în conflict cu aspectul acceptat al echipamentului de-a lungul pereților. Dacă este posibil, echipamentul trebuie mutat departe de pereți, astfel încât aerul să poată trece în spatele acestuia. De asemenea, este recomandat să ridicați echipamentul de deasupra podelei, așezându-l pe platformă astfel încât aerul să treacă de jos. În cele mai multe cazuri, designerii de camere curate tind să direcționeze fluxul de aer de la suprafața de lucru a mesei spre podea și apoi la grătarele de prăjini joase. În această schemă, particulele sunt îndepărtate din cameră și trimise la filtre, unde sunt prinse. O excepție pot fi acele cazuri în care particulele de contaminare sunt generate de echipamentele deasupra zonei de lucru. Apoi ar trebui să utilizați orice dispozitiv pentru a prinde scoaterea și particulele de sus. În general, se recomandă utilizarea schemei de distribuire a aerului "de sus în jos".

În încăperile cu un nivel mediu de curățenie, există o practică rezonabilă de a limita secțiunile orizontale ale fluxului de aer. Valorile recomandate ale secțiunilor orizontale nu sunt mai mari de 4,2-4,8 m. Astfel, într-o cameră cu o lățime de maximum 8,4-9,6 m este permisă instalarea grilelor de evacuare de-a lungul perimetrului pereților. Această restricție este dictată de teama de contaminare secundară atunci când se depozitează sau se transferă în alt mod particule în zona de lucru din fluxurile orizontale extinse.

În spațiile mai largi, este obișnuit să se instaleze grile de evacuare și conducte de aer în cutii montate de-a lungul coloanelor. Dacă în cameră nu există coloane, se creează arbori verticali de material adecvat.

În încăperi de puritate moderată, cu instalarea la distanță a filtrelor HEPA, pot fi utilizate unități standard de distribuție a aerului din tavan pentru sistemele de aer condiționat. Schema de circulație a aerului este, de asemenea, similară cu cea utilizată în camere cu aer condiționat.

În conformitate cu schema de circulație "de sus în jos" care există în practică pentru încăperi curate, este recomandată și instalarea inferioară a rețelelor de proiectare pe perete. Când se plasează grătarele de aspirație în partea superioară a zonei de lucru curate, se pot forma zone cu o concentrație ridicată de particule în suspensie, în special în timpul perioadei de muncă intensă. În unele cazuri, instalarea grilelor de evacuare a plafoanelor în încăperi curate de regim moderat a fost cel mai probabil datorată generării scăzute de particule în cameră și nu eficienței sistemului de distribuție a aerului.

Circulația tipului mixt este utilizată atunci când cerințele critice și necritice de puritate a aerului sunt îndeplinite în aceeași încăpere. Dacă nu este posibil să se asigure că lucrările sunt îndeplinite cu cerințe critice într-o cameră separată, poate fi utilizată o cameră curată generală cu zonare pentru curățenie. Zonele sunt create de gruparea corespunzătoare a filtrelor de plafon. În zona cu condiții critice pentru curățenie, numărul de filtre este mai mare, în zona cu condiții necritice - mai puțin. În plus, alimentarea cu aer proaspăt poate fi efectuată astfel încât să fie alimentată mai întâi prin canalele de aer în zona critică și apoi să intre în restul încăperii. În funcție de înălțimea camerei curate, se poate instala și un adăpost din plexiglas cu o înălțime de 0,6 m sau o perdea de plastic care nu atinge podeaua de 304-457 mm.

Direcția fluxurilor de aer evacuat este reglată prin plasarea corespunzătoare a grilelor de evacuare astfel încât să se împiedice transferul contaminanților prin cameră. Podeaua ridicată cu colectorul aerului evacuat instalat sub el va fi foarte eficient în acest caz. Cu toate acestea, aplicarea unei astfel de soluții poate fi împiedicată de bugetul limitat al clientului care alege proiectul unei încăperi curate cu circulație mixtă, tocmai datorită lacunelor sale.

Dezavantajul circulației dezordonate a aerului în încăperi curate este aspectul unor zone cu praf înaltă. Astfel de zone pot exista pentru o perioadă limitată de timp, apoi dispar. Aceasta se întâmplă în interacțiunea curenților de aer care apar ca urmare a activității de producție și a aerului de alimentare neordonat. S-au făcut încercări de a reproduce circulația unidirecțională cu ajutorul unui dispozitiv de distribuție a aerului tavan emisferic și a creat o zonă de presiune mărită între tavanul principal și cel semisferic. Pentru aceasta, au fost utilizate panouri din plastic sau aluminiu perforate și un ecran realizat din materiale țesute și nețesute.

Drept urmare, un flux unidirecțional ordonat a fost format în interior cu viteze mult mai mici decât în ​​camere curate, cu regim rigid. Efectul de deplasare creat de fluxul de aer furnizat împiedică formarea de zone cu praf crescut și, în ansamblu, permite obținerea unui nivel mai ridicat de puritate. Acest rezultat, așa cum sa menționat mai sus, este realizat cu o mobilitate mai scăzută a aerului decât cea indicată în normele pentru condițiile de puritate medie și medie (figura 1).

Încărcare termică

Ponderea căldurii aparente în sarcina termică a încăperilor curate este de obicei mai mare de 95%. De regulă este necesară o răcire pe tot parcursul anului, deoarece căldura generată de echipamentul de proces și de motoarele electrice ale ventilatoarelor de circulație intră în cameră. O mică parte din căldura latentă este creată de prezența personalului. Pentru fiecare cameră curată se dezvoltă un design unic, prin urmare toți factorii care influențează sarcina termică trebuie analizați cu atenție.

În încăperi cu niveluri grele și medii de curățenie, o parte semnificativă a aerului proaspăt nu este tratată de aparatele de aer condiționat - acesta este aerul recirculat. Evacuarea necesară a căldurii aparente se efectuează în camerele de amestecare și distribuție, unde o parte a debitului total este răcită în schimbătoarele de căldură de suprafață și apoi revine la debitul total către ventilatoarele de recirculare (figura 2). Temperatura aerului la intrarea în încăperile curate, cu regim rigid, poate fi cu numai câteva grade mai mică decât temperatura aerului evacuat, având în vedere volumul mare de intrare. O astfel de scădere a temperaturii permite utilizarea unei instalații de plafon HEPA / ULPA cu alimentare cu aer din partea de sus în jos fără a compromite cerințele de confort pentru lucrători.

În camere cu un mod moderat de curățenie, cerințele pentru distribuția aerului într-o cameră sunt, în unele cazuri, aceleași ca în camerele cu răcire convenționale. Astfel, diferența de temperatură dintre aerul de alimentare și aerul evacuat poate fi de 8-11 ° C. În aceste cazuri, distribuitorii de aer de tavan standard sau alte mijloace sunt folosite pentru a proteja împotriva exploziilor neplăcute și pentru a oferi condiții confortabile în cameră.

Outside air supply

Fluxul de aer exterior este necesar pentru a compensa evacuarea și exfiltrarea, care apare întotdeauna în încăperi curate cu presiune excesivă. Aerul extern de alimentare este costisitor, deoarece înainte de a fi servit în încăperi curate nu trebuie doar să fie curățat, ci și tratat cu temperatură și umiditate. Deoarece este imposibil să se refuze complet furnizarea de aer exterior, din motive de economie generală și de conservare a energiei, cantitatea sa ar trebui să fie redusă la minimum.

Presiunea aerului în încăperi curate este de obicei ridicată în raport cu camerele înconjurătoare. De obicei, se recomandă o scădere de presiune de 12 Pa. O suprapresiune mai mare generează zgomot în sloturi și face dificilă deschiderea ușilor. În blocuri de camere curate cu diferite clase de curățenie se obișnuiește menținerea unei căderi de presiune de 5 Pa între camerele adiacente, în timp ce într-o încăpere cu o clasă mai mare de puritate se menține o presiune mai mare.

Cantitatea de aer exterior este determinată prin însumarea volumului de evacuare în toate procesele de producție și prin creșterea multiplicității obținute cu 2 obm / h. Această cantitate semi-empirică este cantitatea estimată de aer testată de practica de selecție a echipamentelor de aer condiționat. Cantitatea reală de aer exterior va fi variabilă, în funcție de deschiderea ușilor, de scurgeri și de programul real de lucru al hotei.

Aerul condiționat în aer liber este proiectat pentru a aduce parametrii săi în conformitate cu reglementările pentru camere curate. Aceasta înseamnă că ar trebui să existe posibilitatea purificării aerului, preîncălzirii, răcirii, reîncălzirii, dezumidificării și umidificării.

În camere curate, cu trei moduri de purificare a aerului, se procedează adesea: un filtru ASHRAE cu o eficiență de 30%, un filtru intermediar cu o eficiență de 95%, cel final - un filtru HEPA. În camere curate, cu condiții medii și moderate, există de obicei două etape de tratament: preliminare (30%) și finale (95%). Din numele este clar că filtrul final de purificare este plasat la ieșirea aparatului de aer condiționat.

Preîncălzirea este necesară atunci când temperatura exterioară în timpul iernii scade sub 4 ° C. Dacă temperatura punctului de rouă în camera curată ≥5,6 ° C, într-un schimbător de căldură de suprafață răcește și dezumidificarea aerului de alimentare. Deoarece lucrătorii în camere curate, cu modul de greu purtați întotdeauna îmbrăcăminte, aer temperatura termometrului uscat poate fi menținut nu mai mare de 19 ° C, cu o valoare minimă de umiditate relativă pentru setarea de reglementare este de 40%. A doua încălzire este necesară pentru a crește temperatura aerului de alimentare după răcire și dezumidificare în schimbătorul de căldură. Atunci când se calculează cantitatea de căldură pentru cea de-a doua încălzire, se ia în considerare cantitatea de căldură introdusă de ventilatoarele de recirculare. Aceasta este o valoare semnificativă pentru camere curate, cu un mod greu.

Reducerea temperaturii suprafeței schimbătorului de căldură la un nivel necesar pentru menținerea temperaturii punctului de rouă sub 5,6 ° C în încăpere poate cauza dificultăți. Atunci când este necesară dezumidificarea aerului de alimentare sub 40% umiditate relativă, se folosesc de obicei diferite substanțe absorbante de umiditate.

În sistemul descris aici, unui aparat de aer condiționat extern li se atribuie o sarcină asociată cu căldură latentă și emisii de umiditate în cameră. Se presupune că parametrii aerului de alimentare îndeplinesc cerințele pentru asimilarea căldurii latente generate de personalul camerei și fluxul de umiditate prin incintele camerei curate. Se presupune, de asemenea, că sarcina latentă termică este mai mult sau mai puțin constantă. Aceste ipoteze trebuie verificate pentru fiecare proiect specific. Este necesar să se țină seama de condițiile din încăperile care înconjoară camera curată, de parametrii climatului exterior, de posibilitatea de eliberare a umezelii din procesele de producție din încăpere.

În camere curate de volum mic, cu o cerere redusă pentru aerul exterior, răcitoarele de aer recirculate în camerele de amestecare și de distribuție discutate mai sus pot fi utilizate și pentru tratarea aerului în aer liber. În acest caz, se tratează un amestec de aer extern și aer recirculat. Proporția dintre aceste componente de aer proaspăt este controlată de supapele de amestecare, în funcție de presiunea din camera curată. Dacă presiunea scade, ventilul de aer exterior se deschide și supapa de recirculare se închide. Aerul din camerele de amestecare și de distribuție trece la ventilatoarele de circulație.

În camere curate, cu regim moderat, cantitatea totală de aer proaspăt poate fi apropiată de consumul de aer condiționat. În acest caz, ventilatoarele de circulație suplimentare nu sunt instalate, mișcarea aerului prin sistem este efectuată numai de ventilatoarele unuia sau mai multor aparate de aer condiționat.

Ventilație curată a încăperii: ceea ce trebuie să știți atunci când proiectați

Odată cu creșterea volumului de construcții în unitățile sanitare ale țării noastre, laboratoare, întreprinderi pentru producerea de microelectronicii, produse farmaceutice, etc, a crescut brusc în sistemul de ventilație al cererii de „camere curate“, care vor fi discutate în această publicație.

Conceptul de "cameră curată"

Cleanroom (PP) menționată ca o cameră sau grup de camere cu toate structurile lor asociate, în care concentrația numărul de particule în suspensie și microbii din amestecul de aer este menținut la un nivel strict definit determinat GOST ISO 14644-1-2002; SNiP 41-01-2003 (8); standardele sanitare și clasa de curățenie necesară. Standardele sale pentru puritatea amestecului de aer sunt în SUA, Germania, Franța, Marea Britanie și Uniunea Europeană.

În funcție de numărarea numărului de particule suspendate, 0,1 până la 5,0 μm în mărime pe 1 m 3 în PE și concentrația de microorganisme din acesta, s-au determinat 9 clase de sterilitate.

Pe baza MPC a microorganismelor, clasa 5 iso este împărțită în două subspecii:

  • "A" - MPC de microorganisme nu mai mult de 1 / m3;
  • "B" - MPC a microorganismelor nu mai mult de 5 / m 3.

Pentru starea de urgență se folosește clasa iso și statul este: "exploatat"; "Construit" și "echipat".

Echipamente pentru crearea "schimbului de aer curat"

Crearea sistemelor competente de ventilație și aer condiționat a încăperilor curate este un proces complex, care necesită cunoașterea caracteristicilor schimbului de aer, a echipamentelor speciale și a soluțiilor tehnice specifice.

Aerul dintr-o cameră care urmează să fie furnizat deja curățate de murdărie, bacterii si microorganisme, deci un rol deosebit în crearea unui microclimat steril în „camere curate“ joacă amestec de alimentare cu aer sistem de filtrare. Sistemul de curățare pretinse este instalarea după ventilatorul de suflare a trei grupuri de elemente de filtrare:

  1. Primul grup constă dintr-un filtru brut de impurități mecanice.
  2. Al doilea grup de filtre constă dintr-un set de elemente fine de filtrare și un filtru antibacterian.
  3. Al treilea grup constă din microfiltre HEPA cu purificare absolută a aerului de alimentare.

De asemenea, filtru elemente inwinding CLEANROOM implicate :. ventilator, de admisie a aerului și echipamente de distribuție a aerului, dispozitivul menține automat umiditatea necesară și temperatura, supape și echipamente de control, gateway etc. Alegerea unui set de echipament depinde de PE de destinație, și este necesar pentru funcționarea acestui obiect al clasei de puritate a aerului.

La proiectarea sistemelor de ventilație din PE, se acordă o atenție deosebită proiectării și acoperirii conductelor de aer și a camerelor de filtrare, care trebuie supuse unui tratament periodic antimicrobian.

Caracteristicile schimbului de aer

Pentru a menține puritatea aerului, în camere curate tehnologic ar trebui să se utilizeze ventilație cu un volum excesiv de influx, în comparație cu extracția în încăperile învecinate.

  • În cazul în care camera este fără ferestre, atunci fluxul ar trebui să prevaleze asupra capotei cu 20%.
  • Dacă există ferestre în stare de urgență care permit infiltrarea, atunci capacitatea de alimentare cu aer ar trebui să fie cu 30% mai mare decât cea a gazelor de eșapament.

Este acest sistem de schimb de aer care împiedică pătrunderea contaminanților și asigură mișcarea aerului dintr-o cameră curată în camere adiacente. O atenție deosebită este acordată proiectanților modului în care amestecul de aer este livrat către astfel de instalații și depinde de scopul lor.

Intrarea în caz de urgență, cu o clasă de curățenie de la 1 la 6, trebuie alimentată de sus în jos de un distribuitor de aer, creând fluxuri de aer uniform unidirecționale cu viteză mică, de la 0,2 la 0,45 m / s. În încăperi cu o clasă inferioară de curățenie, este posibil să se creeze un flux non-unidirecțional prin intermediul mai multor difuzoare de tavan. Multiplicitatea schimbului de aer pentru situații de urgență se stabilește în funcție de scopul acestora, de la 25 la 60 de ori pe oră.

Cele mai comune scheme

La proiectarea ventilației încăperilor curate, una dintre principalele probleme este organizarea corectă a fluxurilor de amestecuri de aer. Până în prezent, designerii folosesc mai multe soluții pentru localizarea dispozitivelor de distribuție a aerului, ale căror alegere depinde de scopul de urgență. Luați în considerare cele mai comune scheme de organizare a ventilației de operare.

  • A) debitul de aer unidirecțional, printr-un grătar de ventilație înclinat;
  • B) fluxul non-unidirecțional de amestec de aer se face prin utilizarea difuzoarelor de tavan;
  • B) aerul furnizat în camera de operare este alimentat printr-un panou perforat de tavan cu crearea unui flux vertical de aer unidirecțional;
  • D) amestecul de aer de alimentare este furnizat prin distribuitorul de aer de tavan, care creează un flux de aer unidirecțional în zona de lucru;
  • E), aerul nu este unidirecțional prin furtunul de aer inelar.

Ventilația de evacuare a încăperilor curate ale încăperilor de operare este realizată prin intermediul ventilatoarelor de evacuare și al grilelor de perete prin curgere cu supape de reținere.

După cum a demonstrat practica, cel mai bun dispozitiv pentru crearea fluxului de aer laminar unidirecțional în sala de operații este difuzoarele de tavan din rețea. De exemplu, un tavan laminar cu dimensiunile de 1,8 x 2,4 m în sala de operații, cu o suprafață de 40 m 2, va crea 25 de schimburi de aer la o viteză de ieșire a aerului de 0,2 m / s de la dispozitiv. Acești indicatori sunt suficienți pentru a asimila excedentul de căldură din funcționarea echipamentului și numărul de personal din sala de operație.

Proiectarea sistemelor de ventilație și climatizare din PE este un proces complex care necesită cunoașterea proceselor de schimb de aer și subtilitățile utilizării echipamentelor de distribuție a aerului. De aceea, pentru a crea ventilație la astfel de instalații ar trebui să se adreseze exclusiv profesioniștilor.

Sisteme de climatizare pentru camere curate. Ventilarea camerelor curate

Raymond K. Schneider, Senior Clean Room Consultant și Manager Tehnologii Practice, Statele Unite ale Americii, Membru al Societății Americane de Ingineri de Încălzire, Refrigerare și Aer condiționat (ASHRAE)

Proiectarea sistemelor de ventilație și de aer condiționat pentru camere curate are o serie de caracteristici. Următorul articol este bine-cunoscut expert american în domeniul CLEANROOM Dl. Raymond K. Schneider, care analizează cerințele pentru sistemele de ventilație pentru diferite clase de curățenie: de la 1 la 9. Soluțiile propuse de autor bazat pe marea lui experiență practică, de merit studiu atent și atunci când este posibil.

Sistemele de climatizare pentru camere curate ar trebui să furnizeze aer curat într-o anumită cantitate pentru a menține un anumit nivel de curățenie a încăperii. Aerul este alimentat în încăperi curate, astfel încât să se prevină formarea zonelor stagnante, unde particulele de praf se pot depune și se acumulează. Aerul ar trebui, de asemenea, să fie condiționat de temperatură și umiditate, în conformitate cu cerințele parametrilor microclimatului din încăpere. În plus, aerul condiționat condiționat este furnizat în cameră pentru a genera suprapresiune.

În acest articol, considerăm proiectarea sistemelor de aer condiționat în încăperi curate. Pentru a simplifica prezentarea materialului, nivelul de întreținere a curățeniei în incintă este împărțit în trei categorii: dur, mediu și moderat (vezi tabelul).

Schimb de aer

Valoarea calculată a alimentării cu aer purificat este maximă pentru camerele cu regim de puritate strictă și scade pe măsură ce cerințele pentru purificare scad. Schimbul de aer în camere, de regulă, este exprimat fie prin mobilitatea aerului în cameră, fie prin multiplicitatea (obm / h).

Mișcarea medie a aerului din cameră este folosită de obicei în cazul în care aerul este alimentat prin tavanul de filtrare. Timp de mulți ani, pentru cel mai înalt nivel de puritate, mobilitatea aerului a fost de 0,46 m / s ± 20%. Aceasta sa bazat pe primele proiecte de camere curate realizate în cadrul programelor spațiale din perioada 1960-1970.

Recent s-au efectuat experimente cu viteze mai mici, care au demonstrat că mobilitatea aerului în intervalul de 0,35-0,51 m / s ± 20% este complet permisă, în funcție de tipul de activitate și de echipamentul instalat. Limita superioară a mobilității aerului corespunde activității ridicate a personalului și prezența echipamentelor cu eliberarea de praf. Valorile inferioare sunt adoptate dacă un număr redus de personal efectuează o muncă sedentară și / sau nu există echipamente de generare a prafului.

De multe ori clienți cu experiență în lucrul cu camere curate, setați valorile mișcării aerului la nivelul inferior. Și clienții și inginerie-începători care nu știu despre admisibilitatea unei aeromobilitate cu viteză redusă amplasat la capătul superior al scalei. Nu există un nivel mediu clar definit de mobilitate a aerului sau multitudinea de schimburi de aer adoptate în industrie pentru camere curate în conformitate cu această clasificare. Singura excepție este valoarea motilității aerului 0,46 ± 0,1 m / s, anumite FDA (Food and Drug Administration - Departamentul de Food and Drug Administration, SUA) pentru zonele sterile în industria farmaceutică.

În mod normal, există valori normative ale schimbului de aer pentru camere curate, cu niveluri moderate și moderate de puritate a aerului. Pentru camere cu un nivel mediu de curățenie, schimbul de aer recomandat este cuprins între 30 și 60 de obm / h, în timp ce pentru un nivel moderat schimbul de aer poate fi redus la 20 obm / h. Designerul alege valoarea schimbului de aer, ghidată de experiența sa și ideea de eliberare a prafului în procesul de producție. Recent, a existat o tendință de a accepta valori mai mici ale schimbului de aer; companiile avansate de proiectare și de construcție și clienții prudenți au o experiență de succes cu acești parametri.

În recomandările practice ale Institutului de Microclimat (IEST-CC-RP.012.1), există un tabel cu valorile recomandate de schimb de aer pentru fiecare grad de puritate; Valori similare au fost ulterior publicate în ISO 14644-1, secțiunea 4. Datele sunt prezentate în tabel. Ambele documente sunt consecvente și reprezintă recomandări comune ale designerilor, constructorilor și utilizatorilor, dovedită de ani de muncă de succes. În toate aceste documente, responsabilitatea pentru selectarea parametrilor revine "vânzătorilor" și "cumpărătorilor" de camere curate, astfel încât, atunci când se utilizează recomandările de mai sus, este recomandabil să se respecte unele precauții.

Figura 1.

Cameră curată cu o circulație unidirecțională ordonată și o viteză scăzută a aerului

Figura 2.

Cameră curată cu circulație necontrolată a aerului, utilizând ventilatoare circulante în proiectarea blocurilor, camere de amestecare și distribuție și aer condiționat în aer liber

filtre

Timp de mulți ani, tehnologia camerelor curate a evoluat pentru a servi industriei microelectronice. Nevoia de eficiență ridicată a filtrelor de aer este dictată de nevoile acestei industrii și de industriile conexe. Filtrul ULPA (ultra-puritate), care are o eficiență de 99,9995% pentru particule de 0,12 microni, a fost utilizat cu succes în încăperi cu regim rigid. Există filtre de eficiență mai mare, dar sunt scumpe și nu sunt utilizate pe scară largă. Filtrele cu o eficiență de 99.99 și 99.999% sunt produse de mai mulți producători; experiența arată că acestea pot fi de asemenea folosite pentru modul dur.

Filtrele HEPA (cu eficiență ridicată) cu o eficiență de 99,97% pentru particulele de 0,3 microni au fost de mulți ani un "angajat" în industria camerelor curate. Acestea sunt încă utilizate pe scară largă în industria farmaceutică, unde cerințele privind puritatea aerului sunt chiar mai stricte.

Când s-au efectuat teste de laborator pe filtre cu un număr precis al numărului de particule trecute, sa constatat că filtrele HEPA / ULPA trec în principal o fracție de 0,1-0,2 microni. În același timp, eficiența pasaportului filtrelor a fost verificată pentru fracțiuni de 0,12 și 0,3 microni, și a fost găsită o eficiență și mai mare pentru particulele care sunt mai mari și mai mici decât dimensiunile indicate. Pentru puritate modul de normalizare rigidă este acceptată prin stabilirea eficienței filtrului, nu indică valori de 0,12 și 0,3 microni, iar dimensiunea particulelor fracțiunii, care este filtrat mai rău decât alții (MPPs). Valorile MPPS variază ușor pentru diferiții producători de filtre. Alocarea eficienței prin dimensiunea particulelor, a filtrat cel mai rău, unii designeri și producători consideră că este cel mai convenabil.

Majoritatea camerelor curate, cu regim mediu și dur, sunt echipate cu filtre în tavan. Filtrele pot fi grupate și conectate la un modul comun al sistemului de alimentare, care facilitează instalarea în tavan sau pot fi instalate separat, cu canale individuale de aer de alimentare. Un astfel de aranjament, asemănător unui "T" inversat, formează o structură celulară sub tavan. În acest caz, filtrele sunt atent sigilate în carcasă pentru a preveni trecerea aerului brut. În plus, filtrele care sunt încorporate în camerele de alimentare sunt încă folosite. Cu toate acestea, circuitele modulare care le înlocuiesc fac posibilă o mai bună controlare a parametrilor și a mobilității aerului.

Blocurile "filtru-ventilator" au devenit larg răspândite. În unele modele, filtrul poate fi înlocuit, în alte cazuri, după terminarea duratei de viață, întregul bloc este înlocuit. Livrarea este oferită în diverse dimensiuni pentru integrarea în structura de tip fagure. Ventilatoarele sunt echipate cu motoare electrice, proiectate pentru tensiuni diferite, care permit utilizarea diferitelor scheme de alimentare. Unele sisteme complexe de reglementare prevăd ajustarea individuală a fiecărui bloc, putere de înregistrare, de semnalizare ventilatoare filtru de reglare grupuri motoare de defect și de schimbare a vitezei ventilatorului de ora din zi. Unitățile "filtru-ventilator" sunt utilizate pentru toate clasele de camere curate.

Viteza aerului din față pentru filtrele de tavan poate fi de la 0,66 până la 0,25 m / s, în funcție de design. Deoarece sistemul cu plasarea celulară a filtrelor "T" ocupă 20% din suprafața tavanului, viteza frontală a filtrelor este de 0,51 m / s, ceea ce corespunde unei viteze medii în zona de lucru a camerei de 0,41 m / s.

Setarea HEPA / ULPA filtre direct în cleanroom dictat planul plafon pentru a minimiza sau elimina posibilitatea acumulării prafului pe suprafețe (de exemplu, pe pereții conductei) de aer în aval de filtru în camera curată. Plasarea la distanță a filtrelor HEPA este caracteristică camerelor curate moderat, deoarece cantitatea de particule suflate din pereții canalelor după filtre este în limite acceptabile. Excepția este atunci când sistemul de climatizare standard nu este certificat pentru camere curate, redecorate în acest scop, în conformitate cu standardul ISO 14644. În acest caz, toate conductele de aer după filtrele trebuie să fie curățate cu grijă.

Pentru camere curate moderate, sunt adesea folosite unități ventilatoare sau camere de amestecare și distribuție cu filtre HEPA pe partea de evacuare. În același timp, turația aerului din față în filtrele HEPA atinge 2,54 m / s, ceea ce corespunde unei scăderi mai mari a presiunii decât pentru o instalație de plafon. Rezistența aerodinamică a unui filtru HEPA curat cu o dimensiune de 600x600 mm este de 375 Pa la o viteză față de 2,54 m / s. Cu o instalare pe tavan, viteza frontală este de 0,51 m / s, rezistența aerodinamică este de 125 Pa.

Circulația aerului în încăperi curate

Aerul care intră în camera curată după curățare în filtrele HEPA și ULPA este practic lipsit de particule în suspensie. Alimentarea cu aer a camerei se face în două scopuri. În primul rând, "dizolvarea" (reducerea concentrației) de poluare a prafului care rezultă din prezența oamenilor și din performanța proceselor de producție. În al doilea rând, captarea și eliminarea acestor contaminanți din incintă.

Există trei tipuri de circulație a aerului interior:

1. Debit ordonat unidirecțional (denumit anterior "flux laminar"), atunci când fluxurile de aer ale tuturor jeturilor de aer sunt paralele.

2. Flux neordonat (denumit anterior "turbulent"), atunci când fluxurile nu sunt paralele.

3. Debitul mixt, când într-o parte a camerei jeturile de aer pot fi paralele, iar în cealaltă parte - nr.

În camere curate, cu regim rigid, se utilizează, de regulă, un flux unidirecțional. Acest lucru se realizează prin instalarea de filtre HEPA / ULPA în întreaga suprafață a tavanului și a unui dispozitiv etajat cu perforări. Aerul se deplasează vertical din tavan pe podea, este îndepărtat prin perforare în camera de evacuare sub podea. Apoi, aerul de recirculare prin canalele de recirculare periferice este introdus din nou în încăpere.

În cazul în care camera curată este îngustă (4,2-4,6 m), în locul podelei înălțate, se utilizează grilele de evacuare a peretelui instalate în partea inferioară. Aerul este alimentat de sus și se mișcă vertical la un nivel de 0,6-0,9 m, apoi fluxul se extinde spre grile. Această circulație este considerată acceptabilă pentru încăperile cu regim rigid, mai ales în cazurile în care a avut loc o conversie a camerei într-o cameră curată în prezența prafului în zona superioară.

În încăperile cu circulație ordonată, amplasarea mobilierului și echipamentelor influențează structura fluxului de aer. Pentru a reduce influența acestor obiecte asupra curățeniei camerei, este necesar să le așezați astfel încât zonele stagnante cu acumulare de praf să nu se formeze.

Miscarea dezordonata a aerului apare deseori in camere curate de conditii medii. Filtrele HEPA sunt așezate uniform pe suprafața tavanului. Debitul de aer este în general direcționat de sus în jos. Cu toate acestea, direcția jeturilor individuale este diferită și nu se încadrează într-o anumită schemă. În timp ce aerul de alimentare practic nu conține particule în suspensie, aspectul și acumularea lor în zona de lucru a încăperilor curate depinde de numărul de particule generate în camera însăși; de la o reducere a concentrației de praf datorată schimbului de aer; intensitatea antrenării particulelor din zona de lucru. În general, se poate spune că cu cât mai multă schimbare a aerului, cu atât aerul este mai curat în camerele de dimensiuni medii, structura fluxurilor de aer în cameră joacă, de asemenea, un rol.

Schema de îndepărtare a aerului pentru încăperile cu circulație dezordonată este foarte importantă. În astfel de încăperi, grilele de perete sunt utilizate pe scară largă. Acestea ar trebui distribuite uniform pe perimetrul camerei. Această cerință poate intra în conflict cu aspectul acceptat al echipamentului de-a lungul pereților. Dacă este posibil, echipamentul trebuie mutat departe de pereți, astfel încât aerul să poată trece în spatele acestuia. De asemenea, este recomandat să ridicați echipamentul de deasupra podelei, așezându-l pe platformă astfel încât aerul să treacă de jos. În cele mai multe cazuri, designerii de camere curate tind să direcționeze fluxul de aer de la suprafața de lucru a mesei spre podea și apoi la grătarele de prăjini joase. În această schemă, particulele sunt îndepărtate din cameră și trimise la filtre, unde sunt prinse. O excepție pot fi acele cazuri în care particulele de contaminare sunt generate de echipamentele deasupra zonei de lucru. Apoi ar trebui să utilizați orice dispozitiv pentru a prinde scoaterea și particulele de sus. În general, se recomandă utilizarea schemei de distribuire a aerului "de sus în jos".

În încăperile cu un nivel mediu de curățenie, există o practică rezonabilă de a limita secțiunile orizontale ale fluxului de aer. Valorile recomandate ale secțiunilor orizontale nu sunt mai mari de 4,2-4,8 m. Astfel, într-o cameră cu o lățime de maximum 8,4-9,6 m este permisă instalarea grilelor de evacuare de-a lungul perimetrului pereților. Această restricție este dictată de teama de contaminare secundară atunci când se depozitează sau se transferă în alt mod particule în zona de lucru din fluxurile orizontale extinse.

În spațiile mai largi, este obișnuit să se instaleze grile de evacuare și conducte de aer în cutii montate de-a lungul coloanelor. Dacă în cameră nu există coloane, se creează arbori verticali de material adecvat.

În încăperi de puritate moderată, cu instalarea la distanță a filtrelor HEPA, pot fi utilizate unități standard de distribuție a aerului din tavan pentru sistemele de aer condiționat. Schema de circulație a aerului este, de asemenea, similară cu cea utilizată în camere cu aer condiționat.

În conformitate cu schema de circulație "de sus în jos" care există în practică pentru încăperi curate, este recomandată și instalarea inferioară a rețelelor de proiectare pe perete. Când se plasează grătarele de aspirație în partea superioară a zonei de lucru curate, se pot forma zone cu o concentrație ridicată de particule în suspensie, în special în timpul perioadei de muncă intensă. În unele cazuri, instalarea grilelor de evacuare a plafoanelor în încăperi curate de regim moderat a fost cel mai probabil datorată generării scăzute de particule în cameră și nu eficienței sistemului de distribuție a aerului.

Circulația tipului mixt este utilizată atunci când cerințele critice și necritice de puritate a aerului sunt îndeplinite în aceeași încăpere. Dacă nu este posibil să se asigure că lucrările sunt îndeplinite cu cerințe critice într-o cameră separată, poate fi utilizată o cameră curată generală cu zonare pentru curățenie. Zonele sunt create de gruparea corespunzătoare a filtrelor de plafon. În zona cu condiții critice pentru curățenie, numărul de filtre este mai mare, în zona cu condiții necritice - mai puțin. În plus, alimentarea cu aer proaspăt poate fi efectuată astfel încât să fie alimentată mai întâi prin canalele de aer în zona critică și apoi să intre în restul încăperii. În funcție de înălțimea camerei curate, se poate instala și un adăpost din plexiglas cu o înălțime de 0,6 m sau o perdea de plastic care nu atinge podeaua de 304-457 mm.

Direcția fluxurilor de aer evacuat este reglată prin plasarea corespunzătoare a grilelor de evacuare astfel încât să se împiedice transferul contaminanților prin cameră. Podeaua ridicată cu colectorul aerului evacuat instalat sub el va fi foarte eficient în acest caz. Cu toate acestea, aplicarea unei astfel de soluții poate fi împiedicată de bugetul limitat al clientului care alege proiectul unei încăperi curate cu circulație mixtă, tocmai datorită lacunelor sale.

Dezavantajul circulației dezordonate a aerului în încăperi curate este aspectul unor zone cu praf înaltă. Astfel de zone pot exista pentru o perioadă limitată de timp, apoi dispar. Aceasta se întâmplă în interacțiunea curenților de aer care apar ca urmare a activității de producție și a aerului de alimentare neordonat. S-au făcut încercări de a reproduce circulația unidirecțională cu ajutorul unui dispozitiv de distribuție a aerului tavan emisferic și a creat o zonă de presiune mărită între tavanul principal și cel semisferic. Pentru aceasta, au fost utilizate panouri din plastic sau aluminiu perforate și un ecran realizat din materiale țesute și nețesute.

Drept urmare, un flux unidirecțional ordonat a fost format în interior cu viteze mult mai mici decât în ​​camere curate, cu regim rigid. Efectul de deplasare creat de fluxul de aer furnizat împiedică formarea de zone cu praf crescut și, în ansamblu, permite obținerea unui nivel mai ridicat de puritate. Acest rezultat, așa cum sa menționat mai sus, este realizat cu o mobilitate mai scăzută a aerului decât cea indicată în normele pentru condițiile de puritate medie și medie (figura 1).

Încărcare termică

Ponderea căldurii aparente în sarcina termică a încăperilor curate este de obicei mai mare de 95%. De regulă este necesară o răcire pe tot parcursul anului, deoarece căldura generată de echipamentul de proces și de motoarele electrice ale ventilatoarelor de circulație intră în cameră. O mică parte din căldura latentă este creată de prezența personalului. Pentru fiecare cameră curată se dezvoltă un design unic, prin urmare toți factorii care influențează sarcina termică trebuie analizați cu atenție.

În încăperi cu niveluri grele și medii de curățenie, o parte semnificativă a aerului proaspăt nu este tratată de aparatele de aer condiționat - acesta este aerul recirculat. Evacuarea necesară a căldurii aparente se efectuează în camerele de amestecare și distribuție, unde o parte a debitului total este răcită în schimbătoarele de căldură de suprafață și apoi revine la debitul total către ventilatoarele de recirculare (figura 2). Temperatura aerului la intrarea în încăperile curate, cu regim rigid, poate fi cu numai câteva grade mai mică decât temperatura aerului evacuat, având în vedere volumul mare de intrare. O astfel de scădere a temperaturii permite utilizarea unei instalații de plafon HEPA / ULPA cu alimentare cu aer din partea de sus în jos fără a compromite cerințele de confort pentru lucrători.

În camere cu un mod moderat de curățenie, cerințele pentru distribuția aerului într-o cameră sunt, în unele cazuri, aceleași ca în camerele cu răcire convenționale. Astfel, diferența de temperatură dintre aerul de alimentare și aerul evacuat poate fi de 8-11 ° C. În aceste cazuri, distribuitorii de aer de tavan standard sau alte mijloace sunt folosite pentru a proteja împotriva exploziilor neplăcute și pentru a oferi condiții confortabile în cameră.

Outside air supply

Fluxul de aer exterior este necesar pentru a compensa evacuarea și exfiltrarea, care apare întotdeauna în încăperi curate cu presiune excesivă. Aerul extern de alimentare este costisitor, deoarece înainte de a fi servit în încăperi curate nu trebuie doar să fie curățat, ci și tratat cu temperatură și umiditate. Deoarece este imposibil să se refuze complet furnizarea de aer exterior, din motive de economie generală și de conservare a energiei, cantitatea sa ar trebui să fie redusă la minimum.

Presiunea aerului în încăperi curate este de obicei ridicată în raport cu camerele înconjurătoare. De obicei, se recomandă o scădere de presiune de 12 Pa. O suprapresiune mai mare generează zgomot în sloturi și face dificilă deschiderea ușilor. În blocuri de camere curate cu diferite clase de curățenie se obișnuiește menținerea unei căderi de presiune de 5 Pa între camerele adiacente, în timp ce într-o încăpere cu o clasă mai mare de puritate se menține o presiune mai mare.

Cantitatea de aer exterior este determinată prin însumarea volumului de evacuare în toate procesele de producție și prin creșterea multiplicității obținute cu 2 obm / h. Această cantitate semi-empirică este cantitatea estimată de aer testată de practica de selecție a echipamentelor de aer condiționat. Cantitatea reală de aer exterior va fi variabilă, în funcție de deschiderea ușilor, de scurgeri și de programul real de lucru al hotei.

Aerul condiționat în aer liber este proiectat pentru a aduce parametrii săi în conformitate cu reglementările pentru camere curate. Aceasta înseamnă că ar trebui să existe posibilitatea purificării aerului, preîncălzirii, răcirii, reîncălzirii, dezumidificării și umidificării.

În camere curate, cu trei moduri de purificare a aerului, se procedează adesea: un filtru ASHRAE cu o eficiență de 30%, un filtru intermediar cu o eficiență de 95%, cel final - un filtru HEPA. În camere curate, cu condiții medii și moderate, există de obicei două etape de tratament: preliminare (30%) și finale (95%). Din numele este clar că filtrul final de purificare este plasat la ieșirea aparatului de aer condiționat.

Preîncălzirea este necesară atunci când temperatura exterioară în timpul iernii scade sub 4 ° C. Dacă temperatura punctului de rouă în camera curată ≥5,6 ° C, într-un schimbător de căldură de suprafață răcește și dezumidificarea aerului de alimentare. Deoarece lucrătorii în camere curate, cu modul de greu purtați întotdeauna îmbrăcăminte, aer temperatura termometrului uscat poate fi menținut nu mai mare de 19 ° C, cu o valoare minimă de umiditate relativă pentru setarea de reglementare este de 40%. A doua încălzire este necesară pentru a crește temperatura aerului de alimentare după răcire și dezumidificare în schimbătorul de căldură. Atunci când se calculează cantitatea de căldură pentru cea de-a doua încălzire, se ia în considerare cantitatea de căldură introdusă de ventilatoarele de recirculare. Aceasta este o valoare semnificativă pentru camere curate, cu un mod greu.

Reducerea temperaturii suprafeței schimbătorului de căldură la un nivel necesar pentru menținerea temperaturii punctului de rouă sub 5,6 ° C în încăpere poate cauza dificultăți. Atunci când este necesară dezumidificarea aerului de alimentare sub 40% umiditate relativă, se folosesc de obicei diferite substanțe absorbante de umiditate.

În sistemul descris aici, unui aparat de aer condiționat extern li se atribuie o sarcină asociată cu căldură latentă și emisii de umiditate în cameră. Se presupune că parametrii aerului de alimentare îndeplinesc cerințele pentru asimilarea căldurii latente generate de personalul camerei și fluxul de umiditate prin incintele camerei curate. Se presupune, de asemenea, că sarcina latentă termică este mai mult sau mai puțin constantă. Aceste ipoteze trebuie verificate pentru fiecare proiect specific. Este necesar să se țină seama de condițiile din încăperile care înconjoară camera curată, de parametrii climatului exterior, de posibilitatea de eliberare a umezelii din procesele de producție din încăpere.

În camere curate de volum mic, cu o cerere redusă pentru aerul exterior, răcitoarele de aer recirculate în camerele de amestecare și de distribuție discutate mai sus pot fi utilizate și pentru tratarea aerului în aer liber. În acest caz, se tratează un amestec de aer extern și aer recirculat. Proporția dintre aceste componente de aer proaspăt este controlată de supapele de amestecare, în funcție de presiunea din camera curată. Dacă presiunea scade, ventilul de aer exterior se deschide și supapa de recirculare se închide. Aerul din camerele de amestecare și de distribuție trece la ventilatoarele de circulație.

În camere curate, cu regim moderat, cantitatea totală de aer proaspăt poate fi apropiată de consumul de aer condiționat. În acest caz, ventilatoarele de circulație suplimentare nu sunt instalate, mișcarea aerului prin sistem este efectuată numai de ventilatoarele unuia sau mai multor aparate de aer condiționat.