ميزات تصميم التهوية للغرف النظيفة. تهوية غرف الأبحاث: ما تحتاج إلى معرفته عند التصميم. مهمة نظام المناخ لـ "الغرف النظيفة"
تقوم FAVEA بتصميم وتوريد وتركيب أنظمة التهوية وتكييف الهواء للغرف النظيفة ، بما في ذلك وحدات التحكم والتوزيع لهذه الأنظمة.
مبادئ عامة
تتمثل المهمة الرئيسية لأنظمة التهوية وتكييف الهواء في إنشاء والحفاظ على المعلمات التالية في الغرف النظيفة:
تنظيف الهواء
قبل أن يتم تزويده بغرف نظيفة ، يمر الهواء من خلال نظام ترشيح من 4 مراحل. توجد المرشحات الخشنة والناعمة في مكيف الهواء المركزي. توجد المرشحات فائقة الدقة ، المسماة بمرشحات HEPA و ULPA ، مباشرة في منافذ الهواء ، أي قبل أن يدخل الهواء الغرفة النظيفة. هذه المرشحات قادرة على التقاط جزيئات صغيرة مثل 0.01 ميكرومتر.
تدفق الهواء الرقائقي
لإنشاء مناطق نظيفة محلية ، يتم استخدام تدفق هواء أحادي الاتجاه (رقائقي). في هذا التدفق ، تحدث حركة الهواء في اتجاه واحد و "تزيح" جزيئات الهباء الجوي من المنطقة النظيفة. أيضًا في التدفق الصفحي لا توجد اضطرابات واختلاط لتدفقات الهواء ، مما يسمح للجسيمات بالبقاء في مجال التدفق لأدنى وقت.
يتم تحقيق التدفق الصفحي من خلال استخدام موزعات الهواء الرقائقية والأسقف الرقائقية ، والتي تعد جزءًا من نظام التهوية وتكييف الهواء.
مكيفات مركزية لغرف نظيفة
العنصر الرئيسي في أي نظام تهوية وتكييف هو مكيف الهواء المركزي - وهو جهاز يتم فيه تحضير الهواء بالكامل قبل أن يتم توفيره للمباني.
بالنسبة للغرف النظيفة ، يتم استخدام مكيفات هواء مركزية بنسخة خاصة "صحية".
يتكون مكيف الهواء المركزي القياسي من مبيت توضع فيه العناصر التالية: مجموعة من المرشحات ، ومبادلات حرارية للتدفئة والتبريد وإزالة رطوبة الهواء ، ومرطب للهواء ، ومراوح لتزويد المبنى بالهواء وإخراج الهواء منه.
أتمتة و توزيع أنظمة التهوية و التكييف
للتحكم في مكيفات الهواء المركزية ، بالإضافة إلى نظام التهوية وتكييف الهواء بالكامل ، يوفر المجمع أنظمة تنظيم وتحكم وإرسال أوتوماتيكية.
يسمح نظام التنظيم والتحكم الأوتوماتيكي بما يلي:
- الحفاظ على وتنظيم المعلمات الرئيسية للنظام ، مثل درجة الحرارة والرطوبة وسرعة المروحة وانخفاض الضغط ؛
- حماية المبادلات الحرارية لمكيفات الهواء المركزية من التجمد أثناء درجات الحرارة المنخفضةالهواء الخارجي
- الإشارة إلى حدوث حالات طوارئ ، مثل تعطل المروحة أو الحاجة إلى استبدال الفلتر.
لتنظيم تشغيل هذه الأنظمة ، يتم استخدام أجهزة استشعار مختلفة ومرحلات وأجهزة تحكم قابلة للبرمجة بشكل أساسي ، والتي تعد جزءًا لا يتجزأ من أي نظام تهوية وتكييف حديث.
يعمل نظام الإرسال على عرض بيانات تشغيل الأنظمة من وحدات التحكم على شاشة الكمبيوتر الشخصي ، مع إمكانية التحكم في معلمات النظام من هذا الكمبيوتر.
FAVEA تنفذ الأنظمة مراقبة الإرسالكجزء من الأنظمة الآلية ويقوم بالتكامل مع الأنظمة الخارجية ، مثل إمدادات الطاقة والإضاءة والحرائق و جرس الانذار، معدات المصاعد ، إلخ. توفر أنظمة الإرسال ، من بين وظائف أخرى ، إذن المستخدم متعدد المستويات ، وتخزين معلمات جميع العمليات بأقصى قدر من التفاصيل ، والمراقبة المستمرة للاتصال مع وحدات التحكم ، وإمكانية الوصول عن بُعد عبر الإنترنت أو عبر شبكه محليهبدون برامج إضافية خاصة ، واجهة متعددة اللغات.
تم بناء الأنظمة الآلية على أساس وحدات التحكم الحديثة وأجهزة الاستشعار وصمامات التحكم والمحركات والمكونات الكهربائية من الشركات المصنعة الرائدة مثل Siemens و Sauter و Schneider Electric و Eaton و Legrand و Danfoss و Belimo وغيرها الكثير. الآخرين
تتميز أنظمتنا بكفاءة عالية في استخدام الطاقة نظرًا للاهتمام الكبير الذي يتم توجيهه إلى التعديل الأكثر دقة للمنظمين ، واستخدام خوارزميات التحكم الحديثة والقدرة على تعيين جداول عمل مفصلة وتغيير تلقائي للقيم المحددة.
يتمتع المتخصصون لدينا بخبرة غنية وناجحة في حل المهام غير القياسية لأتمتة المعدات المختلفة ، وتطوير المفاهيم وخوارزميات التحكم المعقدة لتلبية جميع متطلبات ورغبات العميل.
ريمون ك.شنايدر، كبير مستشاري غرف الأبحاث والرئيس التنفيذي للتكنولوجيا العملية ، الولايات المتحدة الأمريكية ، زميل الجمعية الأمريكية لمهندسي التدفئة والتبريد وتكييف الهواء (ASHRAE)
يحتوي تصميم أنظمة التهوية وتكييف الهواء للغرف النظيفة على عدد من الميزات. يوجد أدناه مقال بقلم متخصص أمريكي معروف في غرف الأبحاث ، السيد ريموند ك.شنايدر ، يحلل متطلبات أنظمة التهوية للغرف من فئات النظافة المختلفة: من 1 إلى 9. الحلول التي اقترحها المؤلف ، بناءً على بحثه الشامل خبرة عملية تستحق الدراسة الدقيقة والاستخدام حيثما أمكن ذلك.
يجب أن توفر أنظمة تكييف الهواء للغرف النظيفة الهواء النقي بكمية معينة من أجل الحفاظ على مستوى معين من النظافة في الغرفة. يتم توفير الهواء لتنظيف الغرف بطريقة تمنع تكوين مناطق ركود حيث يمكن أن تترسب جزيئات الغبار وتتراكم. يجب أيضًا تكييف الهواء من حيث درجة الحرارة والرطوبة وفقًا لمتطلبات معايير المناخ المحلي للغرفة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم توفير كمية إضافية من الهواء المكيف للغرفة لخلق ضغط زائد.
تتناول هذه المقالة تصميم أنظمة تكييف الهواء للغرف النظيفة. من أجل تبسيط عرض المواد ، يتم تقسيم مستوى الحفاظ على النظافة في المبنى إلى ثلاث فئات: صلبة ومتوسطة ومعتدلة (انظر الجدول).
التبادل الجوي
القيمة المحسوبة لتزويد الهواء النقي هي الحد الأقصى للمباني التي تخضع لنظام نظافة صارم وتنخفض مع انخفاض متطلبات التنقية. عادة ما يتم التعبير عن تبادل الهواء في الغرف إما من حيث حركة الهواء في الغرفة ، أو من حيث التعددية (rpm / h).
عادة ما يتم استخدام متوسط تنقل الهواء الداخلي عندما يتم توفير الهواء من خلال سقف المرشح. لسنوات عديدة ، تم قبول التنقل الجوي بنسبة 0.46 م / ث ± 20 ٪ كأعلى مستوى من النقاء. استند هذا إلى تصاميم الغرف النظيفة الأولى التي تم تنفيذها كجزء من برامج الفضاء 1960-1970.
في الآونة الأخيرة ، تم إجراء تجارب بسرعات منخفضة ، والتي أظهرت أن حركة الهواء في نطاق 0.35 - 0.51 م / ث ± 20٪ مقبولة تمامًا ، اعتمادًا على نوع النشاط والمعدات المثبتة. يتوافق الحد الأعلى لحركة الهواء مع النشاط المرتفع للأفراد ووجود معدات إنتاج الغبار. يتم قبول القيم المنخفضة إذا كان هناك القليل من العمل المستقر و / أو لا توجد معدات لتوليد الغبار.
سيحدد العملاء ذوو المعرفة المتكرر ذوو الخبرة في غرف الأبحاث قيمًا منخفضة للتنقل الجوي. والعملاء والمصممين المبتدئين ، غير مدركين لجدوى السرعات المنخفضة ، وضعوا التنقل الجوي في الطرف العلوي من المقياس. لا يوجد متوسط محدد لا لبس فيه لحركة الهواء أو معدل تبادل الهواء المقبول في الصناعة للغرف النظيفة وفقًا لهذا التصنيف. الاستثناء الوحيد هو FDA (إدارة الغذاء والدواء) بقيمة التنقل الجوي البالغة 0.46 ± 0.1 م / ث للمناطق المعقمة في صناعة المستحضرات الصيدلانية.
تعد قيم تبادل الهواء القياسية للغرف النظيفة ذات نظافة الهواء المتوسطة والمتوسطة أكثر شيوعًا. بالنسبة للغرف ذات المستوى المتوسط من النظافة ، يكون معدل تبادل الهواء الموصى به بين 30 و 60 دورة في الدقيقة / ساعة ، بينما بالنسبة للمستوى المعتدل ، يمكن تقليل تبادل الهواء إلى 20 دورة في الدقيقة / ساعة. يختار المصمم قيمة تبادل الهواء بناءً على خبرته وفهمه لتوليد الغبار في عملية الإنتاج. في الآونة الأخيرة ، كان هناك اتجاه لأخذ قيم أقل لتبادل الهواء ؛ تتمتع شركات التصميم والبناء الرائدة والعملاء الحكيمون بتجربة ناجحة في العمل مع هذه المعلمات.
يحتوي قانون الممارسة الخاص بمعهد المناخ الصغير (IEST-CC-RP.012.1) على جدول بقيم تبادل الهواء الموصى بها لكل فئة نظافة ؛ تم نشر قيم مماثلة في وقت لاحق في ISO 14644-1 ، البند 4. هذه البيانات معطاة في الجدول. تتوافق كلتا الوثيقتين مع بعضهما البعض وتمثل التوصيات المشتركة للمصممين والبناة والمستخدمين ، والتي أثبتتها سنوات من العمل الناجح. في جميع هذه الوثائق ، تقع مسؤولية اختيار المعلمات على عاتق "البائعين" و "المشترين" للغرف النظيفة ، لذلك يُنصح بتوخي بعض الحذر عند استخدام التوصيات المذكورة أعلاه.
الصورة 1.
الشكل 2.
المرشحات
لسنوات عديدة ، تم تطوير تكنولوجيا الغرف النظيفة لخدمة صناعة الإلكترونيات الدقيقة. تملي الحاجة إلى فلاتر الهواء عالية الكفاءة احتياجات هذه الصناعة والصناعات ذات الصلة. تم استخدام مرشح ULPA (فائق النقاء) ، الذي تبلغ كفاءته 99.9995٪ على جزيئات 0.12 ميكرون ، بنجاح في غرف الأبحاث القاسية. توجد فلاتر عالية الكفاءة ، لكنها غالية الثمن وغير مستخدمة على نطاق واسع. تتوفر المرشحات بكفاءة 99.99٪ و 99.999٪ من العديد من الشركات المصنعة ؛ تُظهر التجربة أنه يمكن استخدامها أيضًا في الوضع الصعب.
كانت فلاتر HEPA (تنقية عالية الكفاءة) بكفاءة 99.97٪ على جزيئات 0.3 ميكرون هي العمود الفقري لصناعة الغرف النظيفة لسنوات عديدة. لا تزال تستخدم على نطاق واسع في صناعة الأدوية ، حيث تكون متطلبات الهواء النظيف أكثر صرامة.
عندما تم اختبار المرشحات في المختبر باستخدام تعداد دقيق للجسيمات ، وجد أن مرشحات HEPA / ULPA تتجاوز بشكل عام 0.1-0.2 ميكرون. في الوقت نفسه ، تم تأكيد كفاءة جواز السفر للفلاتر للكسور التي تبلغ 0.12 و 0.3 ميكرون ، وتم العثور على كفاءة أعلى للجسيمات الأكبر والأصغر من الأحجام المحددة. بالنسبة للنظام الصارم لتوحيد النقاء ، عند ضبط كفاءة المرشح ، من المعتاد الإشارة ليس إلى قيم 0.12 و 0.3 ميكرون ، ولكن حجم الجسيمات للجزء الذي يتم ترشيحه بشكل أسوأ من الآخرين (MPPS). تختلف قيم MPPS بشكل طفيف بين الشركات المصنّعة لعامل التصفية. يعتبر تحديد الكفاءة بحجم أسوأ الجسيمات المصفاة من قبل بعض المصممين والمصنعين هو الأكثر ملاءمة.
معظم الغرف النظيفة المتوسطة والصلبة مجهزة بمرشحات في السقف. يمكن تجميع المرشحات وإرفاقها بوحدة نمطية مشتركة نظام العرض، مما يسهل التثبيت في السقف ، أو يمكن تثبيته بشكل منفصل ، مع مجاري هواء الإمداد الفردية. هذا الترتيب ، الذي يشبه حرف "T" المقلوب ، يشكل بنية قرص العسل تحت السقف. في الوقت نفسه ، يتم إغلاق المرشحات بعناية في الهيكل لمنع مرور الهواء غير النظيف. بالإضافة إلى ذلك ، لا تزال المرشحات المدمجة في غرف الإمداد مستخدمة. ومع ذلك ، فإن المخططات المعيارية التي تحل محلها تجعل من الممكن ضمان تنظيم معلمات الهواء والتنقل بشكل أفضل.
تستخدم كتل "مروحة التصفية" على نطاق واسع. في بعض التصميمات ، يكون المرشح قابلاً للاستبدال ، وفي حالات أخرى ، يتم استبدال الوحدة بأكملها في نهاية عمرها التشغيلي. يتم تقديم أحجام قياسية مختلفة للتسليم للتضمين في بنية قرص العسل. تم تجهيز المراوح بمحركات كهربائية مصممة لجهود مختلفة ، مما يسمح باستخدام أنظمة إمداد الطاقة المختلفة. بعض أنظمة معقدةتشمل أدوات التحكم إمكانية الضبط الفردي لكل وحدة ، وتسجيل استهلاك الطاقة ، والإشارة إلى أعطال المحركات الكهربائية ، وتنظيم مجموعات مراوح المرشح وتغيير سرعة دوران المراوح وفقًا للوقت من اليوم. تستخدم كتل "مروحة التصفية" لجميع فئات الغرف النظيفة.
يمكن أن تتراوح سرعة الهواء الأمامية لمرشحات السقف من 0.66 إلى 0.25 م / ث ، حسب المشروع. نظرًا لأن النظام ذو الوضع الخلوي للمرشحات من النوع "T" يشغل 20٪ من مساحة السقف ، فإن السرعة الأمامية للمرشحات البالغة 0.51 م / ث تقابل متوسط السرعةفي منطقة العمل بالغرفة 0.41 م / ث.
تركيب مرشحات HEPA / ULPA مباشرة في سقف غرف الأبحاث تمليه النية لتقليل أو القضاء على إمكانية تراكم الغبار على أي أسطح (على سبيل المثال ، على جدران مجاري الهواء) على طول مسار الهواء من المرشح إلى غرفة الأبحاث . يعد وضع مرشحات HEPA عن بُعد نموذجيًا للغرف النظيفة ذات الوضع المتوسط ، نظرًا لأن كمية الجزيئات التي تتطاير على جدران مجاري الهواء بعد المرشحات تكون ضمن الحدود المقبولة. الاستثناء هو عندما يتم تحويل نظام تكييف الهواء القياسي ، غير المعتمد للغرف النظيفة ، لهذا الغرض وفقًا لمعيار ISO 14644. في هذه الحالة ، يجب تنظيف جميع مجاري الهواء بعد المرشحات تمامًا.
بالنسبة للغرف النظيفة ذات المهام المعتدلة ، غالبًا ما يتم استخدام صناديق المراوح أو الصناديق المزودة بمرشحات HEPA على جانب التفريغ. في الوقت نفسه ، تصل سرعة الهواء الأمامية في مرشحات HEPA إلى 2.54 م / ث ، وهو ما يتوافق مع انخفاض ضغط أكبر مما هو عليه مع تركيب السقف. تبلغ المقاومة الديناميكية الهوائية لمرشح HEPA النظيف بحجم 600 × 600 مم 375 باسكال بسرعة أمامية 2.54 م / ث. مع التركيب بالسقف السرعة الأمامية 0.51 م / ث ، الديناميكا الهوائية- 125 باسكال.
دوران الهواء في الغرف النظيفة
الهواء الذي يدخل الغرفة النظيفة بعد تنظيفه بفلاتر HEPA و ULPA يكون خاليًا من الجسيمات العالقة. يتم توفير الهواء للغرفة لغرض مزدوج. أولا ، "انحلال" (نقص التركيز) من التلوث بالغبار الناجم عن وجود الناس وأداء عمليات الانتاج. ثانياً ، التقاط وإزالة هذه الملوثات من المباني.
هناك ثلاثة أنواع من دوران الهواء الداخلي:
1. التدفق المنظم أحادي الاتجاه (يسمى سابقًا "الصفحي") ، عندما تكون خطوط انسيابية جميع النفاثات الهوائية متوازية.
2. التدفق المضطرب (يسمى سابقًا "المضطرب") ، عندما لا تكون الخطوط الانسيابية متوازية.
3. التدفق المختلط ، عندما تكون النفاثات الهوائية في أحد أجزاء الغرفة متوازية ، ولكن ليس في الجزء الآخر.
تستخدم غرف الأبحاث ذات الوضع الصلب عادةً تدفقًا أحادي الاتجاه. يتم تحقيق ذلك عن طريق تركيب مرشحات HEPA / ULPA في جميع أنحاء منطقة السقف وتركيب أرضية مرتفعة مثقبة. يتحرك الهواء عموديًا من السقف إلى الأرض ، ويتم إزالته من خلال ثقب في حجرة العادم أسفل الأرضية. يتم بعد ذلك إعادة الهواء المعاد تدويره إلى الغرفة من خلال قنوات إعادة التدوير المحيطية.
إذا كانت غرفة الأبحاث ضيقة (4.2-4.6 م) ، يتم استخدام شبكات عادم مثبتة على الحائط في الجزء السفلي بدلاً من الأرضية المرتفعة. يتم توفير الهواء من الأعلى ويتحرك عموديًا إلى مستوى 0.6 - 0.9 متر ، ثم ينتشر التدفق نحو الشبكات. يعتبر هذا الدوران مقبولًا للغرف ذات النظام الصارم ، خاصة في الحالات التي يكون فيها هناك تحويل للغرفة إلى غرفة نظيفة في وجود الغبار في المنطقة العليا.
في الغرف ذات الدوران المنتظم ، يؤثر وضع الأثاث والمعدات على هيكل تدفق الهواء. لتقليل تأثير هذه العناصر على نظافة الغرفة ، من الضروري وضعها بطريقة لا تتشكل فيها المناطق الراكدة مع تراكم الغبار.
حركة الهواء العشوائية شائعة في الغرف النظيفة ذات المهام المتوسطة. توضع فلاتر HEPA بالتساوي على سطح السقف. يتم توجيه تدفق الهواء بشكل عام من أعلى إلى أسفل. ومع ذلك ، فإن اتجاه الطائرات الفردية مختلف ولا يتناسب مع نمط معين. في حين أن هواء الإمداد لا يحتوي عمليًا على جزيئات معلقة ، فإن مظهرها وتراكمها في منطقة العمل في الغرف النظيفة يعتمد على كمية الجزيئات المتولدة في الغرفة نفسها ؛ من تقليل تركيز الغبار بسبب تبادل الهواء ؛ شدة سحب الجسيمات من منطقة العمل. بشكل عام ، يمكننا القول أنه كلما زاد تبادل الهواء ، فإن نظافة الهواءفي الغرف ذات الوضع المتوسط ، يلعب هيكل تدفق الهواء في الغرفة دورًا أيضًا.
يعد نظام إزالة الهواء للغرف ذات الدورة الدموية غير المنتظمة أمرًا مهمًا للغاية. في مثل هذه الغرف ، تنتشر شبكات العادم المثبتة على الحائط. يجب أن يتم توزيعها بالتساوي حول محيط الغرفة. قد يتعارض هذا المطلب مع التصميم المقبول للمعدات على طول الجدران. حيثما أمكن ، يجب إبعاد المعدات عن الجدران للسماح بتدفق الهواء خلفها. يُنصح أيضًا برفع المعدات فوق الأرضية ، ووضعها على منصة حتى يمر الهواء من الأسفل. في معظم الحالات ، يهدف مصممو غرف الأبحاث إلى توجيه تدفق الهواء من سطح العمل إلى الأرض ثم إلى شبكات العادم المنخفضة. باستخدام هذا المخطط ، تتم إزالة الجسيمات من الغرفة وإرسالها إلى المرشحات ، حيث يتم التقاطها. قد يكون هناك استثناء في مثل هذه الحالات عندما تتولد جزيئات التلوث بواسطة معدات فوق منطقة العمل. ثم يجب استخدام بعض الأجهزة للقبض على الإزالة والجزيئات في الأعلى. في الحالة العامة ، يوصى باستخدام مخطط توزيع الهواء من أعلى إلى أسفل.
في الغرف ذات المستوى المتوسط من النظافة ، من المعقول الحد من المقاطع الأفقية لتدفق الهواء. القيم الموصى بها للمقاطع الأفقية لا تزيد عن 4.2-4.8 م ، وبالتالي ، في غرفة لا يزيد عرضها عن 8.4-9.6 م ، يجوز تركيب شبكات عادم على طول محيط الجدران. هذا القيد يمليه الخوف من التلوث الثانوي أثناء الترسيب أو نقل الجسيمات إلى منطقة العمل من التدفقات الأفقية الممتدة.
في الغرف الأوسع ، من المعتاد تركيب شبكات العادم ومجاري الهواء في مجاري مثبتة على طول الأعمدة. في حالة عدم وجود أعمدة في الغرفة ، يتم إنشاء أعمدة رأسية من مادة مناسبة.
في الغرف ذات النظافة المعتدلة مع التركيب عن بعد لمرشحات HEPA ، يمكن استخدام منافذ هواء السقف القياسية لأنظمة تكييف الهواء. يشبه مخطط دوران الهواء أيضًا المخطط المعتمد في الغرف المكيفة.
وفقًا لمخطط الدوران "من أعلى إلى أسفل" في الممارسة العملية للغرف النظيفة ، يوصى به أيضًا هنا التثبيت السفليشبكات عادم الحائط. عندما يتم وضع شبكات العادم في الأعلى ، يمكن أن تتشكل مناطق ذات تركيز عالٍ من الجزيئات المعلقة في منطقة العمل النظيفة ، خاصة خلال فترات العمل المكثف. في التركيبات المعروفة لشبكات عادم السقف في غرف الأبحاث المعتدلة ، كان النجاح على الأرجح يرجع إلى المستوى المنخفض لتوليد الجسيمات في الغرفة ، بدلاً من كفاءة نظام توزيع الهواء.
يتم استخدام التدوير المختلط عندما يتم تنفيذ العمل في نفس الغرفة مع المتطلبات الحرجة وغير الحرجة لنقاء الهواء. إذا كان من المستحيل ضمان أداء العمل مع المتطلبات الحرجة في غرفة منفصلة ، فيمكن استخدام غرفة نظيفة مشتركة مع تقسيم المناطق النظيفة. يتم إنشاء المناطق عن طريق التجميع المناسب لمرشحات السقف. في المنطقة ذات الظروف الحرجة للنقاء ، يكون عدد المرشحات أكبر ، في المنطقة ذات الظروف غير الحرجة - أقل. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن توفير الهواء النقي بطريقة يتم تزويده أولاً من خلال مجاري الهواء إلى المنطقة الحرجة ، ثم يدخل إلى بقية الغرفة. اعتمادًا على ارتفاع الغرفة النظيفة ، يمكن أيضًا تركيب مأوى زجاجي بارتفاع 0.6 متر أو ستارة بلاستيكية لا تصل إلى الأرض بمقدار 304-457 ملم.
يتم تنظيم اتجاه تدفق هواء العادم من خلال الوضع المناسب لشبكات العادم بطريقة تمنع انتقال الملوثات في جميع أنحاء الغرفة. ستكون الأرضية المرتفعة مع مجمّع هواء العادم المركب تحتها فعالة للغاية في هذه الحالة. ومع ذلك ، قد يتم إعاقة تطبيق مثل هذا الحل ميزانية محدودةالعميل الذي يختار تصميم غرفة نظيفة ومقسمة بالتداول المختلط على وجه التحديد بسبب تكلفتها المنخفضة.
عيب دوران الهواء غير المنتظم في الغرف النظيفة هو ظهور مناطق بها نسبة عالية من الغبار. قد توجد مثل هذه المناطق لفترة محدودة ، ثم تختفي. يحدث هذا بسبب تفاعل تدفقات الهواء الناتجة عن أنشطة الإنتاج وطائرات الإمداد المضطربة. بذلت محاولات لإعادة إنتاج الدوران أحادي الاتجاه عن طريق تركيب موزع هواء سقف زائف وإنشاء منطقة ضغط دم مرتفعبين السقف الرئيسي والسقف المعلق. لهذا الغرض ، تم استخدام ألواح بلاستيكية أو ألومنيوم مثقبة وشاشة مصنوعة من مواد منسوجة وغير منسوجة.
نتيجة لذلك ، تم تشكيل تدفق أحادي الاتجاه مرتب في الغرفة بسرعات أقل بكثير من الغرف النظيفة ذات النظام الصعب. يمنع تأثير الإزاحة الناتج عن تدفق هواء الإمداد تكوين مناطق مغبرة ويحقق عمومًا مستوى أعلى من النظافة. النتيجة المحددة ، كما هو مذكور أعلاه ، تتحقق عند تنقل جوي أقل مما هو مذكور في معايير النظافة الصلبة والمتوسطة (الشكل 1).
الحمل الحراري
عادةً ما تزيد نسبة الحرارة المعقولة في الحمل الحراري للغرف النظيفة عن 95٪. كقاعدة عامة ، يلزم التبريد على مدار العام ، نظرًا لأن الحرارة الناتجة عن المعدات التكنولوجيةوالمحركات الكهربائية لمراوح الدوران. يتم إنشاء نسبة صغيرة من توليد الحرارة الكامنة من خلال وجود الأفراد. تم تطوير مشروع فريد لكل غرفة نظيفة ، لذلك كل العوامل المؤثرة الحمل الحراري، ينبغي تحليلها بعناية.
في الغرف ذات المستويات الصارمة والمتوسطة من النظافة ، لا تتم معالجة جزء كبير من هواء الإمداد بواسطة مكيفات الهواء - وهذا هو الهواء المعاد تدويره. يتم إجراء إزالة الحرارة المعقولة المطلوبة في غرف الخلط والتوزيع ، حيث يتم تبريد جزء من التدفق الكلي في مبادلات حرارية سطحية ثم إعادته إلى التدفق العام إلى مراوح إعادة التدوير (الشكل 2). يمكن أن تكون درجة حرارة الهواء الداخل إلى غرف الأبحاث الشديدة أقل ببضع درجات فقط من درجة حرارة هواء العادم بسبب حجم التدفق الكبير. يسمح هذا الاختلاف في درجة الحرارة باستخدام مرشحات HEPA / ULPA المثبتة في السقف مع تزويد الهواء من أعلى إلى أسفل دون المساس براحة العمال.
في الغرف ذات نظام النظافة المعتدل ، تكون متطلبات توزيع الهواء في الغرفة في بعض الحالات مماثلة للغرف المبردة العادية. وبالتالي ، يمكن أن يكون الفرق في درجة الحرارة بين هواء العرض والعادم 8-11 درجة مئوية. في هذه الحالات ، يتم استخدام ناشرات السقف القياسية أو وسائل أخرى لمنع الانفجار غير المرغوب فيه ولضمان ظروف مريحة في الغرفة.
توريد الهواء الخارجي
يعد إمداد الهواء الخارجي ضروريًا للتعويض عن العادم والرشح الذي يحدث دائمًا في الغرف النظيفة المضغوطة. هواء الإمداد الخارجي باهظ الثمن ، لأنه قبل توفيره لغرف نظيفة ، لا يجب تنظيفه فحسب ، بل يجب أيضًا إخضاعه لمعالجة درجة الحرارة والرطوبة. نظرًا لأنه من غير الممكن التخلي تمامًا عن إمداد الهواء الخارجي ، لأسباب تتعلق بالاقتصاد الكلي وتوفير الطاقة ، يجب تقليل مقدارها إلى الحد الأدنى.
عادة ما يزداد ضغط الهواء في الغرف النظيفة مقارنة بالغرف المحيطة. كقاعدة عامة ، يوصى بخفض ضغط بمقدار 12 باسكال. يؤدي الضغط الزائد العالي إلى حدوث ضوضاء صفير في الفجوات وصعوبة في فتح الأبواب. في كتل الغرف النظيفة ذات فئات النظافة المختلفة ، من المعتاد الحفاظ على فرق ضغط قدره 5 باسكال بين الغرف المجاورة ، بينما يتم الحفاظ على ضغط أعلى في غرفة ذات درجة نظافة أعلى.
يتم تحديد كمية الهواء الخارجي عن طريق جمع حجم العادم لجميع عمليات الإنتاج وزيادة التعددية الناتجة بمقدار 2 دورة في الدقيقة / ساعة. هذه القيمة شبه التجريبية هي كمية الهواء المحسوبة المثبتة عمليًا لاختيار معدات تكييف الهواء. ستكون الكمية الفعلية للهواء الخارجي متغيرة ، اعتمادًا على فتحات الأبواب والتسريبات وجدول التشغيل الفعلي للغطاء.
تم تصميم مكيف الهواء الخارجي لجعل معاييره تتماشى مع معايير الغرف النظيفة. هذا يعني أنه يجب أن يكون من الممكن تنظيف الهواء ، والتسخين المسبق ، والتبريد ، وإعادة التسخين ، وإزالة الرطوبة ، والترطيب.
في الغرف النظيفة ذات النظام الصارم ، غالبًا ما تتم ثلاث مراحل لتنقية الهواء في الهواء الطلق: أولية - مرشح ASHRAE بكفاءة 30٪ ، مرشح متوسط بكفاءة 95٪ ، ومرشح أخير - مرشح HEPA. في الغرف النظيفة ذات النظام المتوسط والمتوسط ، كقاعدة عامة ، هناك مرحلتان من التنظيف: تنظيف أولي (30٪) ونهائي (95٪). من الاسم يتضح أن الفلتر النهائي يوضع عند مخرج التكييف.
التسخين المسبق ضروري عندما تنخفض درجة الحرارة الخارجية إلى أقل من 4 درجات مئوية في الشتاء. إذا كانت درجة حرارة نقطة الندى للهواء في الغرفة النظيفة -5.6 درجة مئوية ، فإن المبادل الحراري السطحي يبرد ويزيل الرطوبة من هواء الإمداد. نظرًا لأن العمال في غرف الأبحاث الصارمة يرتدون دائمًا ملابس العمل ، يمكن الحفاظ على درجة حرارة المصباح الجاف أقل من 19 درجة مئوية ، مع إعداد رطوبة نسبية أدنى بنسبة 40٪ للمنظمين. التسخين الثاني ضروري لزيادة درجة حرارة هواء الإمداد بعد التبريد وإزالة الرطوبة في المبادل الحراري. عند حساب كمية الحرارة للتدفئة الثانية ، يتم أخذ مدخلات الحرارة من مراوح إعادة التدوير في الاعتبار. هذه قيمة كبيرة للغرف النظيفة ذات النظام الصارم.
قد يكون من الصعب خفض درجة حرارة سطح المبادل الحراري إلى المستوى المطلوب للحفاظ على نقطة تكثف الغرفة أقل من 5.6 درجة مئوية. عند الحاجة إلى إزالة الرطوبة من هواء الإمداد أقل من 40٪ RH ، يتم استخدام عوامل تجفيف مختلفة بشكل شائع.
في النظام الموصوف هنا ، يتم تحميل مكيف الهواء الخارجي بالحرارة الكامنة والرطوبة في الغرفة. من المفترض أن تفي معلمات تزويد الهواء بمتطلبات استيعاب انبعاثات الحرارة الكامنة التي يقدمها موظفو الغرفة وتدفقات الرطوبة عبر أسوار الغرفة النظيفة. من المفترض أيضًا أن الحمل الحراري الكامن ثابت إلى حد ما. يجب التحقق من هذه الافتراضات لكل مشروع محدد. من الضروري مراعاة الظروف في الغرف المحيطة بالغرفة النظيفة ، ومعايير المناخ الخارجي ، وإمكانية إطلاق الرطوبة من عمليات الإنتاج في الغرفة.
في الغرف النظيفة صغيرة الحجم التي تتطلب القليل من الهواء الخارجي ، يمكن أيضًا استخدام مبردات الهواء المعاد تدويرها في غرف الخلط التي تمت مناقشتها أعلاه لمعالجة الهواء الخارجي. في هذه الحالة ، تتم معالجة خليط من الهواء الخارجي والهواء المعاد تدويره. يتم التحكم في النسبة بين مكونات هواء الإمداد هذه عن طريق خلط الصمامات اعتمادًا على الضغط في الغرفة النظيفة. إذا انخفض الضغط ، ينفتح صمام الهواء الخارجي وينغلق صمام إعادة الدوران. يتم توفير الهواء من غرف الخلط والتوزيع لمراوح الدوران.
في غرف الأبحاث المعتدلة ، يمكن أن يكون إجمالي الهواء المطلوب قريبًا من تدفق الهواء المكيف. في هذه الحالة ، لا يتم تثبيت مراوح دوران إضافية ؛ يتم نقل الهواء عبر النظام فقط بواسطة مراوح مكيف هواء واحد أو أكثر.
| الطاولة | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
تصنيف جديدغرفة الأبحاث ISO تظهر على اليسار. يتم تقديم التصنيف أيضًا وفقًا للمعيار الفيدرالي الأمريكي 209E في الأنظمة الأنجلو أمريكية والأنظمة المترية للوحدات. يحتوي عمود "التوصيات" على ثلاث فئات حسب تصنيف كاتب هذه المقالة. لاحظ أنه يمكن تعيين "الفئة 100" إلى الوضع الصعب عندما يوفر التصميم تداولًا منظمًا ، أو إلى الوضع المتوسط إذا تم تصميم الدورة المضطربة للظروف غير الحرجة. يقدم العمودان الموجودان على اليمين توصيات لحركة هواء الغرفة (قدم / دقيقة) وتبادل الهواء (دورة / ساعة) للأوضاع المتوسطة والمتوسطة. |
الموجودات
هناك اتجاه في لوائح تصميم غرف الأبحاث لتعيين وظائف خبير عام إلى المصمم ، القادر على تلبية جميع رغبات العميل (على حد علمه). تستخدم الكتيبات عادةً عبارة "مسألة اتفاق بين المشتري والبائع" لإشراك العميل في عملية اتخاذ القرار ، حيث يمكن لكل مطور تقديم نسخته الخاصة من المشروع. تم إثبات فعالية مبدأ التصميم الذي تمت مناقشته في هذه المقالة في الممارسة العملية ؛ هذا النهج ، في رأي المؤلف ، يجعل من الممكن التنسيق متطلبات تقنيةوإمكانية تنفيذها. هذه التوصيات ، مثل أي توصيات أخرى ، يجب أن تتكيف في كل حالة مع شروط الاستخدام المحددة.
أعيد طبعه باختصارات من المجلة عشري.
ترجمة من اللغة الإنجليزية O. P. Bulycheva.
التحرير العلمي الذي قام به دكتوراه. تقنية. علوم إيه بي إنكوف
في تصميم أي غرفة نظيفة ، يتم إعطاء مكان مهم لنظام التهوية. تعتمد القدرة على الحفاظ على المستوى المطلوب من النقاء دون بذل الكثير من الجهد على مدى جودة تنظيف الهواء. يمكن أن تؤدي تهوية غرف الأبحاث المجهزة بشكل غير صحيح إلى إبطال كل الجهود المبذولة لتجهيزها.
تخصصت شركتنا في تصميم وتركيب أنظمة تدوير الهواء وتنقية الغرف النظيفة لفترة طويلة ، لذلك يستخدم الموظفون التقنيات والأدوات الحديثة فقط. وهذا هو المفتاح لخدمة ناجحة ودائمة للنظام ككل.
| فئة ISO (رقم التصنيف N) |
حدود التركيزات القصوى (جزيئات / م 3 من الهواء) للجسيمات بحجم يساوي أو أكبر من الحجم أدناه ، ميكرون |
عضو الكنيست | |||||
| 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,5 | 1,0 | 5,0 | ||
| فئة ISO 1 | 10 | 2 | - | - | - | - | اختصار الثاني |
| فئة ISO 2 | 100 | 24 | 10 | 4 | - | - | اختصار الثاني |
| فئة ISO 3 | 1 000 | 237 | 102 | 35 | 8 | - | اختصار الثاني |
| فئة ISO 4 | 10 000 | 2 370 | 1 020 | 352 | 83 | - | اختصار الثاني |
| فئة ISO 5 | 100 000 | 23 700 | 10 200 | 3 520 | 832 | 29 | 5+ |
| فئة ISO 6 | 1 000 000 | 237 000 | 102 000 | 35 200 | 8 320 | 293 | 50 |
| فئة 7 ISO | - | - | - | 352 000 | 83 200 | 2 930 | 100 |
| فئة 8 ISO | - | - | - | 3 520 000 | 832 000 | 29 300 | 100 |
| فئة ISO 9 | - | - | - | 35 200 000 | 8 320 000 | 293 000 | 500 |
ما هو تركيب تهوية غرف الأبحاث؟
هذا العنصر من معدات البناء مع الحاجة إلى خلق ظروف مرتفعةنقاء مطور حاليا الأنظمة الحديثةلدوران الهواء والترشيح. لهذا الغرض ، يتم استخدام عدد كبير من العناصر بشكل مباشر لضمان إمداد وعادم الهواء ، ومجموعة من الفلاتر والمعدات لارسال التحكم.
كل هذا يجب أن يكون في غرفة نظيفة دون أن يفشل ، لأن هذا الجهاز يسمح لك بحل مجموعة من المهام المهمة:
الحفاظ على جزيئات الهباء الجوي في الهواء ضمن الحدود المقبولة.
التحكم في وإنشاء مؤشرات المناخ المحلي الصحيح في الغرفة ، مثل الرطوبة ودرجة الحرارة وحركة الهواء.
منع انخفاض الضغط بين غرف الأبحاث والغرف المجاورة لها.
الإمداد المنتظم بهواء نقي للغرفة وإزالة ركود الهواء هناك.
بمساعدة الأنظمة المبتكرة ، كل هذا يعمل تلقائيًا ولا يتطلب الكثير من الجهد من جانب موظفي المبنى. يضمن مصنعو معدات التهوية الحديثة عمر خدمة طويل ، ويعملون باستمرار على تحسينه بحيث يؤدي تشغيل الأجهزة إلى الحد الأدنى من الضوضاء ولا يتعارض مع الإقامة المريحة للأشخاص في الغرفة.
كيف يعمل النظام
تعمل تهوية الغرفة النظيفة بشكل صحيح وتتيح لك توفير جميع المؤشرات التنظيمية نظرًا للتنظيم الصحيح لجميع عناصر النظام:- · قبل دخول الهواء إلى الغرفة ، يمر بأربع مراحل ترشيح على 4 مرشحات مختلفة ، كل منها ينقي التدفق من مجموعة معينة من الملوثات.
· يتم توفير تدفق هواء رقائقي ، والذي يسمح بإنشاء حركة موجهة من الهواء النقي ، والتي بدورها تزيح جزيئات الهباء الجوي من الهواء الموجود بالفعل.
· العنصر الرئيسي للتركيب بأكمله هو نظام تكييف الهواء المركزي ، الذي تم إنشاؤه في تصميم "صحي" خاص. هنا تتم معظم عمليات التنظيف وتجهيز الهواء.
· من السهل إدارة وصيانة مؤشرات ثابتة للنظافة في الغرفة تسمح للمعدات لأتمتة وجدولة تشغيل النظام بأكمله ، والذي يتضمن الكثير من أجهزة الاستشعار لرصد المؤشرات وعناصر إرسال التحكم عن بعد ، إلخ.
يتم التحكم بسهولة في حالة تشغيل جميع الأجهزة في النظام بعد تشغيله من قبل الموظفين العاملين في الغرفة ، وفي ظل وجود أي انحرافات في التشغيل أو حالات الطوارئ ، البرمجياتسوف نعلمك بسرعة.
تتمثل المهمة الرئيسية للتشغيل الصحيح لهذه المعدات في التصميم والتركيب الأولي المختصين. خلاف ذلك ، فإن المالكين والموظفين ليس لديهم أدنى مشكلة.
ميزات العروض من شركتنا
سنساعد في تجنب الأخطاء في إعداد وتركيب معدات التهوية لكل عميل ، حيث لا يعمل في الشركة سوى المتخصصين من أعلى فئة. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي كتالوج المنتجات حصريًا على عناصر حديثة وموثوقة لأنظمة التهوية.
إذا اتصلت بنا ، فستتلقى:
· نظام متكامل مع الأنظمة ذات الصلة مثل مزود الطاقة ، والبرمجيات ، وما إلى ذلك.
المعدات الموفرة للطاقة التي ستعمل تحتها تكلفة قليلةالكهرباء ، وبالتالي الاستثمارات المالية.
· معدات تعمل بأقل ضوضاء ولا تسبب إزعاجاً لكل من في الغرفة.
· معدات موثوقة للغرفة مع شهادات الجودة والضمان.
سيساعدك خبراؤنا في الاختيار حل مثاليلكل غرفة محددة ، مما سيقلل من الاستثمارات المالية ويحقق أقصى قدر من الكفاءة. كل هذا يمكننا من تأكيد ذلك أنظمة التهوية، التي طلبتها منا ، ستستمر لسنوات عديدة ولن تخلق مشاكل.