การออกแบบการไหลเวียนของอากาศ: การควบคุมการปนเปื้อน

บทนำ: รากฐานของประสิทธิภาพการทำความสะอาดห้อง

การไหลของอากาศในห้องสะอาดเป็นรากฐานของการควบคุมการปนเปื้อน ที่มีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อม ที่ควบคุมได้ รูปแบบการไหลของอากาศ ที่ออกแบบมาอย่างดีทำให้แน่ใจว่า อนุภาคในอากาศจะถูกละลายอย่างต่อเนื่องเอาออก และกำกับออกไปจากกระบวนการ ที่สำคัญ แม้ แต่ระบบการกรองขั้นสูงสุดก็ไม่สามารถปกป้องผลิตภัณฑ์ ที่ละเอียดอ่อน หรือการผลิตได้อย่างเต็ม ที่

การออกแบบอากาศสะอาดมีอิทธิพลโดยตรงต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์การปฏิบัติตามกฎระเบียบ และประสิทธิภาพการทำงานระยะยาว เมื่อพัฒนากลยุทธ์การควบคุมการปนเปื้อนควรได้รับการปฏิบัติการไหลเวียนของอากาศในห้องสะอาดเป็นแนวทางการป้องกัน ที่สำคัญ ที่สุด และสำคัญ ที่สุด

ผู้เชี่ยวชาญด้านอุตสาหกรรม ที่วิสเ ที่ยมเน้นว่า การออกแบบการไหลของอากาศห้องสะอาด ที่ประสบความสำเร็จต้องการการประสานงานอย่างใกล้ชิดระหว่า งระบบกลไกรูปแบบห้องพัก และการทำงานของปฏิบัติการ การรวมการวางแผนการไหลของอากาศในห้องสะอาดเป็นขั้นตอนแรกของการออกแบบห้องสะอาดสิ่งอำนวยความสะอาดสามารถบรรลุประสิทธิภาพการทำความสะอาด ที่มีเสถียรภาพในขณะ ที่ลดการใช้พลังงาน และความเสี่ยงในการดำเนินงาน

ส่วน ที่หนึ่ง: ทำความเข้าใจสิ่งปนเปื้อนในห้อง และทำความสะอาดหลักการควบคุมการไหลเวียนของอากาศ

การออกแบบการไหลของอากาศ ที่มีประสิทธิภาพเริ่มต้นด้วยความเข้าใจ ที่ชัดเจนของแหล่งปนเปื้อน และกลไกการควบคุมการไหลของอากาศ การปนเปื้อนสามารถมาจากบุคลากรอุปกรณ์วัสดุ และการแทรกซึมสิ่งแวดล้อมภายนอก ระบบไหลเวียนอากาศ ที่ได้รับการออกแบบอย่างถูกต้องจะแก้ไขความเสี่ยงเหล่านี้ ผ่านสามกลยุทธ์หลัก: การเจือจางการกำจัด และการแยกสารปนเปื้อน

ต้องออกแบบมาเพื่อเคลื่อนย้ายอนุภาคออกไปจากโซนสำคัญในขณะ ที่ป้องกันการปนเปื้อนระหว่า งพื้น ที่ของระดับความสะอาด ที่แตกต่างกัน ซึ่งประสบความสำเร็จผ่านการควบคุมทิศทางการไหลของอากาศความดันแตกต่าง และอัตราการเปลี่ยนแปลงอากาศ

พารามิเตอร์ ที่สำคัญ และมาตรฐานส่งผลกระทบต่อการไหลเวียนของอากาศห้องสะอาด

• จำแนกประเภทห้องทำความสะอาด ( ISO 14644) : กำหนดความเข้มข้นของอนุภาค ที่ได้รับการจัดสรรสูงสุด และไดรฟ์ความต้องการการไหลเวียนของอากาศในห้องทำความสะอาด

• การเปลี่ยนแปลงอากาศต่อชั่วโมง (การต้ม) : พิจารณาว่า การไหลของอากาศในห้องสะอาดมีประสิทธิภาพแค่ไหนในการเจือจางสารปนเปื้อน

• ความแตกต่างความดัน: ให้แน่ใจว่า การไหลเวียนของอากาศในห้องติดกัน

• การควบคุมอุณหภูมิ และความชื้น: ป้องกันการควบแน่นการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ และการปล่อยไฟฟ้าสถิต ที่สามารถทำลายความสะอาดการไหลของอากาศในห้อง

อัตราการเปลี่ยนแปลงอากาศ ที่สูงขึ้นจะสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความเข้มข้นของอนุภาค ที่ต่ำทำให้การขัดตัวแปร ที่สำคัญในประสิทธิภาพการไหลเวียนของอากาศในห้องสะอาด

ความต้องการการไหลเวียนของอากาศในห้องปริมาณ

การคำนวณ ที่ถูกต้องของการเปลี่ยนแปลงอากาศต่อชั่วโมงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการออกแบบการไหลของอากาศ ที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น

• ISOClass 7 ทำความสะอาดห้องอากาศไหลเวียน: โดยทั่วไปต้องการ 30-70

• ISOClass 5 การทำความสะอาดห้องอากาศ: มักจะต้องใช้ 200-600

สูตรมาตรฐานสำหรับการคำนวณการเปลี่ยนแปลงอากาศต่อชั่วโมงคือ :

ตั๋ว = (ความสะอาดห้องลมไหลเวียน (ลบมม/ชั่วโมง) × 60) /ระดับเสียงห้อง (ลบม)

ทีมวิศวกรรมของ Wiskind ใช้การคำนวณนี้ ได้อย่างแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่า รูปแบบการไหลของอากาศห้องสะอาดเป็นไปตามมาตรฐานการกำกับดูแล และเป้าหมาย ที่มีประสิทธิภาพในการดำเนินงาน ตัวอย่างเช่น ห้องทำความสะอาด ที่มีปริมาณ 100 ม.ออกแบบมาให้มาตรฐาน ISOClass 7 และต้องการ 50 การขัดจะต้องอัตราการไหลเวียนของอากาศในห้องสะอาดประมาณ 83.3 ม.ต่อนาที

ส่วน ที่สอง: ประเภทของรูปแบบการไหลของอากาศห้องสะอาด และวิธีการเลือกพวกเขา

การเลือกรูปแบบการไหลของอากาศในห้อง ที่ถูกต้องเป็นการตัดสินใจ ที่สำคัญในการออกแบบรูปแบบห้องสะอาด แอปพลิเคชัน ที่แตกต่างกันต้องใช้กลยุทธ์การไหลเวียนของอากาศในห้องสะอาด ที่แตกต่างกันเพื่อให้บรรลุการควบคุมการปนเปื้อน ที่ดี ที่สุด รูปแบบการไหลของอากาศโดยทั่วไปจะตกอยู่ในสามประเภทหลัก

2.1 ทิศทางการไหลของอากาศในห้องเดียว (การไหลของลามินาร์)

การไหลเวียนของอากาศทางเดียว ที่รู้จักกันทั่วไปว่า การไหลของลามินาร์ให้ระดับสูงสุดของการควบคุมการปนเปื้อน ในการกำหนดค่าการไหลของอากาศในห้องสะอาดนี้ อากาศเคลื่อน ที่ด้วยความเร็วเครื่องแบบในกระแสคู่ขนานกวาดอนุภาคออกไปจากพื้น ที่การผลิต ที่ละเอียดอ่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

• แนวตั้ง laminar ทำความสะอาดอากาศห้องพัก: มาจากเพดาน HEPA หรือ ULPA ตัวกรอง และหมดลงผ่านพื้น

• แนวนอน laminar ทำความสะอาดห้องอากาศ: มาจากผนังด้านหนึ่ง และเหนื่อยผ่านผนังด้านตรงข้าม

รูปแบบการไหลเวียนของอากาศในห้องพัก ที่สะอาดนี้ โดยทั่วไปจะใช้ในห้องทำความสะอาดระดับ ISO ชั้น 5 และห้องทำความสะอาดระดับสูง

2.2 ทิศทางความสะอาดห้องลม (การไหลเวียนความสับสน)

การไหลของอากาศ ที่ไม่ใช่หนึ่งทิศทางอากาศต้องพึ่งพาการผสมอากาศ และการเปลี่ยนแปลงของอากาศบ่อยครั้งเพื่อเจือจางการปนเปื้อน ในขณะ ที่มีความแม่นยำน้อยกว่า laminar ทำความสะอาดห้องอากาศวิธีการนี้ มีโซลูชัน ที่คุ้มค่าสำหรับการใช้งาน ที่มีความต้องการความสะอาดในระดับปานกลาง

• อากาศจะถูกจัดหา และผสมทั่วทั้งห้องสร้างเส้นทางการไหลของอากาศ ที่คาดเดาได้น้อยลง

การไหลเวียนของอากาศในห้องสะอาดนี้ โดยทั่วไปจะใช้ในสภาพแวดล้อม ISOClass 7 และ ISO คลาส 8

2.3 ผสมทำความสะอาดห้องลม/ zoned การไหลของลามินาร์

ระบบการไหลเวียนของอากาศในห้องสะอาดรวมการไหลของอากาศลามินาร์ในเขตวิกฤติ ที่มีการไหลเวียนของอากาศแปรปรวนในพื้น ที่โดยรอบ กลยุทธ์การไหลของอากาศแบบไฮบริดนี้ สมดุลการควบคุมการปนเปื้อนสูงด้วยค่าใช้จ่าย และประสิทธิภาพพลังงาน

• การไหลเวียนของอากาศในห้อง ที่สะอาด: การไหลของอากาศลามินาร์ปกป้องพื้น ที่กระบวนการ ที่สำคัญภายในพื้นหลัง ที่วุ่นวาย

keivenwei จาก riskind บันทึกว่า การเลือกรูปแบบการไหลของอากาศห้องสะอาดต้องการความสมดุลของข้อกำหนดความสะอาดข้อ จำกัด ด้านงบประมาณ และความสามารถในการปรับขนาดในอนาคต เลย์เอาต์การไหลของอากาศ ที่สะอาดควรสนับสนุนทั้งการดำเนินงานในปัจจุบัน และการขยายตัวในอนาคต

ส่วน ที่สาม: สำคัญพิจารณาในการทำความสะอาดห้องการออกแบบการไหลของอากาศ

การออกแบบการไหลของอากาศ ที่สะอาดเกินรูปแบบการไหลของอากาศเพียงอย่างเดียว มันต้องใช้วิธีการแบบองค์รวม ที่รวมการแบ่งเขตการเคลื่อนไหวบุคลากรการจัดวางอุปกรณ์ และระบบ HVAC เข้ากับกลยุทธ์การไหลเวียนของอากาศในห้อง ที่สะอาดสอดคล้องกัน

3.1 การแบ่งเขตห้องทำความสะอาด และความดันลดลงการออกแบบ

ความดัน ที่ลดลงเป็นพื้นฐานในการรักษาทิศทางการไหลของอากาศห้องสะอาด การอพยพการปนเปื้อนจะถูกควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

• ความดันลดลงการออกแบบ: ทิศทางการทำความสะอาดห้องอากาศไหลออกไปด้านนอกจากพื้น ที่เกรดสูง

3.2 บุคลากร และวัสดุ ที่ส่งผลกระทบต่อการไหลเวียนของอากาศห้องสะอาด

บุคลากร ที่ไม่เหมาะสม หรือการไหลเวียนของวัสดุสามารถขัดขวางการไหลเวียนของอากาศในห้องสะอาด และแนะนำการปนเปื้อน

• การไหลของบุคลากร: ควรย้ายจากเกรดต่ำไปยังพื้น ที่เกรดสูง ที่มีการล็อคอากาศ ที่เหมาะสม

• การไหลของวัสดุ: ได้รับการทำความสะอาด→การถ่ายโอน→การจัดเก็บ→การเตรียมการ→การประมวลผล

เส้นทางการไหล ที่กำหนดไว้อย่างดีช่วยรักษาความสะอาดการไหลของอากาศ

3.3 ซัพพลาย และการออกแบบอากาศกลับ

การจัดวางอุปทาน และเต้ารับอากาศกลับมีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพการไหลเวียนของอากาศ ที่สะอาด

• Laminar ระบบการไหลเวียนของอากาศแบบ: HEPA / ULPA กรองมักจะครอบคลุม 60 % - 100 % ของเพดาน

• ระบบลมหายใจ ที่สับสนวุ่นวาย: การครอบคลุมตัวกรองมักจะ 20 % - 40 %

ตำแหน่งเต้าเสียบ ที่เหมาะสมช่วยให้แน่ใจว่า เครื่องแบบทำความสะอาดอากาศในห้อง และลดพื้น ที่ตาย

3.4 รูปแบบอุปกรณ์ และทำความสะอาดห้องลมหยุดชะงัก

การจัดวางอุปกรณ์ ที่ไม่ดีอาจรบกวนการไหลเวียนของอากาศในห้องสะอาดสร้างความวุ่นวาย หรือพื้น ที่ ที่น่ารังเกียจ อุปกรณ์ขนาดใหญ่ควรอยู่ในตำแหน่ง ที่สอดคล้องกับเส้นทางการไหลของอากาศห้องสะอาดหลัก และรักษาช่องว่า งของผนัง และเส้นทางการไหลของอากาศ

ระบบ HVAC ผสมกับความสะอาดห้องการไหลเวียนของอากาศ

ระบบ HVAC เป็นกระดูกสันหลังของการควบคุมการไหลของอากาศสะอาดห้อง หน่วยจัดการอากาศต้องเลือกตามปริมาณการไหลของอากาศประสิทธิภาพการกรองการควบคุมอุณหภูมิ และความต้องการความชื้น

ระบบการไหลเวียนของอากาศในห้องสะอาดทั่วไป ISOClass 7 อาจจัดการกับ 10000 CFM ด้วยอากาศบริสุทธิ์ 30 % - 40 % วิศวกรของ deiian ™ได้แสดงให้เห็นว่า รูปแบบการไหลของอากาศห้องสะอาด ที่เพิ่มประสิทธิภาพสามารถลดการใช้พลังงานโดย 15-25 % ในขณะ ที่รักษาการควบคุมการปนเปื้อนอย่างเข้มงวด

ข้อ ที่สี่กรณีอุตสาหกรรมข้ามอุตสาหกรรมศึกษาในการออกแบบการไหลเวียนของอากาศห้องสะอาด

กรณีศึกษา ที่ 1 : การผลิตยาฆ่าเชื้อไวรัส

สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกเภสัชกรรม ที่สร้างขึ้นในมาตรฐานสหภาพยุโรป GMP การออกแบบการไหลเวียนของอากาศห้องสะอาดรวมถึงการไหลเวียนของอากาศในแนวตั้งบริเวณ ISOClass 5 และการไหลเวียนของอากาศแปรปรวนในพื้น ที่สนับสนุน ISOClass 7 ดิฟเฟอเรนเชียลความดันถูกควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อรักษาการไหลเวียนของอากาศในห้อง ที่สะอาดระหว่า งห้อง ที่อยู่ติดกัน

กรณีศึกษา ที่ 2 : การผลิตไมโครไฟฟ้า

ในโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ที่ต้องการความสะอาดระดับ ISO 4 วิสทีใช้โซลูชันการไหลเวียนของอากาศห้องสะอาด ที่มีประสิทธิภาพสูงพร้อมการไหลเวียนของอากาศในแนวตั้งมากกว่า 500 ครั้ง การออกแบบ ที่มั่นใจได้ว่า การควบคุมอุณหภูมิ ที่แม่นยำ (± 0.1 ° C ) ในขณะ ที่รักษาการไหลเวียนของอากาศในห้องสะอาดเป็นพิเศษสำหรับกระบวนการผลิตไมโครขั้นสูง