ΒΑΣΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΘΑΡΟΥ ΧΩΡΟΥ

Εισαγωγή

Το καθαρό δωμάτιο αποτελεί τη βάση του ελέγχου της ρύπανσης. Χωρίς καθαρό δωμάτιο, τα εξαρτήματα που είναι ευαίσθητα στη ρύπανση δεν μπορούν να παραχθούν μαζικά. Στο FED-STD-2, το καθαρό δωμάτιο ορίζεται ως ένα δωμάτιο με φιλτράρισμα, διανομή, βελτιστοποίηση αέρα, υλικά κατασκευής και εξοπλισμό, στο οποίο χρησιμοποιούνται συγκεκριμένες τακτικές διαδικασίες λειτουργίας για τον έλεγχο της συγκέντρωσης των αερομεταφερόμενων σωματιδίων, ώστε να επιτευχθεί το κατάλληλο επίπεδο καθαριότητας σωματιδίων.

Για να επιτευχθεί καλό αποτέλεσμα καθαριότητας σε καθαρό χώρο, είναι απαραίτητο όχι μόνο να επικεντρωθούμε στη λήψη εύλογων μέτρων καθαρισμού του κλιματισμού, αλλά και να απαιτήσουμε από τις διεργασίες, τις κατασκευές και άλλες ειδικότητες να λάβουν τα αντίστοιχα μέτρα: όχι μόνο λογικό σχεδιασμό, αλλά και προσεκτική κατασκευή και εγκατάσταση σύμφωνα με τις προδιαγραφές, καθώς και σωστή χρήση του καθαρού χώρου και επιστημονική συντήρηση και διαχείριση. Προκειμένου να επιτευχθεί καλό αποτέλεσμα σε καθαρό χώρο, έχει αναλυθεί πολλές εγχώριες και ξένες βιβλιογραφίες από διαφορετικές οπτικές γωνίες. Στην πραγματικότητα, είναι δύσκολο να επιτευχθεί ο ιδανικός συντονισμός μεταξύ διαφορετικών ειδικοτήτων και είναι δύσκολο για τους σχεδιαστές να κατανοήσουν την ποιότητα κατασκευής και εγκατάστασης, καθώς και τη χρήση και τη διαχείριση, ειδικά την τελευταία. Όσον αφορά τα μέτρα καθαρισμού καθαρού χώρου, πολλοί σχεδιαστές, ή ακόμα και οι κατασκευαστικοί φορείς, συχνά δεν δίνουν αρκετή προσοχή στις απαραίτητες συνθήκες, με αποτέλεσμα το μη ικανοποιητικό αποτέλεσμα καθαριότητας. Αυτό το άρθρο συζητά μόνο εν συντομία τις τέσσερις απαραίτητες προϋποθέσεις για την επίτευξη των απαιτήσεων καθαριότητας στα μέτρα καθαρισμού καθαρού χώρου.

1. Καθαριότητα παροχής αέρα

Για να διασφαλιστεί ότι η καθαριότητα της παροχής αέρα πληροί τις απαιτήσεις, το κλειδί είναι η απόδοση και η εγκατάσταση του τελικού φίλτρου του συστήματος καθαρισμού.

Επιλογή φίλτρου

Το τελικό φίλτρο του συστήματος καθαρισμού γενικά χρησιμοποιεί φίλτρο HEPA ή φίλτρο sub-HEPA. Σύμφωνα με τα πρότυπα της χώρας μου, η απόδοση των φίλτρων HEPA χωρίζεται σε τέσσερις κατηγορίες: Κλάση Α είναι ≥99,9%, Κλάση Β είναι ≥99,9%, Κλάση C είναι ≥99,999%, Κλάση D είναι (για σωματίδια ≥0,1μm) ≥99,999% (γνωστά και ως φίλτρα ultra-HEPA). Τα φίλτρα sub-HEPA είναι (για σωματίδια ≥0,5μm) 95~99,9%. Όσο υψηλότερη είναι η απόδοση, τόσο πιο ακριβό είναι το φίλτρο. Επομένως, κατά την επιλογή ενός φίλτρου, δεν πρέπει μόνο να πληρούμε τις απαιτήσεις καθαριότητας της παροχής αέρα, αλλά και να λαμβάνουμε υπόψη την οικονομική ορθολογικότητα.

Από την άποψη των απαιτήσεων καθαριότητας, η αρχή είναι η χρήση φίλτρων χαμηλής απόδοσης για καθαρούς χώρους χαμηλού επιπέδου και φίλτρων υψηλής απόδοσης για καθαρούς χώρους υψηλού επιπέδου. Γενικά: φίλτρα υψηλής και μεσαίας απόδοσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το επίπεδο του 1 εκατομμυρίου. φίλτρα sub-HEPA ή HEPA Κλάσης Α μπορούν να χρησιμοποιηθούν για επίπεδα κάτω από την κλάση 10.000. φίλτρα Κλάσης Β μπορούν να χρησιμοποιηθούν για κλάσεις 10.000 έως 100 και φίλτρα Κλάσης C μπορούν να χρησιμοποιηθούν για επίπεδα 100 έως 1. Φαίνεται ότι υπάρχουν δύο τύποι φίλτρων για να διαλέξετε για κάθε επίπεδο καθαριότητας. Η επιλογή φίλτρων υψηλής ή χαμηλής απόδοσης εξαρτάται από την εκάστοτε περίπτωση: όταν η περιβαλλοντική ρύπανση είναι σοβαρή ή ο λόγος των εσωτερικών καυσαερίων είναι μεγάλος ή ο καθαρός χώρος είναι ιδιαίτερα σημαντικός και απαιτεί μεγαλύτερο συντελεστή ασφαλείας, σε αυτές ή σε μία από αυτές τις περιπτώσεις, θα πρέπει να επιλεγεί ένα φίλτρο υψηλής κατηγορίας. Διαφορετικά, μπορεί να επιλεγεί ένα φίλτρο χαμηλότερης απόδοσης. Για καθαρούς χώρους που απαιτούν έλεγχο σωματιδίων 0,1μm, τα φίλτρα Κλάσης D θα πρέπει να επιλέγονται ανεξάρτητα από την ελεγχόμενη συγκέντρωση σωματιδίων. Τα παραπάνω ισχύουν μόνο από την οπτική γωνία του φίλτρου. Στην πραγματικότητα, για να επιλέξετε ένα καλό φίλτρο, πρέπει επίσης να λάβετε πλήρως υπόψη τα χαρακτηριστικά του καθαρού δωματίου, του φίλτρου και του συστήματος καθαρισμού.

Εγκατάσταση φίλτρου

Για να διασφαλιστεί η καθαριότητα της παροχής αέρα, δεν αρκεί να υπάρχουν μόνο κατάλληλα φίλτρα, αλλά και να διασφαλιστεί: α. Το φίλτρο δεν θα υποστεί ζημιά κατά τη μεταφορά και την εγκατάσταση· β. Η εγκατάσταση είναι στεγανή. Για να επιτευχθεί το πρώτο σημείο, το προσωπικό κατασκευής και εγκατάστασης πρέπει να είναι καλά εκπαιδευμένο, με γνώσεις εγκατάστασης συστημάτων καθαρισμού και εξειδικευμένες δεξιότητες εγκατάστασης. Διαφορετικά, θα είναι δύσκολο να διασφαλιστεί ότι το φίλτρο δεν θα υποστεί ζημιά. Υπάρχουν σημαντικά μαθήματα από αυτή την άποψη. Δεύτερον, το πρόβλημα της στεγανότητας της εγκατάστασης εξαρτάται κυρίως από την ποιότητα της δομής εγκατάστασης. Το εγχειρίδιο σχεδιασμού συνιστά γενικά: για ένα μόνο φίλτρο, χρησιμοποιείται εγκατάσταση ανοιχτού τύπου, έτσι ώστε ακόμη και αν υπάρξει διαρροή, να μην διαρρεύσει στο δωμάτιο· χρησιμοποιώντας μια τελική έξοδο αέρα hepa, η στεγανότητα είναι επίσης ευκολότερη. Για τον αέρα πολλαπλών φίλτρων, η σφράγιση με τζελ και η σφράγιση αρνητικής πίεσης χρησιμοποιούνται συχνά τα τελευταία χρόνια.

Η σφράγιση με τζελ πρέπει να διασφαλίζει ότι η σύνδεση της δεξαμενής υγρού είναι στεγανή και ότι το συνολικό πλαίσιο βρίσκεται στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο. Η σφράγιση αρνητικής πίεσης έχει ως στόχο να καταστήσει την εξωτερική περιφέρεια της σύνδεσης μεταξύ του φίλτρου και του κουτιού στατικής πίεσης και το πλαίσιο σε κατάσταση αρνητικής πίεσης. Όπως και στην εγκατάσταση ανοιχτού τύπου, ακόμη και αν υπάρχει διαρροή, δεν θα διαρρεύσει στο δωμάτιο. Στην πραγματικότητα, εφόσον το πλαίσιο εγκατάστασης είναι επίπεδο και η επιφάνεια του άκρου του φίλτρου βρίσκεται σε ομοιόμορφη επαφή με το πλαίσιο εγκατάστασης, θα πρέπει να είναι εύκολο να γίνει το φίλτρο να πληροί τις απαιτήσεις στεγανότητας εγκατάστασης σε οποιονδήποτε τύπο εγκατάστασης.

2. Οργάνωση ροής αέρα

Η οργάνωση της ροής του αέρα σε ένα καθαρό δωμάτιο διαφέρει από αυτήν ενός γενικά κλιματιζόμενου δωματίου. Απαιτεί να διοχετεύεται πρώτα ο καθαρότερος αέρας στον χώρο λειτουργίας. Η λειτουργία της είναι να περιορίζει και να μειώνει τη ρύπανση στα υπό επεξεργασία αντικείμενα. Για το σκοπό αυτό, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι ακόλουθες αρχές κατά τον σχεδιασμό της οργάνωσης της ροής του αέρα: ελαχιστοποίηση των δινορρευμάτων για την αποφυγή μεταφοράς ρύπανσης από το εξωτερικό του χώρου εργασίας στον χώρο εργασίας· προσπάθεια αποτροπής της εκτόξευσης δευτερογενούς σκόνης για τη μείωση της πιθανότητας μόλυνσης του τεμαχίου εργασίας από σκόνη· η ροή του αέρα στον χώρο εργασίας πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο ομοιόμορφη και η ταχύτητα του ανέμου πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις της διαδικασίας και της υγιεινής. Όταν η ροή του αέρα ρέει προς την έξοδο αέρα επιστροφής, η σκόνη στον αέρα πρέπει να απομακρύνεται αποτελεσματικά. Επιλέξτε διαφορετικούς τρόπους παροχής και επιστροφής αέρα ανάλογα με τις διαφορετικές απαιτήσεις καθαριότητας.

Διαφορετικοί οργανισμοί ροής αέρα έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά και πεδίο εφαρμογής:

(1). Κάθετη μονοκατευθυντική ροή

Εκτός από τα κοινά πλεονεκτήματα της ομοιόμορφης ροής αέρα προς τα κάτω, της διευκόλυνσης της διάταξης του εξοπλισμού διεργασίας, της ισχυρής ικανότητας αυτοκαθαρισμού και της απλοποίησης κοινών εγκαταστάσεων όπως οι προσωπικές εγκαταστάσεις καθαρισμού, οι τέσσερις μέθοδοι παροχής αέρα έχουν επίσης τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα: τα πλήρως καλυμμένα φίλτρα hepa έχουν τα πλεονεκτήματα της χαμηλής αντίστασης και του μεγάλου κύκλου αντικατάστασης φίλτρου, αλλά η δομή οροφής είναι πολύπλοκη και το κόστος είναι υψηλό. Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της πλευρικά καλυμμένης παροχής άνω μέρους φίλτρου hepa και της πλήρους οπής στην κορυφή είναι αντίθετα από εκείνα της πλήρως καλυμμένης παροχής άνω μέρους φίλτρου hepa. Μεταξύ αυτών, η πλήρης οπή στην κορυφή της παροχής πλάκας είναι εύκολο να συσσωρεύσει σκόνη στην εσωτερική επιφάνεια της πλάκας στομίου όταν το σύστημα δεν λειτουργεί συνεχώς και η κακή συντήρηση έχει κάποια επίδραση στην καθαριότητα. Η πυκνή παροχή διάχυσης στην κορυφή απαιτεί ένα στρώμα ανάμειξης, επομένως είναι κατάλληλη μόνο για ψηλά καθαρά δωμάτια άνω των 4 μέτρων και τα χαρακτηριστικά της είναι παρόμοια με την πλήρη οπή στην κορυφή της παροχής πλάκας. Η μέθοδος επιστροφής αέρα για την πλάκα με γρίλιες και στις δύο πλευρές και τις εξόδους επιστροφής αέρα ομοιόμορφα διατεταγμένες στο κάτω μέρος των απέναντι τοίχων είναι κατάλληλη μόνο για καθαρούς χώρους με καθαρή απόσταση μικρότερη από 6 μέτρα και στις δύο πλευρές. Οι έξοδοι επιστροφής αέρα που είναι διατεταγμένες στο κάτω μέρος του μονόπλευρου τοίχου είναι κατάλληλες μόνο για καθαρούς χώρους με μικρή απόσταση μεταξύ των τοίχων (όπως ≤<2~3m).

(2). Οριζόντια μονοκατευθυντική ροή

Μόνο η πρώτη περιοχή εργασίας μπορεί να φτάσει το επίπεδο καθαριότητας 100. Όταν ο αέρας ρέει προς την άλλη πλευρά, η συγκέντρωση σκόνης αυξάνεται σταδιακά. Επομένως, είναι κατάλληλο μόνο για καθαρά δωμάτια με διαφορετικές απαιτήσεις καθαριότητας για την ίδια διαδικασία στο ίδιο δωμάτιο. Η τοπική κατανομή φίλτρων HEPA στον τοίχο τροφοδοσίας αέρα μπορεί να μειώσει τη χρήση φίλτρων HEPA και να εξοικονομήσει αρχική επένδυση, αλλά υπάρχουν στροβιλισμοί σε τοπικές περιοχές.

(3). Ταραχώδης ροή αέρα

Τα χαρακτηριστικά της άνω παροχής των πλακών οπών και της άνω παροχής των πυκνών διαχυτών είναι τα ίδια με αυτά που αναφέρθηκαν παραπάνω: τα πλεονεκτήματα της πλευρικής παροχής είναι η εύκολη τοποθέτηση αγωγών, η μη απαίτηση τεχνικού ενδιάμεσου στρώματος, το χαμηλό κόστος και η δυνατότητα ανακαίνισης παλαιών εργοστασίων. Τα μειονεκτήματα είναι ότι η ταχύτητα του ανέμου στην περιοχή εργασίας είναι μεγάλη και η συγκέντρωση σκόνης στην πλευρά προς τα κάτω είναι υψηλότερη από ό,τι στην πλευρά προς τα πάνω. Η άνω παροχή των εξόδων φίλτρου HEPA έχει τα πλεονεκτήματα του απλού συστήματος, της απουσίας αγωγών πίσω από το φίλτρο HEPA και της καθαρής ροής αέρα που παρέχεται απευθείας στην περιοχή εργασίας, αλλά η καθαρή ροή αέρα διαχέεται αργά και η ροή αέρα στην περιοχή εργασίας είναι πιο ομοιόμορφη. Ωστόσο, όταν πολλαπλές έξοδοι αέρα είναι ομοιόμορφα τοποθετημένες ή χρησιμοποιούνται έξοδοι αέρα φίλτρου HEPA με διαχυτές, η ροή αέρα στην περιοχή εργασίας μπορεί επίσης να γίνει πιο ομοιόμορφη. Αλλά όταν το σύστημα δεν λειτουργεί συνεχώς, ο διαχυτής είναι επιρρεπής σε συσσώρευση σκόνης.

Η παραπάνω συζήτηση βρίσκεται σε ιδανική κατάσταση και συνιστάται από σχετικές εθνικές προδιαγραφές, πρότυπα ή εγχειρίδια σχεδιασμού. Σε πραγματικά έργα, η οργάνωση της ροής του αέρα δεν είναι καλά σχεδιασμένη λόγω αντικειμενικών συνθηκών ή υποκειμενικών λόγων του σχεδιαστή. Συνηθισμένες περιλαμβάνουν: η κατακόρυφη μονοκατευθυντική ροή υιοθετεί αέρα επιστροφής από το κάτω μέρος των δύο παρακείμενων τοίχων, η τοπική κατηγορία 100 υιοθετεί άνω παροχή και άνω επιστροφή (δηλαδή, δεν προστίθεται κρεμαστή κουρτίνα κάτω από την τοπική έξοδο αέρα) και οι ταραγμένοι καθαροί χώροι υιοθετούν έξοδο αέρα φίλτρου HEPA άνω παροχή και άνω επιστροφή ή μονόπλευρη κάτω επιστροφή (μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ των τοίχων) κ.λπ. Αυτές οι μέθοδοι οργάνωσης ροής αέρα έχουν μετρηθεί και το μεγαλύτερο μέρος της καθαριότητάς τους δεν πληροί τις απαιτήσεις σχεδιασμού. Λόγω των τρεχουσών προδιαγραφών για αποδοχή κενού ή στατικού, ορισμένοι από αυτούς τους καθαρούς χώρους μόλις που φτάνουν στο σχεδιασμένο επίπεδο καθαριότητας σε κενές ή στατικές συνθήκες, αλλά η ικανότητα παρεμβολής κατά της ρύπανσης είναι πολύ χαμηλή και μόλις ο καθαρός χώρος εισέλθει στην κατάσταση λειτουργίας, δεν πληροί τις απαιτήσεις.

Η σωστή οργάνωση της ροής του αέρα θα πρέπει να ρυθμιστεί με κουρτίνες που κρέμονται μέχρι το ύψος της περιοχής εργασίας σε τοπικό επίπεδο, και η κλάση 100.000 δεν πρέπει να υιοθετεί ανώτερη παροχή και ανώτερη επιστροφή. Επιπλέον, τα περισσότερα εργοστάσια παράγουν σήμερα εξόδους αέρα υψηλής απόδοσης με διαχυτές, και οι διαχυτές τους είναι μόνο διακοσμητικές πλάκες οπών και δεν παίζουν τον ρόλο της διάχυσης της ροής του αέρα. Οι σχεδιαστές και οι χρήστες θα πρέπει να δώσουν ιδιαίτερη προσοχή σε αυτό.

3. Όγκος παροχής αέρα ή ταχύτητα αέρα

Ο επαρκής όγκος εξαερισμού είναι για την αραίωση και την απομάκρυνση του μολυσμένου αέρα εσωτερικών χώρων. Σύμφωνα με τις διαφορετικές απαιτήσεις καθαριότητας, όταν το καθαρό ύψος του καθαρού δωματίου είναι υψηλό, η συχνότητα εξαερισμού θα πρέπει να αυξάνεται κατάλληλα. Μεταξύ αυτών, ο όγκος εξαερισμού του καθαρού δωματίου 1 εκατομμυρίου επιπέδων λαμβάνεται υπόψη σύμφωνα με το σύστημα καθαρισμού υψηλής απόδοσης και οι υπόλοιποι λαμβάνονται υπόψη σύμφωνα με το σύστημα καθαρισμού υψηλής απόδοσης. Όταν τα φίλτρα HEPA του καθαρού δωματίου κατηγορίας 100.000 συγκεντρώνονται στο μηχανοστάσιο ή τα φίλτρα sub-HEPA χρησιμοποιούνται στο τέλος του συστήματος, η συχνότητα εξαερισμού μπορεί να αυξηθεί κατάλληλα κατά 10-20%.

Για τις παραπάνω συνιστώμενες τιμές όγκου εξαερισμού, ο συγγραφέας πιστεύει ότι: η ταχύτητα του ανέμου που διασχίζει το τμήμα του καθαρού δωματίου μονοκατευθυντικής ροής είναι χαμηλή και ο στροβιλώδης καθαρός χώρος έχει συνιστώμενη τιμή με επαρκή συντελεστή ασφαλείας. Κάθετη μονοκατευθυντική ροή ≥ 0,25m/s, οριζόντια μονοκατευθυντική ροή ≥ 0,35m/s. Παρόλο που οι απαιτήσεις καθαριότητας μπορούν να ικανοποιηθούν όταν δοκιμάζονται σε κενές ή στατικές συνθήκες, η αντιρρυπαντική ικανότητα είναι κακή. Μόλις ο χώρος εισέλθει σε κατάσταση λειτουργίας, η καθαριότητα ενδέχεται να μην πληροί τις απαιτήσεις. Αυτό το είδος παραδείγματος δεν αποτελεί μεμονωμένη περίπτωση. Ταυτόχρονα, δεν υπάρχουν ανεμιστήρες κατάλληλοι για συστήματα καθαρισμού στη σειρά ανεμιστήρων της χώρας μου. Γενικά, οι σχεδιαστές συχνά δεν κάνουν ακριβείς υπολογισμούς της αντίστασης του αέρα του συστήματος ή δεν παρατηρούν εάν ο επιλεγμένος ανεμιστήρας βρίσκεται σε ένα πιο ευνοϊκό σημείο λειτουργίας στην χαρακτηριστική καμπύλη, με αποτέλεσμα ο όγκος του αέρα ή η ταχύτητα του ανέμου να μην φτάνουν στην τιμή σχεδιασμού λίγο μετά τη θέση σε λειτουργία του συστήματος. Το ομοσπονδιακό πρότυπο των ΗΠΑ (FS209A~B) όριζε ότι η ταχύτητα ροής του αέρα ενός μονοκατευθυντικού καθαρού δωματίου μέσω της διατομής του καθαρού δωματίου διατηρείται συνήθως στα 90 πόδια/λεπτό (0,45 m/s) και η ανομοιομορφία της ταχύτητας είναι εντός ±20% υπό την προϋπόθεση ότι δεν υπάρχει παρεμβολή σε ολόκληρο το δωμάτιο. Οποιαδήποτε σημαντική μείωση της ταχύτητας ροής του αέρα θα αυξήσει την πιθανότητα χρόνου αυτοκαθαρισμού και ρύπανσης μεταξύ των θέσεων εργασίας (μετά την έκδοση του FS209C τον Οκτώβριο του 1987, δεν θεσπίστηκαν κανονισμοί για όλους τους δείκτες παραμέτρων εκτός από τη συγκέντρωση σκόνης).

Για αυτόν τον λόγο, ο συγγραφέας πιστεύει ότι είναι σκόπιμο να αυξηθεί κατάλληλα η τρέχουσα εγχώρια τιμή σχεδιασμού της ταχύτητας μονοκατευθυντικής ροής. Η μονάδα μας το έχει κάνει αυτό σε πραγματικά έργα και το αποτέλεσμα είναι σχετικά καλό. Οι τυρβώδεις καθαροί χώροι έχουν μια συνιστώμενη τιμή με σχετικά επαρκή συντελεστή ασφαλείας, αλλά πολλοί σχεδιαστές δεν είναι ακόμη σίγουροι. Κατά την κατασκευή συγκεκριμένων σχεδίων, αυξάνουν τον όγκο αερισμού καθαρών χώρων κατηγορίας 100.000 σε 20-25 φορές/ώρα, καθαρών χώρων κατηγορίας 10.000 σε 30-40 φορές/ώρα και καθαρών χώρων κατηγορίας 1000 σε 60-70 φορές/ώρα. Αυτό όχι μόνο αυξάνει την χωρητικότητα του εξοπλισμού και την αρχική επένδυση, αλλά αυξάνει και το μελλοντικό κόστος συντήρησης και διαχείρισης. Στην πραγματικότητα, δεν υπάρχει λόγος να γίνει κάτι τέτοιο. Κατά τη σύνταξη των τεχνικών μέτρων καθαρισμού του αέρα της χώρας μου, ερευνήθηκαν και μετρήθηκαν περισσότεροι από καθαροί χώροι κατηγορίας 100 στην Κίνα. Πολλοί καθαροί χώροι δοκιμάστηκαν υπό δυναμικές συνθήκες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι όγκοι εξαερισμού καθαρών δωματίων κατηγορίας 100.000 ≥10 φορές/ώρα, καθαρών δωματίων κατηγορίας 10.000 ≥20 φορές/ώρα και καθαρών δωματίων κατηγορίας 1000 ≥50 φορές/ώρα μπορούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις. Το Ομοσπονδιακό Πρότυπο των ΗΠΑ (FS2O9A~B) ορίζει: μη μονοκατευθυντικά καθαρά δωμάτια (κατηγορία 100.000, κατηγορία 10.000), ύψος δωματίου 8~12 πόδια (2,44~3,66 μέτρα), συνήθως θεωρείται ότι ολόκληρο το δωμάτιο αερίζεται τουλάχιστον μία φορά κάθε 3 λεπτά (δηλαδή 20 φορές/ώρα). Επομένως, οι προδιαγραφές σχεδιασμού έχουν λάβει υπόψη έναν μεγάλο συντελεστή πλεονάσματος και ο σχεδιαστής μπορεί με ασφάλεια να επιλέξει σύμφωνα με τη συνιστώμενη τιμή όγκου εξαερισμού.

4. Διαφορά στατικής πίεσης

Η διατήρηση μιας ορισμένης θετικής πίεσης σε έναν καθαρό χώρο είναι μια από τις βασικές προϋποθέσεις για να διασφαλιστεί ότι ο καθαρός χώρος δεν είναι ή είναι λιγότερο μολυσμένος, ώστε να διατηρείται το σχεδιασμένο επίπεδο καθαριότητας. Ακόμα και για τους καθαρούς χώρους αρνητικής πίεσης, πρέπει να υπάρχουν γειτονικοί χώροι ή σουίτες με επίπεδο καθαριότητας όχι χαμηλότερο από το επίπεδό του, ώστε να διατηρείται μια ορισμένη θετική πίεση, έτσι ώστε να μπορεί να διατηρείται η καθαριότητα του καθαρού χώρου αρνητικής πίεσης.

Η τιμή θετικής πίεσης του καθαρού δωματίου αναφέρεται στην τιμή όταν η εσωτερική στατική πίεση είναι μεγαλύτερη από την εξωτερική στατική πίεση όταν όλες οι πόρτες και τα παράθυρα είναι κλειστά. Αυτό επιτυγχάνεται με τη μέθοδο ότι ο όγκος παροχής αέρα του συστήματος καθαρισμού είναι μεγαλύτερος από τον όγκο του αέρα επιστροφής και τον όγκο του αέρα εξαγωγής. Προκειμένου να διασφαλιστεί η τιμή θετικής πίεσης του καθαρού δωματίου, οι ανεμιστήρες τροφοδοσίας, επιστροφής και εξαγωγής είναι κατά προτίμηση αλληλοσυνδεδεμένοι. Όταν το σύστημα είναι ενεργοποιημένο, πρώτα ξεκινά ο ανεμιστήρας τροφοδοσίας και στη συνέχεια ξεκινούν οι ανεμιστήρες επιστροφής και εξαγωγής. Όταν το σύστημα είναι απενεργοποιημένο, πρώτα απενεργοποιείται ο ανεμιστήρας εξαγωγής και στη συνέχεια απενεργοποιούνται οι ανεμιστήρες επιστροφής και τροφοδοσίας για να αποφευχθεί η μόλυνση του καθαρού δωματίου κατά την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του συστήματος.

Ο όγκος αέρα που απαιτείται για τη διατήρηση της θετικής πίεσης του καθαρού δωματίου καθορίζεται κυρίως από την αεροστεγανότητα της δομής συντήρησης. Στις πρώτες μέρες κατασκευής καθαρών δωματίων στη χώρα μου, λόγω της κακής αεροστεγανότητας της δομής περιβλήματος, χρειάζονταν 2 έως 6 φορές/ώρα παροχής αέρα για να διατηρηθεί μια θετική πίεση ≥5Pa. Σήμερα, η αεροστεγανότητα της δομής συντήρησης έχει βελτιωθεί σημαντικά και απαιτείται μόνο 1 έως 2 φορές/ώρα παροχής αέρα για να διατηρηθεί η ίδια θετική πίεση και μόνο 2 έως 3 φορές/ώρα παροχής αέρα για να διατηρηθεί ≥10Pa.

Οι προδιαγραφές σχεδιασμού της χώρας μου [6] ορίζουν ότι η διαφορά στατικής πίεσης μεταξύ καθαρών δωματίων διαφορετικών βαθμών και μεταξύ καθαρών και μη καθαρών περιοχών δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 0,5 mm H2O (~5Pa), και η διαφορά στατικής πίεσης μεταξύ της καθαρής περιοχής και του εξωτερικού χώρου δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 1,0 mm H2O (~10Pa). Ο συγγραφέας πιστεύει ότι αυτή η τιμή φαίνεται να είναι πολύ χαμηλή για τρεις λόγους:

(1) Η θετική πίεση αναφέρεται στην ικανότητα ενός καθαρού δωματίου να καταστέλλει τη ρύπανση του εσωτερικού αέρα μέσω των κενών μεταξύ των θυρών και των παραθύρων ή να ελαχιστοποιεί τους ρύπους που διεισδύουν στο δωμάτιο όταν οι πόρτες και τα παράθυρα ανοίγουν για μικρό χρονικό διάστημα. Το μέγεθος της θετικής πίεσης υποδεικνύει την ισχύ της ικανότητας καταστολής της ρύπανσης. Φυσικά, όσο μεγαλύτερη είναι η θετική πίεση, τόσο το καλύτερο (κάτι που θα συζητηθεί αργότερα).

(2) Ο όγκος αέρα που απαιτείται για θετική πίεση είναι περιορισμένος. Ο όγκος αέρα που απαιτείται για θετική πίεση 5Pa και θετική πίεση 10Pa διαφέρει μόνο περίπου 1 φορά/ώρα. Γιατί να μην το κάνετε αυτό; Προφανώς, είναι καλύτερο να θεωρήσουμε το κατώτερο όριο θετικής πίεσης ως 10Pa.

(3) Το Ομοσπονδιακό Πρότυπο των ΗΠΑ (FS209A~B) ορίζει ότι όταν όλες οι είσοδοι και οι έξοδοι είναι κλειστές, η ελάχιστη διαφορά θετικής πίεσης μεταξύ του καθαρού δωματίου και οποιασδήποτε παρακείμενης περιοχής χαμηλής καθαριότητας είναι 0,05 ίντσες στήλης νερού (12,5Pa). Αυτή η τιμή έχει υιοθετηθεί από πολλές χώρες. Αλλά η τιμή θετικής πίεσης του καθαρού δωματίου δεν είναι όσο υψηλότερη τόσο το καλύτερο. Σύμφωνα με τις πραγματικές μηχανικές δοκιμές της μονάδας μας για περισσότερα από 30 χρόνια, όταν η τιμή θετικής πίεσης είναι ≥ 30Pa, είναι δύσκολο να ανοίξει η πόρτα. Εάν κλείσετε την πόρτα απρόσεκτα, θα κάνει έναν κρότο! Θα τρομάξει τους ανθρώπους. Όταν η τιμή θετικής πίεσης είναι ≥ 50~70Pa, τα κενά μεταξύ των θυρών και των παραθύρων θα κάνουν ένα σφύριγμα και οι αδύναμοι ή όσοι έχουν κάποια ακατάλληλα συμπτώματα θα νιώσουν άβολα. Ωστόσο, οι σχετικές προδιαγραφές ή πρότυπα πολλών χωρών στο εσωτερικό και στο εξωτερικό δεν καθορίζουν το ανώτερο όριο θετικής πίεσης. Ως αποτέλεσμα, πολλές μονάδες επιδιώκουν να πληρούν μόνο τις απαιτήσεις του κατώτερου ορίου, ανεξάρτητα από το πόσο είναι το ανώτερο όριο. Στο πραγματικό καθαρό δωμάτιο που συναντά ο συγγραφέας, η τιμή θετικής πίεσης φτάνει τα 100Pa ή και περισσότερο, με αποτέλεσμα πολύ αρνητικές επιπτώσεις. Στην πραγματικότητα, η ρύθμιση της θετικής πίεσης δεν είναι δύσκολη. Είναι απολύτως εφικτό να ελεγχθεί εντός ενός συγκεκριμένου εύρους. Υπήρχε ένα έγγραφο που εισήγαγε ότι μια συγκεκριμένη χώρα στην Ανατολική Ευρώπη ορίζει την τιμή θετικής πίεσης στα 1-3mm H2O (περίπου 10~30Pa). Ο συγγραφέας πιστεύει ότι αυτό το εύρος είναι πιο κατάλληλο.