Чисти стаи. Вентилация на чисти помещения - правила, видове системи и изисквания Общи изисквания към вентилацията

Чиста стая (clea nr oom) е помещение, в което концентрацията на частици във въздуха се контролира, конструира и използва за минимизиране на навлизането, освобождаването и задържането на частици в помещението и позволява други параметри, като температура, влажност, да бъдат контролирани, ако е необходимо и налягане.

В такива помещения съдържанието замърсители във въздуха, върху повърхностите на стени и тавани трябва да се сведе до минимално ниво.

Посочените частициможе да включва материали като прах, отпадъчни газове от анестезия и микроорганизми.

Изключително чист въздух в помещенията може да се постигне само чрез премахване на вътрешния въздух и въвеждане на филтриран изместващ климатизиран въздух.

Освен това, както при класическата система, трябва да се контролират комфортни параметри като температура, относителна влажност, ниво на шум, налягане и скорост на въздуха, както и минималния външен въздушен поток.

технология чисти стаислужи за изпълнение на следните задачи:

• защита на продуктите от замърсяване;
• защита заобикаляща средаот замърсяване;
• създаване на защитна среда за хората в помещенията;
• защита на обитателите на закрито от микроби, пренасяни от човека;
• опазване на околната среда от опасни продукти;
• защита на околната среда от микроби, пренасяни от хора.

Чистата стая изисква присъствие чиста атмосфера , чист газ, чисти повърхности, чисто оборудване, чисти продукти и чисти технологии.

Никакви проекти или инвестиции не трябва да се извършват преди да бъдат определени хигиенните изисквания за чистата стая.

Необходимо е да се гарантира гарантирано хигиенно качество и да се поддържа необходимата степен на чистота на въздуха в помещенията (не непременно максималната възможна).

Високо хигиенно качество може да се постигне чрез изпълнение на скъп проект за защита.

Основният подход трябва да бъде максимално спазване на хигиенните изисквания, където е необходимо евтини начинии със максимална ефективност, но само доколкото е необходимо за конкретни помещения.

Параметри, влияещи върху изпълнението необходими условия, могат да бъдат разделени на две групи: параметри за осигуряване комфорт и хигиена.

Критериите за комфортни параметри на въздуха са:

• приемлив температурен диапазон;
• приемливо съдържание на влага;
• необходим дебит на захранващ въздух (l/s);
• допустимо нивошум.

Тези параметри са важни за усвояването на генерирането на топлина от външни и вътрешни източници, както и за компенсиране на топлинните загуби и за осигуряване на комфортни условия на закрито.

Критерии за хигиенни параметри на въздуха:

• осигуряване на концентрация на микроорганизми в определени граници;
• отстраняване на замърсители като отпадъчни газове от помещенията;
• контрол на движението на въздуха в помещението.

Параметри за поддържане на хигиенни условия са концентрацията на микроби и замърсяващи газове, както и движението на въздуха между помещенията.

В тази връзка концентрацията на замърсители трябва да бъде минимална изисквано ниво, трябва да се контролира движението на въздуха между помещенията.

въпреки това По време на проектирането тези параметри трябва да се вземат предвид в тяхната цялост. За усвояване на излишната топлина, осигурявайки необходимо качествовъздух, трябва да се провери количеството климатизиран въздух, както и количеството изместен въздух, необходимо за поддържане на концентрацията на микроорганизми в помещението под определено ниво.

Приложения за чисти стаи

Чистите стаи се използват в области като медицината, микроелектрониката, микромеханиката и хранително-вкусовата промишленост.

В медицината се почистват от твърди частици и микроорганизми операционни зали, помещения за подготовка на лекарства, биохимични и генетични лаборатории.

Чистите стаи се използват в микроелектрониката, космическите технологии, технологиите за тънък слой, производството на печатни платки и свързаните с тях области, където е необходимо отстраняването на замърсителни частици.

В хранително-вкусовата промишленост от производствени помещенияОтстраняват се както замърсителите, така и микроорганизмите.

Чиста стая с турбулентен въздушен поток

Термини, използвани в литературата за чисти помещения

Живи микроорганизми.Бактериите, гъбичките и вирусите попадат в тази категория. Микроорганизмите могат да се развиват под формата на колонии във въздуха, водата и особено в пукнатини и грапави повърхности. Най-честият източник на микроорганизми е човешкото тяло, което разпространява около 1000 вида бактерии и гъбички.

Замърсители, различни от микроорганизми.Атмосферни вещества и вещества, различни от микроорганизми, присъстват в атмосферата в резултат на вятър, земетресения и вулканична дейност. Те обикновено се наричат ​​прах или аерозол. Тази група включва димни частици, произтичащи от промишлени процеси, отоплителни системи на сгради и емисии на отработени газове от превозни средства. Към същата група спадат и суспендирани частици, чиито източници са движещи се части на машини в чисти помещения. Освен това дейностите на хората в чиста стая освобождават приблизително 100 000 частици с размер под 3 микрона във въздуха на тази стая.

Стерилитет. Така може да се характеризира ситуация в стая, в която няма микроорганизми в продукти и устройства.

Стерилизация. Техника за разграждане или убиване на микроорганизми в продукти или устройства.

HEPA филтри (високо ефективен въздушен филтър за твърди частици - високоефективен аерозолен филтър). Тези филтри са вид високоефективни въздушни филтри. Използват се директно във климатични камери, както и в крайните точки на подаване на въздух към помещението като последен етап на почистване. Ефективността на тези филтри за частици от 0,3 микрона варира от 97,8 до 99,995%. Такива филтри са предназначени за помещения с клас на чистота 100-100 000.

ULPA филтри (известни още като ULTRA-HEPA). Това са много ефективни специални въздушни филтри. Ефективността на тези филтри за частици с размери 0,3 микрона варира от 99,999 до 99,99995%. Такива филтри са предназначени за помещения с клас на чистота 1-100.

DOP тест. Тестване на ефективността на HEPA филтрите в реални условия след монтаж.

Чисти стаи с турбулентен въздушен поток. В такива чисти помещения климатизираният въздух се подава чрез HEPA филтри, разположени директно в окачения таван. Отворите за връщане на въздух са разположени на нивото на пода. Този метод на почистване е предназначен за помещения с клас на чистота 10 000-100 000 (фиг. 1).

Чисти стаи с ламинарен въздушен поток.При този метод въздухът, протичащ с постоянна скорост, пренася замърсители във връщащия въздуховод и след това във въздуховода. Този метод е подходящ за помещения с класове на чистота 1, 10, 100, 1000

Чисти стаи с ламинарен въздушен поток

Въздушен шлюз. На входа на чистата стая трябва да има въздушен шлюз, който осигурява достъп до помещението в съответствие с действащите разпоредби. Въздушният шлюз е малка камера с две врати, в която се подава климатизиран въздух през два HEPA филтъра.

Клас на чистота в стаята.В зависимост от вида на производството, което трябва да се извършва в чиста стая, се определя класът на чистота на тази стая. Използват се различни стандарти за класифициране на чисти помещения. В момента Германия използва стандарта VDI 2083, Франция използва US 209 в AFNOR 44001, а Англия използва BS 5295.

В чиста стая цялото оборудване и системи (включително въздуховоди, тръбопроводи, тръбопроводно оборудване) трябва да могат да бъдат почиствани, подменяни и обслужване.

В помещения, където се изисква висока степен на стерилност, се използва тристепенна филтрация:

• Филтър от първа степен. Проектиран да поддържа чист въздухообработващия модул, разположен във входящата част на този модул. (Клас F4-F5).
• Филтър от втора степен. Използва се като краен елемент за поддържане на въздуховода чист. (Клас F7-F9).
• Филтър от трета степен. Поставя се на входа на чисто помещение за осигуряване на хигиенни условия. (Клас H13-H14).

1. Една хигиенична климатична камера трябва, от една страна, да предотвратява проникването на микроорганизми и замърсяващи частици в помещението, а от друга страна, трябва да предотвратява образуването и натрупването на чужди вещества в конструкцията си.
2. Системите трябва да имат висока степен на плътност, делът на въздуха, влизащ в помещението, заобикаляйки филтърните касети, трябва да бъде много малък.
3. Друго място в системата, което е податливо на проникване на микроби, е дренажната връзка и дренажната линия, напускаща системата за обработка на въздух. На това място трябва да се монтира сифонна система с две колена, която няма връзка с градската канализация.
4. За премахване на необходимостта още веднъжЗа да отворите вратата, в нея трябва да се монтира зрително око, освен това трябва да се осигури осветителна система.
5. За да се предотврати натрупването на микроорганизми и замърсители, въздуховодите трябва да имат много гладки повърхности без пукнатини или вълнообразни форми.
6. Трябва да се използват хигиенни уплътнителни елементи при връзките на панелите, за да се предотврати натрупването на замърсители в тези зони и да се улеснят сервизните процедури. Освен това, за да можете визуално да наблюдавате степента на запушване на филтъра, трябва да използвате диференциални манометри.
7. Въздуховодите трябва да имат гладки повърхности и да са направени от поцинкована стомана, неръждаема стомана и подобни материали.
8. Елиминирана е възможността за кондензация правилният избордебелина на топлоизолацията. Важно е каналната система да има достатъчен брой сервизни отвори с добро уплътнение.
9. Устройствата за измерване на параметрите на въздушния поток трябва да имат сервизни отвори с лесен достъп. Тези устройства трябва да предоставят данни за въздушния поток и налягането в помещението, дори когато филтрите са запушени.

Компоненти за чисти помещения

Пускови процедури за чисти помещения.След приключване на процедурите за тестване и пускане в експлоатация, ако резултатите от тези процедури са положителни, работата може да започне в чистата стая.

Най-важните тестове за чиста стая са: тестване на въздуховоди за плътност, въздухообработващи устройства за поток, дифузори за температура и влажност, тестване под налягане и измервания на прахови частици. Инструментите, използвани за тези цели, трябва да бъдат повторно калибрирани преди тестването.

Устройствата за всмукване на външен въздух на системите за обработка на въздуха, изпускателните амортисьори, табелите с данни, етикетите на филтъра и всички секции на системата за обработка на въздуха трябва да имат лесен достъп и възможност за визуална проверка и обслужване.

Друг важен въпрос е обучението на персонала за чисти помещения.Задължително е персоналът да носи стерилно облекло.

Както при много инженерни системи, чистата стая трябва да се подлага на редовни процедури Поддръжканасочени към осигуряване на непрекъсната работа без аварии и неизправности. За поддържане на хигиенни параметри по всяко време е необходимо редовно да проверявате филтрите за запушване, преди да възникнат проблеми в системата.

Системи за подготовка на въздух за чисти помещения

Фирма ИНТЕХ извършва пълната гама от дейности, свързани с проектиране, доставка на оборудване и материали, както и директен монтаж на комплекси от инженерно оборудване и системи за отопление, вентилация и климатизация „чисти помещения“ с многостепенна, висока качествена система за филтриране (пречистване) на въздуха. Използване на специализирано оборудване за контрол на климата за обслужване на чисти помещения в следните отрасли:

• Фармацевтична индустрия;
• Микроелектроника;
• Лекарство;
• Биотехнология;
• Лаборатории и научни изследвания;
• Авиационна и космическа индустрия;
• Медицинска индустрия;
• Хранително-вкусовата промишленост;
• Оптика.

Класове по чистота

Клас на чистота в стаята- това са ясно регламентирани изисквания за нивото на различните видове примеси и частици във въздуха. Класовете на чистота се различават по броя на образуващите колонии бактерии на единица обем.

На примера на чистите помещения в лечебните заведения са установени 3 класа чистота:

1. Помещенията с първи клас на чистота трябва да имат най-ниска концентрация на бактерии - не повече от 10 бактерии / m3. Първокласните съоръжения включват операционни зали за трансплантации, комплексна ортопедична и сърдечна хирургия, отделения за интензивно лечение и изгаряния и терапия на левкемия;
2. Към втория клас на чистота се отнасят помещения с ниско ниво на микробно замърсяване - в границите 50-200 бакт/м3. Това са операционни зали за спешни операции, операционни (вкл. коридорни), родилни, предродилни зали, зали за недоносени и увредени деца;
3. Помещенията от трети клас са с концентрация на бактерии 200-500 бр/м3. Това са интензивни отделения за хора със сърдечни заболявания, новородени, стерилизационни стаи, детски съблекални и стаи за процедури.

Задачата на климатичната система за „Чисти стаи“

Технологични изисквания към системите за вентилация и климатизация на “чисти помещения”са както следва:

• Намаляване на разпространението на патогени, което означава премахване на замърсителите на въздуха, осигуряване на чист въздух, защита на помещението от микроби и микрочастици, съдържащи се във въздуха, както и предотвратяване на потока въздух от съседни по-малко „чисти“ помещения;
• Мониторинг на необходимите параметри на въздуха: температура, влажност, подвижност, както и концентрация на вредни примеси не повече от ПДК;
• Елиминира генерирането и натрупването на статично електричество, за да предотврати свързания риск от експлозия.

Разрешаване на проблем

Задачата за осигуряване на чистота в помещениятасе решава най-ефективно на базата на цялостен подход, който отчита както специфичните особености на всяко конкретно помещение (характеристики на пространствено планиране, технологично предназначение, изисквания за чистота и климатични параметри), така и характеристиките, които характеризират помещението като елемент на набор от помещения. Тази позиция е отразена в създаването на комплекси за чисти помещения, чиито основни принципи на проектиране са:

• осигуряване на необходимия проектен въздухообмен;
• подготовка на подаващ въздух с необходимите параметри за влажност, температура и микробиологична чистота;
• рационално организиране на въздушните потоци от по-чисти модули към по-малко чисти;
• разпределение на въздуха в модули с организиране на дадена посока на неговото движение, като се вземат предвид характеристиките на помещението и технологичния процес;
• високоефективно пречистване на въздуха в помещенията.

Дизайнкомплекс се определя от конкретното предназначение на чистите помещения, тяхната конфигурация и размери, текущ нормативни изискванияДа се въздушна среда. IN общ изгледКомплексите предлагани от ИНТЕХ са изпълнени на модулен принцип и включват следното функционални системии елементи:

• система за подготовка, дезинфекция и разпределение на въздуха;
• система за контрол на вътрешния климат.

Получете търговска оферта по имейл.

Реймънд К. Шнайдер, старши консултант по чисти помещения и директор в Practical Technology, САЩ, член на Американското дружество на инженерите по отопление, охлаждане и климатизация (ASHRAE)

Проектирането на вентилационни и климатични системи за чисти помещения има редица характеристики. По-долу е дадена статия от известния американски специалист в областта на чистите помещения г-н Реймънд К. Шнайдер, който анализира изискванията към вентилационните системи за помещения с различни класове на чистота: от 1 до 9. Решенията, предложени от автора, базирани на големия му практически опит, заслужават внимателно проучване и използване, където е възможно.

Климатичните системи за чисти помещения трябва да доставят определено количество пречистен въздух, за да поддържат дадено ниво на чистота в помещението. Въздухът се подава в чисти помещения по такъв начин, че да се предотврати образуването на застояли зони, където частиците прах могат да се утаят и натрупат. Въздухът също трябва да бъде кондициониран по температура и влажност в съответствие с изискванията за параметрите на микроклимата на помещението. Освен това в помещението се подава допълнителен климатизиран въздух, за да се създаде излишно налягане.

Тази статия обсъжда дизайна на климатични системи за чисти помещения. За да се опрости представянето на материала, нивото на поддържане на чистотата в помещенията е разделено на три категории: трудно, средно и умерено (виж таблицата).

Въздушен обмен

Изчислената доставка на пречистен въздух е максимална за помещения със строг режим на чистота и намалява с намаляване на изискванията за почистване. Обменът на въздух в помещенията по правило се изразява или чрез подвижността на въздуха в помещението, или чрез кратността (rpm/h).

Средната мобилност на въздуха в помещенията обикновено се използва, когато въздухът се подава през филтърен таван. В продължение на много години подвижността на въздуха от 0,46 m/s ± 20% се приемаше като най-високо ниво на чистота. Това се основава на първите проекти за чисти стаи, извършени като част от космическите програми от 1960-1970-те години.

Наскоро бяха проведени експерименти с по-ниски скорости, които показаха, че подвижността на въздуха в диапазона 0,35–0,51 m/s ± 20% е напълно приемлива, в зависимост от вида на дейността и инсталираното оборудване. Горната граница на подвижността на въздуха съответства на високата активност на персонала и наличието на оборудване, което произвежда прах. По-ниски стойности се приемат, ако малък брой служители извършват заседнала работа и/или няма прахообразуващо оборудване.

Често информирани клиенти с опит в чистите помещения ще определят стойностите на мобилност на въздуха на по-ниско ниво. А клиентите и начинаещите дизайнери, без да знаят за допустимостта на по-ниски скорости, поставят въздушната мобилност в горния край на скалата. Няма ясно дефинирано средно ниво на мобилност на въздуха или скорост на обмен на въздух, приети в индустрията за чисти помещения според тази класификация. Единственото изключение е стойността на мобилност на въздуха от 0,46±0,1 m/s, определена от FDA (Администрация по храните и лекарствата) за стерилни зони във фармацевтичната индустрия.

Най-често срещаните стандартни стойности за обмен на въздух са за чисти помещения със средни и умерени нива на чистота на въздуха. За помещения със средно ниво на чистота препоръчителната скорост на въздухообмен е между 30 и 60 оборота в минута, докато за средно ниво обменът на въздух може да бъде намален до 20 оборота в минута. Дизайнерът избира стойността на обмен на въздух въз основа на своя опит и разбиране за емисиите на прах в производствения процес. Напоследък се наблюдава тенденция за приемане на по-ниски стойности на обмен на въздух; водещи проектантски и строителни фирми и предпазливи клиенти имат успешен опит в работата при такива параметри.

IN практически препоръкиИнститутът по микроклимат (IEST-CC-RP.012.1) има таблица с препоръчителни стойности на обмен на въздух за всеки клас на чистота; подобни стойности бяха публикувани по-късно в ISO 14644-1, точка 4. Тези данни са дадени в таблицата. И двата документа са съгласувани един с друг и представляват съвместни препоръки на проектанти, строители и потребители, доказани в годините на успешна работа. Във всички тези документи отговорността за избора на параметри се възлага на „продавачите“ и „купувачите“ на чисти стаи, така че е препоръчително да бъдете предпазливи, когато използвате горните препоръки.

Снимка 1.

Фигура 2.

Филтри

През годините технологията за чисти стаи се разви, за да обслужва индустрията на микроелектрониката. Нуждата от високоефективни въздушни филтри е продиктувана от нуждите на тази индустрия и свързаните с нея индустрии. Филтърът ULPA (Ultra High Purification) има ефективност от 99,9995% за частици от 0,12 микрона и успешно се използва в сурови чисти помещения. Съществуват филтри с по-висока ефективност, но те са скъпи и не се използват широко. Филтри с ефективност 99,99 и 99,999% се предлагат от няколко производителя; опитът показва, че могат да се използват и за тежки условия.

HEPA (High Efficiency PA) филтри с 99,97% ефективност при частици от 0,3 микрона са били работният кон на индустрията за чисти стаи от много години. Те все още се използват широко във фармацевтичната индустрия, където изискванията за чистота на въздуха са още по-строги.

Когато бяха проведени лабораторни тестове на филтрите с точно отчитане на броя на преминалите частици, се оказа, че HEPA/ULPA филтрите пропускат основно фракцията от 0,1-0,2 микрона. В същото време паспортната ефективност на филтрите беше потвърдена за фракции от 0,12 и 0,3 микрона и беше открита още по-висока ефективност за частици, които са по-големи и по-малки от определените размери. За строг режим на стандартизация на чистотата, когато се задава ефективността на филтъра, е обичайно да се посочват не стойностите от 0,12 и 0,3 микрона, а размерът на частиците на фракцията, която се филтрира по-лошо от другите (MPPS). Стойностите на MPPS варират леко при различните производители на филтри. Някои дизайнери и производители смятат, че ефикасността според размера на частиците, които са най-малко филтрирани, е най-удобна.

Повечето чисти стаи с тежък и среден режим на работа имат филтри в тавана. Филтрите могат да бъдат групирани и свързани към общ модул на захранващата система, което улеснява монтажа в тавана, или да се монтират отделно, с индивидуални подаващи въздуховоди. Това разположение, напомнящо на обърнато "Т", образува структура от пчелна пита под тавана. В този случай филтрите са внимателно затворени в корпуса, за да се предотврати преминаването на необработен въздух. Освен това все още се използват филтри, вградени в захранващите камери. Въпреки това модулните схеми, които ги заменят, позволяват по-добро регулиране на параметрите и подвижността на въздуха.

Филтърно-вентилаторните агрегати са широко разпространени. В някои конструкции филтърът е сменяем; в други случаи целият модул се подменя в края на експлоатационния му живот. За доставка се предлагат различни типоразмери за монтаж в клетъчна конструкция. Вентилаторите са оборудвани с електродвигатели, предназначени за различни напрежения, което позволява използването им различни схемиелектрозахранване някои сложни системирегулирането осигурява възможност за индивидуална настройка на всеки агрегат, запис на потреблението на енергия, изпращане на сигнали за повредени електродвигатели, регулиране на групи филтърни вентилатори и промяна на скоростта на въртене на вентилатора според времето на деня. Филтърно-вентилаторните агрегати се използват за всички класове чисти помещения.

Фронталната скорост на въздуха за таванните филтри може да бъде от 0,66 до 0,25 m/s, в зависимост от проекта. Тъй като системата с клетъчно разположение на филтри тип "Т" заема 20% от площта на тавана, челната скорост на филтрите от 0,51 m/s съответства на средната скорост в работната зона на помещението от 0,41 m/s .

Инсталирането на HEPA/ULPA филтри директно в тавана на чисти помещения е продиктувано от намерението да се сведе до минимум или напълно да се премахне възможността за натрупване на прах върху всякакви повърхности (например по стените на въздуховодите) по протежение на въздушния поток от филтъра към чиста стая. Дистанционното поставяне на HEPA филтри е типично за умерено чисти помещения, тъй като броят на частиците, издухани едновременно от стените на въздуховодите след филтрите, е в приемливи граници. Изключение е, когато стандартна климатична система, която не е сертифицирана за чисти помещения, се преобразува за тази цел в съответствие с ISO 14644. В този случай всички тръбопроводи след филтрите трябва да бъдат старателно почистени.

За чисти стаи с умерено натоварване често се използват вентилаторни модули или пленуми за смесване и разпределение с HEPA филтри от страната на изпускане. В същото време, челната скорост на въздуха в HEPA филтрите достига 2,54 m/s, което съответства на по-голям спад на налягането, отколкото при таванна инсталация. Аеродинамичното съпротивление на чист HEPA филтър с размери 600x600 mm е 375 Pa при челна скорост от 2,54 m/s. При таванна инсталация челната скорост е 0,51 m/s, аеродинамичното съпротивление е 125 Pa.

Циркулация на въздуха в чисти помещения

Въздухът, влизащ в чистата стая след почистване с HEPA и ULPA филтри, практически не съдържа суспендирани частици. Подаването на въздух в помещението се извършва с двойна цел. Първо, „разтварянето“ (намаляването на концентрацията) на замърсяването с прах, произтичащо от присъствието на хора и работата на производствени процеси. Второ, улавянето и отстраняването на споменатите замърсители от помещенията.

Има три вида циркулация на въздуха на закрито:

1. Еднопосочен подреден поток (по-рано наричан „ламинарен“), когато линиите на тока на всички въздушни струи са успоредни.

2. Неподреден поток (по-рано наричан "турбулентен"), когато линиите на тока не са успоредни.

3. Смесено течение, когато в една част на помещението въздушните потоци могат да бъдат успоредни, но в друга част не са.

Тежките чисти помещения обикновено използват еднопосочен поток. Това се постига чрез монтиране на HEPA/ULPA филтри по цялата площ на тавана и монтиране на перфориран фалшив под. Въздухът се движи вертикално от тавана към пода и се отстранява през перфорации в изпускателната камера под пода. След това рециркулираният въздух се връща в помещението през периферните рециркулационни канали.

Ако чистото помещение е тясно (4,2–4,6 m), вместо повдигнат под се използват монтирани на стената изпускателни решетки, монтирани отдолу. Въздухът се подава отгоре и се движи вертикално до ниво от 0,6–0,9 m, след което потокът се разпространява към решетките. Такава циркулация се счита за приемлива за помещения със строги условия, особено в случаите, когато стаята е превърната в чиста стая и има прах в горната зона.

В помещения с нормална циркулация разположението на мебелите и оборудването влияе върху структурата на въздушния поток. За да се намали въздействието на тези предмети върху чистотата на помещението, е необходимо да се поставят така, че да не се образуват застояли зони с натрупване на прах.

Неорганизираното движение на въздуха често се случва в средни чисти помещения. HEPA филтрите се поставят равномерно върху повърхността на тавана. Въздушният поток обикновено е насочен отгоре надолу. Ориентацията на отделните струи обаче е различна и не се вписва в определен модел. Докато подаваният въздух практически не съдържа суспендирани частици, появата и натрупването им в работната зона на чистите помещения зависи от броя на частиците, генерирани в самата стая; от намаляване на концентрацията на прах поради обмен на въздух; интензивност на увличане на частици от работната зона. Като цяло можем да кажем, че колкото по-голям е обменът на въздух, толкова по-чист е въздухът в помещенията със средна натовареност, но структурата на въздушните потоци в помещението също играе определена роля.

Схемата за отстраняване на въздуха за помещения с нарушена циркулация е много важна. В такива помещения широко се използват стенни изпускателни решетки. Те трябва да бъдат равномерно разпределени по периметъра на стаята. Това изискване може да противоречи на приетото разположение на оборудването по стените. Когато е възможно, оборудването трябва да се отдалечи от стените, за да може въздухът да тече зад него. Също така е препоръчително да повдигнете оборудването над пода, като го поставите на платформа, така че въздухът да преминава отдолу. В повечето случаи проектантите на чисти помещения се стремят да насочат въздушния поток от работния плот към пода и след това към ниските изпускателни решетки. При тази схема частиците се отстраняват от помещението и се насочват към филтри, където се улавят. Изключение могат да бъдат случаите, когато замърсяващи частици се генерират от оборудване над работната зона. Тогава трябва да се използва някакво устройство, което да хване отстраняването и частиците в горната част. По принцип се препоръчва да се използва схема за разпределение на въздуха отгоре надолу.

В среда със средно ниво на чистота е добра практика да се ограничат хоризонталните секции на въздушния поток. Препоръчителните стойности за хоризонтални участъци са не повече от 4,2–4,8 м. По този начин в помещение с ширина не повече от 8,4–9,6 м е допустимо да се монтират изпускателни решетки по периметъра на стените. Това ограничение е продиктувано от страха от вторично замърсяване поради отлагане или друг трансфер на частици в работна средаот разширени хоризонтални потоци.

В по-широките помещения е обичайно да се монтират изпускателни решетки и въздуховоди в кутии, монтирани по протежение на колоните. Ако в стаята няма колони, се създават вертикални шахти от подходящ материал.

В умерено чисти помещения с дистанционна инсталация на HEPA филтри могат да се използват стандартни таванни въздухоразпределители на климатични системи. Схемата на циркулация на въздуха също е подобна на тази, приета в климатизираните стаи.

Съгласно съществуващата в практиката циркулационна схема „отгоре надолу“ за чисти помещения, тук също се препоръчва долна инсталация на стенни изпускателни решетки. Поставянето на изпускателни решетки отгоре в чиста работна зона може да създаде зони с висока концентрация на суспендирани частици, особено по време на периоди на интензивна работа. В известни случаи на инсталиране на таванни изпускателни решетки в умерено чисти помещения, успехът най-вероятно се дължи на ниското ниво на генериране на частици в помещението, а не на ефективността на системата за разпределение на въздуха.

Смесената циркулация се използва, когато в едно помещение се извършва работа с критични и некритични изисквания за чистота на въздуха. Ако не е възможно да се извърши критична работа в отделна стая, тогава може да се използва обща чиста стая със зониране за чистота. Зоните се създават чрез подходящо групиране на таванни филтри. В район с критични условия на чистота броят на филтрите е по-голям, в район с некритични условия - по-малко. Освен това захранващият въздух може да се подава по такъв начин, че първо да се подава през въздуховоди към критичната зона и след това да тече към останалата част от помещението. В зависимост от височината на чистото помещение може да се монтира и навес от плексиглас с височина 0,6 m или пластмасова завеса, която не достига до пода с 304–457 mm.

Посоката на изходящите въздушни потоци се регулира чрез подходящо разположение на изпускателните решетки, така че да се предотврати пренасянето на замърсители в цялото помещение. Повдигнатият под с колектора за събиране на отработения въздух, монтиран отдолу, ще бъде вътре в такъв случаймного ефективен. Използването на такова решение обаче може да бъде затруднено от ограничения бюджет на клиента, който избира проект за зонирана чиста стая със смесена циркулация именно поради ниската му цена.

Недостатъкът на нарушената циркулация на въздуха в чистите помещения е създаването на зони с високо съдържание на прах. Такива области могат да съществуват за ограничено време и след това да изчезнат. Това се случва чрез взаимодействието на въздушни потоци, произтичащи от промишлени дейности и неподредени захранващи струи. Бяха направени опити за възпроизвеждане на еднопосочна циркулация чрез инсталиране на окачен таван-въздухоразпределител и създаване на зона с високо налягане между главния и окачения таван. За тази цел перфорирана пластмаса или алуминиеви панелии параван от тъкани и нетъкани материали.

В резултат на това в помещението се образува организиран еднопосочен поток със скорости много по-ниски, отколкото в чисти помещения със строг режим. Ефектът на изместване, създаден от подавания въздушен поток, предотвратява образуването на зони с повишено съдържание на прах и като цяло прави възможно постигането на повече високо нивочистота. Посоченият резултат, както беше отбелязано по-горе, се постига при по-ниска подвижност на въздуха от определената в нормите за строг и среден режим на чистота (фиг. 1).

Термично натоварване

Делът на осезаемата топлина в топлинния товар на чистите помещения обикновено надвишава 95%. Обикновено е необходимо целогодишно охлаждане, тъй като топлината, генерирана от технологичното оборудване и двигателите на циркулационните вентилатори, навлиза в помещението. Малка част от латентната топлина се генерира от присъствието на персонал. За всяка чиста стая се разработва уникален дизайн, така че всички фактори влияят термично натоварване, трябва да бъдат внимателно анализирани.

В помещения със строги и средни нива на чистота значителна част от подавания въздух не се обработва от климатици – това е рециркулиран въздух. Необходимото чувствително отстраняване на топлина се извършва в смесителни и разпределителни камери, където част от общия поток се охлажда в повърхностни топлообменници и след това се връща в общия поток към рециркулационни вентилатори (фиг. 2). Температурата на входящия въздух в чистите помещения под високо налягане може да бъде само с няколко градуса по-ниска от температурата на изходящия въздух поради големия обем на входящия поток. Тази температурна разлика позволява използването монтаж на тавана HEPA/ULPA филтри с подаване на въздух отгоре надолу без компромис с изискванията за комфорт на работниците.

В помещенията с умерен режим на чистота изискванията за разпределение на въздуха в помещенията в някои случаи са същите като в конвенционалните хладилни помещения. По този начин температурната разлика между подавания и отработения въздух може да бъде 8–11 °C. В тези случаи се използват стандартни таванни въздухоразпределители или други средства за защита от неприятни течения и осигуряване на комфортни вътрешни условия.

Подаване на външен въздух

Необходим е приток на външен въздух, за да се компенсира изпускането и ексфилтрацията, които винаги се случват в чисти стаи под налягане. Външният захранващ въздух е скъп, тъй като преди подаването му в чисти помещения той трябва не само да се почисти, но и да се подложи на температурна и влажностна обработка. Тъй като е невъзможно напълно да се премахне подаването на външен въздух, от съображения за обща икономия и пестене на енергия, количеството му трябва да бъде намалено до минимум.

Налягането на въздуха в чистите помещения обикновено е по-високо, отколкото в околните помещения. Като правило се препоръчва спад на налягането от 12 Pa. По-висок свръхналяганепричинява свистящ шум в пукнатини и затруднено отваряне на вратите. В чисти стаи блокове с различни класовечистота, обичайно е да се поддържа разлика в налягането от 5 Pa между съседни помещения, докато в помещение с по-висок клас на чистота се поддържа по-високо налягане.

Количеството външен въздух се определя чрез сумиране на изходящия обем за всички производствени процеси и увеличаване на получената кратност с 2 rpm/h. Тази полуемпирична стойност е тествано в практиката изчислено количество въздух за избор на оборудване за климатична система. Действителното количество външен въздух ще варира в зависимост от отворите на вратите, течовете и действителния работен график на аспиратора.

Външният климатик е проектиран да приведе параметрите си в съответствие със стандартите за чисти помещения. Това означава, че трябва да има възможност за почистване на въздуха, предварително загряване, охлаждане, повторно затопляне, обезвлажняване и овлажняване.

В чисти помещения със строг режим често се правят три степени на пречистване на външния въздух: предварителен - филтър ASHRAE с ефективност 30%, междинен - ​​филтър с ефективност 95% и окончателен - HEPA филтър. В чисти помещения със средни и умерени условия обикновено има два етапа на почистване: предварителен (30%) и окончателен (95%). От името става ясно, че филтърът за окончателно почистване се поставя на изхода на климатика.

Предварителното загряване е необходимо, когато външната температура през зимата падне под 4 °C. Ако температурата на точката на оросяване на въздуха в чистата стая е ≥5,6 °C, повърхностният топлообменник охлажда и изсушава подавания въздух. Тъй като работниците в чисти стаи с висока степен на сигурност винаги носят защитно облекло, температурата на въздуха по сух термометър може да се поддържа не по-висока от 19 °C с минимална стойност относителна влажностза регулиращи регулатори е 40%. Второто нагряване е необходимо, за да се повиши температурата на подавания въздух след охлаждане и обезвлажняване в топлообменника. При изчисляване на количеството топлина за второ нагряване се взема предвид входящата топлина от рециркулационните вентилатори. Това е значителна стойност за чисти помещения със строг режим.

Намаляването на температурата на повърхността на топлообменника до нивото, необходимо за поддържане на точка на оросяване в помещението под 5,6°C, може да бъде трудно. Когато е необходимо да се изсуши подавания въздух под 40% относителна влажност, обикновено се използват различни десиканти.

В описаната тук система външният климатик е подложен на натоварване, свързано със скрита топлина и влага в помещението. Приема се, че параметрите на подавания въздух отговарят на изискванията за усвояване на латентната топлина, генерирана от персонала на помещението, и влагата, входяща през загражденията на чистите помещения. Приема се също, че латентното топлинно натоварване е повече или по-малко постоянно. Тези предположения трябва да бъдат проверени за всеки отделен проект. Необходимо е да се вземат предвид условията в помещенията около чистата стая, параметрите на външния климат и възможността за отделяне на влага от производствените процеси в помещението.

В малки по обем чисти помещения с малка нужда от външен въздух, рециркулационните въздушни охладители в камерите за смесване и разпределение, обсъдени по-горе, също могат да се използват за обработка на външния въздух. В този случай се обработва смес от външен и рециркулиран въздух. Съотношението между тези компоненти на подавания въздух се контролира от смесителни вентили в зависимост от налягането в чистото помещение. Ако налягането падне, вентилът за външен въздух се отваря и вентилът за рециркулация се затваря. Въздухът от камерите за смесване и разпределение тече към циркулационни вентилатори.

В чистите стаи с умерено натоварване общото необходимо количество подаван въздух може да бъде близко до скоростта на кондиционирания въздушен поток. В този случай не се монтират допълнителни циркулационни вентилатори, въздухът се движи през системата само от вентилаторите на един или повече климатици.

Таблица

Класически фикция ISO Федерален стандарт 209E Федерален стандарт 209E Препоръки Подвижност на въздуха на закрито, ft/min (1 фут=0,305 м) Въздух- обмен, обороти/ч 1 Без еквивалент Без еквивалент Твърд 70-100 2 Без еквивалент Без еквивалент Твърд 70-100 3 1 1,5 Твърд 70-100 4 10 2,5 Твърд 70-100 5 100 3,5 Твърд среден 70-100 225-275 6 1 000 4,5 Средно аритметично Без норми 70-160 7 10000 5,5 Средно аритметично Без норми 30-70 8 100000 6,5 Умерен Без норми 10-20 9 Без еквивалент Без еквивалент Умерен Без норми По изчисление

Новата класификация на ISO за чисти помещения е показана вляво. Дадена е и класификацията според американския федерален стандарт 209E в англо-американската и метричната системи на единици. Колоната „Препоръки” съдържа три категории според класификацията на автора на тази статия. Обърнете внимание, че „Клас 100“ може да бъде класифициран като твърд режим, когато дизайнът предвижда подредена циркулация, или към среден режим, ако нарушената циркулация е проектирана за некритични условия. Двете колони вдясно предоставят препоръки за движение на въздуха в помещенията (ft/min) и обмен на въздух (rpm) за средни и умерени условия.

заключения

В нормативните документи за проектиране на чисти помещения има тенденция да се възлагат на дизайнера функциите на общ експерт, способен да изпълни всички желания на клиента (доколкото са му известни). Ръководствата обикновено използват фразата „въпрос на споразумение между купувача и продавача“, за да включат клиента в процеса на вземане на решение, тъй като всеки разработчик може да предложи своя собствена версия на дизайна. Ефективността на принципа на проектиране, разгледан в тази статия, е доказана на практика; Този подход, според автора, ни позволява да се съгласим Технически изискванияи възможността за тяхното изпълнение. Тези препоръки, както всички други, трябва да бъдат адаптирани във всеки случай към специфичните условия на употреба.

Препечатано със съкращения от сп АШРЕЙ.

Превод от английски О. П. Буличева.

Научната редакция е извършена от д.ф.н. техн. науки А. П. Инков

Правилната вентилация на чисти помещения се постига чрез спазване на определени условия за довършителни работи и внимателен подбор на оборудване. Чиста стая е стая, в която се контролира концентрацията на суспендирани вещества във въздуха.

Помещение, проектирано и конструирано така, че да минимизира навлизането и изпускането на частици, позволявайки температурни промени, влажност и, в специални случаи, налягане да бъдат контролирани.

Общи изисквания за вентилация

Вентилационните системи осигуряват необходимо количествовъздух според санитарните стандарти, премахване на вредни вещества. Филтрирайте входящия поток за постигане на необходимия клас на чистота, поддържане на зададените параметри на микроклимата.

За всеки фактор Обемите на въздухообмен се оценяват на етапа на проектиране.Ако се изисква по-висока кратност на този параметър в ущърб на почистването, се прави преизчисляване, за да се намали.

Защо се взема предвид:

• Време за възстановяване след замърсяване
• Скорост на въздуха
• Температура и влажност
• Отстраняване на вредни примеси

Основни видове вентилационни системи

Въз основа на изискванията за класа на чистота се избира вентилационна система за чисти помещения от следните типове:

• Директен поток
• С рециркулация
• Директен поток с възстановяване на топлината
• С локални зони
• Двустепенна

Изборът е обоснован от конкретни фактори, като се вземат предвид капиталовите разходи и условията за пестене на енергия. Локалните инсталации обикновено имат вентилатор и могат да бъдат разположени на закрито или на открито. Допълнени са с HEPA филтри, при необходимост химически, неутрализиращи миризми и други.

Система с директен поток

Схемата е проста, въздухът се подава от улицата, след което преминава през всички основни цикли на обработка. Не е икономически изгодно поради високата консумация на енергияи високи разходи за консумативи за филтриране.

С рециркулация

Едностепенна система включва климатизация за чисти помещения с връщане на въздух от почистваната зона за обработка. Консумацията на енергия е средна.

Директен поток с възстановяване на топлината

Може да се пропусне в тази опцияЧрез филтрите въздушният поток в затворена верига връща топлината в помещенията.

Двустепенна

Изисквания за вентилация на чисти помещения в тази система оправдава най-добре.Ако има няколко климатика, както и сервизни помещения, те се разделят на централни (в тях влиза само уличен въздух) и рециркулационни климатици.

Местни с локални зони

Използва се за локализиране на зони с повишени изисквания за санитарна обработка.Най-често се монтират вентилаторни модули с филтри, понякога се монтират специални рециркулационни блокове.

Баланс на обмен на въздух

Съгласно стандартите вентилацията на въздуха трябва да се използва в технологично чисти помещения, за балансиран обмен са необходими аспиратори, локален и общ обмен и филтри. Регулиране на ресурсите става с помощта на клапани, коригиране на въздушните потоци.

Многостепенни системи за почистване се монтират в помещения, които изискват повишена степен на дезинфекция на атмосферата. Специална таблица показва връзката между класовете на чистота и степента на филтрация. По-тънките модели са защитени на входа от големи, които няма да пропускат насекоми.
Завършващата преграда се монтира на стената или тавана на чистата зона, както се изисква от технологията. Освен факта, че въздуховодите не трябва да отделят малки частици, по-добре е да изберете неръждаема стомана.

Обобщавайки, по отношение на вентилацията на помещенията има стандартни решения и индивидуални. Само специалистите могат напълно да изчислят коя опция трябва да бъде избрана. Монтажът под ръководството на професионалисти ще спести време, нерви и вероятно нечие здраве.

Видео за строителството

Вентилацията на чистите помещения е една от най-важните задачи за поддържане на работната среда. Защо вентилацията играе толкова голяма роля? Това е пречистването на въздуха, което ви позволява да регулирате състоянието на помещението, чиито стандарти са предписани в GOST. Има няколко критерия, по които едно помещение се класифицира в един от деветте класа на чистота, всеки от които се характеризира със степента на пречистване на въздуха от примеси. Следователно в технологично чисти помещения вентилацията трябва да се използва на няколко нива.

Какъв трябва да бъде въздухът в чиста стая?

Прахът и бактериите се съдържат във всеки въздух под формата на аерозолни частици. Вентилацията на чисти помещения позволява поддържане на максимално допустимото количество прах и бактерии за даден клас помещения.

Течение, сух въздух или висока влажност- врагове на чистата стая. Следователно вентилационната система регулира състоянието на въздуха, създавайки оптимални условияда работят в тази среда.

Подаването на въздух се регулира автоматично, което означава, че не трябва да има разлики в налягането, причинени от преминаването на въздуха от една стая в друга. Така автоматично се поддържа стерилността и херметичността на помещенията.

Системата за пречистване на въздуха в чисти помещения е сложна автоматизирана група от филтри. Въздушните филтри за чисти помещения се разделят на груби филтри, фини филтри и микрофилтри.

Въздухът се филтрира от груби частици, фино пречиства и след това ултра фино пречиства в микрофилтри. По този начин в помещението влиза само въздух, който отговаря на стандартите на GOST, което означава, че е 99,9% без прах и микроорганизми.

Какъв е механизмът на вентилация и обмен на въздух?

Във всяка стая рано или късно се натрупват чужди примеси под формата на аерозолни частици. Свежата порция пречистен въздух влиза в помещението по такъв начин, че потокът от свеж въздух измества замърсяванията. Това се нарича ламинарен поток, защото тече в една посока. Няколко такива потока създават обмен на въздух в помещението. Те са насочени или успоредно един на друг, или, както често се случва в големи помещения, в различни посоки, така че потоците да не се пресичат. IN големи стаипотоците се регулират така, че въздухът да тече директно в работната зона. Отворите за всмукване на въздух са разположени по-ниско, а „мръсният“ въздух се движи към тях благодарение на създадената вентилация.

Захранване и изпускане вентилационна системаЧистите стаи включват също топлообменници и овлажнител за въздух. Те създават комфортен за човека микроклимат и поддържат оптимална работна среда.

Вентилацията ви позволява да поддържате постоянни стойности на температурата и влажността, елиминира праха и повечето микроорганизми.

Таблица 2. Оптимална схемаизбор на филтър, използван в Швейцария, за класове чисти помещения съгласно ISO 14644-1 (GOST R ISO 14644-1)

Към днешна дата инженерната практика е разработила стандартни решения, следвайки които позволяват да се избегнат неточности и да се избегнат ненужни капиталови и оперативни разходи. Тези типични решения се отнасят до:

• принципи на изграждане на вентилационни и климатични системи;
• определяне на необходимата структура и параметри на климатика;
• избор на брой степени на филтриране и видове филтри;
• определяне на скоростта на обмен на въздух;
• осигуряване на необходимата температура и влажност в помещението;
• създаване на топлинен комфорт за персонала.

Опитът на Invar Cleanroom Testing Laboratory по време на сертифицирането на проекти (етап DQ) и изградени чисти стаи (етапи IQ, OQ и PQ) също разкри характерни грешки.

Изходни данни при проектиране на вентилационна и климатична система

Преди да започнете проектирането, трябва ясно да формулирате неговата цел и да определите първоначалните данни. Грешки и неточности на на този етапще доведе до неправилно изпълнение на цялата работа. Такива първоначални данни включват:

• изисквания за чистота на въздуха, а за чисти помещения - определяне на клас на чистота в съответствие с GOST ISO 14644-1 или GOST R 52249;
• параметри на микроклимата за технологичния процес (температура и влажност с допустими граници на отклонение);
• брой работници в помещението;
• отделяне на топлина и влага от съоръжения и процеси;
• отделяне на вредни вещества;
• площ и височина на помещенията;
• технологични изисквания, основани на характеристиките на технологичните процеси и изпълняваните материали, използвани и произведени продукти;
• разлики в налягането между помещенията и скорости на въздушния поток (ако е необходимо).

Устройство на вентилационни и климатични системи

Във вентилационната и климатична система участват няколко вида въздушни потоци:

• отработени газове - въздух, напускащ помещението през системата принудителна вентилация. Част от отработения въздух (L in) може да бъде отстранен директно в атмосферата чрез локални абсорбатори, докато част може да бъде рециркулиран;
• външен - атмосферен въздух, взети от системата за вентилация и климатизация за захранване на обслужваните помещения, L n;
• захранващ въздух - въздух, подаван в помещението от вентилационната и климатична система, L p;
• рециркулация - въздухът се смесва с външния въздух и отново се изпраща към вентилационната система, L p;
• отстранен - ​​въздухът е взет от помещението и вече не се използва в него, L y.

Изтичане на въздух от помещения с високо кръвно налягане(екфилтрация на въздух, L e) и инфилтрация на въздух в помещение с понижено налягане, L i. Най-простата схемавентилацията и климатизацията е система с директен поток, когато 100% от външния въздух се доставя в помещението (фиг. 1). Тази система е неикономична, тъй като целият въздух, влизащ в помещението, преминава пълен цикълподготовка - от параметрите на външния въздух до необходимите параметри на чистия въздух в помещението. Тази система се характеризира с висока консумация на енергия и намален живот на филтъра.

където i е номерът на стаята. До известна степен работата на тази система може да бъде подобрена чрез възстановяване на топлината (Фиг. 2). Благодарение на рекуперацията се постигат икономии на енергия за отопление до 60%.

L n = L p = ΣL рi = ΣL вi = ΣL вi + L e, L у = ΣL вi,

където i е номерът на стаята. Системите с директен поток, поради тяхната неикономичност, се използват само там, където са необходими и където рециркулацията на въздуха е неприемлива (работа с вредни вещества, опасни патогенни микроорганизми), гл. 17. Където е възможно се използват рециркулационни системи, което намалява разходите за енергия няколко пъти в сравнение със системите с директен поток. Пример за едностепенна рециркулационна система е показан на фиг. 3.

L в = ΣL вi , L у2 = ΣL вмi ,

L p = L n + L p = ΣL pk, L y = L y1 + L y2 = L in - L p + L y2 = ΣL in - L p - ΣL in mi, L p = L in - L y1,

където Lbmi е дебитът на въздуха на локалния изпускателен уред от i-то помещение; Lвi е дебитът на въздуха, подаван към климатика от i-тата стая. В условия на студена зима или горещо лято, както и при обслужване на чисти помещения с няколко климатика се използва двустепенна система. При него външният въздух се подготвя до определени параметри в отделен (централен) климатик, след което се подава към рециркулационни климатици (фиг. 4).

Местните филтърни вентилационни или рециркулационни блокове (фиг. 5) се използват широко за създаване на зони с еднопосочен въздушен поток, например в операционни зали и други критични зони. Дадените диаграми дават общ подход към проектирането на вентилационни и климатични системи, те не покриват цялото разнообразие от възможности за фундаментални решения, които във всеки конкретен случай трябва да бъдат разработени въз основа на задачата при най-ниски капиталови и експлоатационни разходи.

Горните видове въздушни потоци трябва да се определят за всяка стая и системата като цяло. На тази база се изчислява въздухообменният баланс, резултатите от който се представят под формата на таблица и се нанасят върху принципната схема на вентилация и климатизация (фиг. 6). За да регулирате баланса на обмена на въздух, препоръчително е да инсталирате клапани на подаването и изпускането.

Смисълът на изграждането на баланс за обмен на въздух е да се провери дали общият обем на въздуха, влизащ в помещението, трябва да бъде равен на общия обем въздух, отстранен от помещението. Нарушаването на това условие води до невъзможност за осигуряване на необходимите падания на налягането, трудности при отваряне и затваряне на врати и т.н. За чисти помещения това играе роля специална роля, тъй като е необходимо да се поддържа различно налягане в различните помещения.

В балансовата таблица за обмен на въздух общият дебит на подавания въздух и общият дебит на изходящия въздух трябва да са еднакви за всяка стая (за всеки ред от таблицата). За всяка чиста стая се изчислява подаването и отвеждането на въздух, като се вземат предвид и течове на въздух (екфилтрация - изтичане на въздух в помещения с по-ниско налягане, инфилтрация на въздух - въздушен поток от помещение с по-високо налягане). високо налягане). Основни изходни данни за разработване на проект за вентилационна и въздушна система за чисти помещения:

1. планови решения, указващи класове на чистота и спадове на налягането;
2. предназначение на чисти помещения (чисти зони): защита на продукта и процеса, защита на персонала и околната среда;
3. отделяне на вредни вещества;
4. отделяне на топлина и влага от оборудването;
5. численост на персонала;
6. климатични характеристики на строителния район.

Външният въздушен поток се изчислява въз основа на необходимостта:

• спазване на санитарните и хигиенни стандарти;
• компенсация на отстранения въздух (както от отделни помещения поради работата на изпускателните агрегати, така и отстранен чрез климатичната система);
• компенсиране на течове поради разлики в налягането в чисти помещения и околната среда.

Външен въздушен поток за цялата вентилационна система равно на суматадебит на въздуха за всяка стая. Консумацията на въздух за отделна стая е равна на сумата от обемите въздух, отстранен от местните изпускателни агрегати, и загуби поради течове. Тази сума не трябва да бъде по-малка минимален потоквъншен въздух съгласно нормативните документи.

Изчисляване на подавания въздух за всяка стая

Захранващият въздух изпълнява следните функции:

• осигуряване на необходимия клас чистота;
• осигуряване на изискванията за микробиологична чистота на въздуха, където са поставени;
• подаване на необходимото количество външен въздух;
• отстраняване на излишната топлина и влага и поддържане на необходимите параметри на микроклимата в помещението;
• компенсиране на изтичане на въздух поради разлики в налягането.

Необходимата скорост на обмен на въздух се влияе от всички гореспоменати функции на подавания въздух. За всеки от тях се определя необходимата скорост на обмен на въздух и най-висока стойноствключени в проекта. Нека разгледаме всяка от изброените функции.

Клас на чистота

Това се постига чрез многостепенна филтрация на въздуха и избор на филтри от подходящ клас, настройка на скоростта на въздушния поток (при еднопосочен въздушен поток) и скоростта на въздухообмен.

Скорост на обмен на въздух

Задава въздушния поток за чисти помещения от ISO класове 6-9 (зони B, C, D). За зона А въздушният поток се определя от скоростта на еднопосочния поток. Има няколко подхода за определяне на скоростта на обмен на въздух, за да се осигури чистота:

• използване на различни препоръки, стандарти и правила;
• метод на изчисление.

Премахване на излишната топлина и влага

Процесното оборудване и персоналът произвеждат топлина и влага, които трябва да бъдат отстранени с помощта на HVAC системата. Осигуряване на необходимия микроклимат с поддържане на температура и влажност - важно условиеосигуряване на нормална работа на персонала в чисти помещения. Освен това някои технологични процеси (например фотолитография при производството на микросхеми) имат строги изисквания за температура и влажност.

Компенсация за работата на изпускателните агрегати

Общият обем на отработения въздух за от това помещение. Коефициентът на разделянето му на обема на помещението дава скоростта на обмен на въздух, необходима за компенсиране на аспираторите.

Компенсация на течове

Разликата в налягането между отделните помещения причинява ексфилтрация (изтичане) на въздух от помещението през пукнатини във вратите и различни видове течове. Количеството изтичане трябва да се изчисли за всяка стая и да се вземе предвид във въздухообменния баланс. Изтичането на въздух трябва да се компенсира от равно количество външен въздух в подавания захранващ въздух. Балансът за обмен на въздух трябва да вземе предвид и инфилтрацията на въздуха, т.е. всмукване на въздух от съседни стаи.

Скорости на обмен на въздух в общите помещения

В такива помещения скоростта на обмен на въздух се изчислява в съответствие със санитарните стандарти и въз основа на изчисления на излишната топлина и влага. В западните страни се използват следните стойностискорости на обмен на въздух (данни от Airflow, Англия) за някои стаи (Таблица 1).

Избор на видове филтри

Обикновено системите за подготовка на въздуха за чисти помещения се извършват на три етапа:

• първа степен: средно ефективен филтър тип F за защита на климатика от замърсяване;
• втора степен: високоефективен филтър тип F за осигуряване на чисти въздуховоди;
• трета степен: HEPA или ULPA филтър за осигуряване на гарантирано висококачествен въздух, влизащ директно в чисти помещения.

В допълнение, използването на тристепенна система за филтриране на въздуха гарантира дълъг експлоатационен живот на HEPA и ULPA филтрите. Препоръките за оптимален избор на филтри са представени в табл. 2.

Типични грешки

Класове по чистота

Най-често срещаното погрешно схващане е изискването за производство на нестерилни лекарствав чисти стаи. Той е генериран от прословутия и неграмотен OST 42-510-98 и предишни документи от същия тип. Никъде по света няма изискване за производство на нестерилни форми в чисти помещения! Единственият документ, който предоставя конкретни данни за чистотата на подавания въздух при производството на твърди форми, е ръководството на Международната организация на фармацевтичните инженери (ISPE).

Той предоставя препоръки за ефективността на крайните филтри за различни етапи от процеса. В световната практика тези препоръки се използват широко, без да се посочват класове на чистота. Никой не забранява използването на чисти стаи и много определят производството на твърди форми в зони D и течни нестерилни форми в зони C. Но кой път да изберете - да използвате чисти стаи или просто да се ограничите до определено ниво на чистотата на подавания въздух и качеството на ограждащата конструкция зависи от вашия клиент.

Тази логика се следва от Правилата за ДПП на ЕС (GOST R 52249) и насоките на САЩ. Ако някой иска да принуди компания да използва незадължителен клас на чистота, препоръчваме прост и ефективно средство за защита: законово да се формализира тази принуда, така че разходите по нея да се поемат от самия инициатор. Никакви аргументи (като „това правят нашите „напреднали“ съседи“) не трябва да се вземат предвид.

Надценяването на класовете за чистота в стерилното производство също е широко разпространено. Има още един фактор, който трябва да имате предвид. Други проектантски организации изкуствено завишават класовете на чистота и размерите на чистите зони. Цената на проекта и хонорара на изпълнителите пряко зависят от класовете по чистота и обема на разходите. В практиката на автора се сблъсках с проект, в който емисиите на частици от персонала бяха надценени 100 пъти!

Неоправдано строги изисквания за температура и влажност

Има например изисквания за поддържане на температура на въздуха 22 °C с точност ±1 °C и влажност в рамките на 45-50% без обосновка от технологичния процес. Простото разширяване на границите на регулиране на параметрите на микроклимата в рамките на съществуващите стандарти може значително да опрости цялата система.

Неоправдано използване на системи с директен поток

Преди това, в условията на скъп механизъм за държавно финансиране, системите с директен поток бяха широко използвани, дори когато не бяха необходими. В световната практика рециркулацията на въздуха се използва навсякъде, където това е допустимо от гледна точка на безопасността. В противен случай рециркулацията загрява външния въздух през зимата и го охлажда през лятото, т.е. значителните разходи буквално отиват на вятъра.

Прекомерна скорост на обмен на въздух Неправилен избор на филтри

Проектите често включват ниски филтриращи класове (например G3) в първия етап на филтриране. Това увеличава праховото натоварване на филтрите на следващите степени и съкращава експлоатационния им живот.

Липса на принципна схема и таблица на балансите на въздухообмена

Без тях е невъзможно да се прецени проектът. Тяхното развитие е задължително. Тези грешки са типични примери и не изчерпват целия списък от недостатъци, срещани в практиката.