Introduktion
Rent rum är grunden för föroreningskontroll. Utan rent rum kan föroreningar kan inte massproduceras. I Fed-STD-2 definieras rent rum som ett rum med luftfiltrering, distribution, optimering, konstruktionsmaterial och utrustning, där specifika regelbundna driftsförfaranden används för att kontrollera koncentrationen av luftburna partiklar för att uppnå lämplig partikelrengöringsnivå.
För att uppnå god rengöringseffekt i rent rum är det nödvändigt inte bara för att fokusera på att vidta rimliga luftkonditioneringsåtgärder, utan också för att kräva process, konstruktion och andra specialiteter för att vidta motsvarande åtgärder: inte bara rimlig design, utan också noggrann konstruktion och installation i enlighet med specifikationerna, samt korrekt användning av rent rum och vetenskapligt underhåll och hantering. För att uppnå god effekt i rent rum har många inhemska och utländska litteraturer exponerats ur olika perspektiv. I själva verket är det svårt att uppnå idealisk samordning mellan olika specialiteter, och det är svårt för designers att förstå kvaliteten på konstruktion och installation samt användning och hantering, särskilt den senare. När det gäller rena rumsreningsåtgärder ägnar många designers eller till och med byggpartier ofta tillräckligt uppmärksamhet på deras nödvändiga förhållanden, vilket resulterar i otillfredsställande renlighetseffekt. Den här artikeln diskuterar endast de fyra nödvändiga villkoren för att uppnå renhetskrav i rena rumsreningsåtgärder.
1. Luftförsörjning renlighet
För att säkerställa att luftförsörjningen uppfyller kraven är nyckeln prestanda och installation av det slutliga filtret i reningssystemet.
Filterval
Det slutliga filtret i reningssystemet antar i allmänhet ett HEPA-filter eller ett sub-HEPA-filter. Enligt mitt lands standarder är effektiviteten för HEPA -filter uppdelad i fyra betyg: klass A är ≥99,9%, klass B är ≥99,9%, klass C är ≥99,999%, klass D är (för partiklar ≥0,1 um) ≥99,99999999 % (även känd som Ultra-HEPA-filter); Sub-HEPA-filter är (för partiklar ≥0,5 um) 95 ~ 99,9%. Ju högre effektivitet, desto dyrare filtret. Därför, när vi väljer ett filter, bör vi inte bara uppfylla kraven på luftförsörjningen, utan också överväga ekonomisk rationalitet.
Ur renhetskravens perspektiv är principen att använda lågpresterande filter för rena rum på låg nivå och högpresterande filter för rena rum på hög nivå. Generellt sett: hög- och medeleffektivitetsfilter kan användas för 1 miljon nivån; Sub-HEPA eller klass A HEPA-filter kan användas för nivåer under klass 10 000; Klass B -filter kan användas för klass 10.000 till 100; och klass C -filter kan användas för nivåer 100 till 1. Det verkar som om det finns två typer av filter att välja mellan för varje renlighetsnivå. Huruvida man ska välja högpresterande filter eller lågpresterande filter beror på den specifika situationen: när miljöföroreningen är allvarlig, eller inomhusavgasförhållandet är stort, eller det rena rummet är särskilt viktigt och kräver en större säkerhetsfaktor, i dessa eller en Av dessa fall bör ett högklassigt filter väljas; Annars kan ett lägre prestationsfilter väljas. För rena rum som kräver kontroll av 0,1 um partiklar bör klass D -filter väljas oavsett kontrollerad partikelkoncentration. Ovanstående är endast ur filtrets perspektiv. För att välja ett bra filter måste du också helt överväga egenskaperna hos det rena rummet, filtret och reningssystemet.
Filterinstallation
För att säkerställa luftförsörjningen renhet räcker det inte att endast ha kvalificerade filter, utan också för att säkerställa: a. Filtret skadas inte under transport och installation; b. Installationen är snäv. För att uppnå den första punkten måste konstruktions- och installationspersonalen vara välutbildad, med både kunskap om installation av reningssystem och skickliga installationsförmågor. Annars kommer det att vara svårt att se till att filtret inte är skadat. Det finns djupa lektioner i detta avseende. För det andra beror problemet med installationstäthet främst på kvaliteten på installationsstrukturen. Designmanualen rekommenderar i allmänhet: för ett enda filter används en öppen typ av installation, så att även om läckage inträffar kommer den inte att läcka in i rummet; Med hjälp av ett färdigt HEPA -luftuttag är tätheten också lättare att säkerställa. För luften för flera filter används ofta geltätning och tätning av negativt tryck under de senaste åren.
Geltätning måste se till att vätsketanken är snäv och den totala ramen är på samma horisontella plan. Negativt trycktätning är att göra den yttre periferin av fogen mellan filtret och den statiska tryckboxen och ramen i ett negativt trycktillstånd. Liksom installationen av öppen typ, även om det finns läckage, kommer det inte att läcka in i rummet. Så länge installationsramen är platt och filterändytan är i enhetlig kontakt med installationsramen, bör det vara enkelt att få filtret att uppfylla installationens täthetskrav i alla installationstyp.
2. Luftflödesorganisation
Luftflödesorganisationen av ett rent rum skiljer sig från ett allmänt luftkonditionerat rum. Det kräver att den renaste luften levereras till operationsområdet först. Dess funktion är att begränsa och minska föroreningen till de bearbetade objekten. För detta ändamål bör följande principer övervägas vid utformningen av luftflödesorganisationen: Minimera virvelströmmar för att undvika föroreningar utanför arbetsområdet till arbetsområdet; Försök att förhindra sekundärt damm som flyger för att minska risken för damm som förorenar arbetsstycket; Luftflödet i arbetsområdet bör vara så enhetligt som möjligt, och dess vindhastighet bör uppfylla processen och hygienkraven. När luftflödet rinner till returutloppet, bör dammet i luften effektivt tas bort. Välj olika luftleverans- och returlägen enligt olika renhetskrav.
Olika luftflödesorganisationer har sina egna egenskaper och omfång:
(1). Vertikalt enkelriktat flöde
Förutom de gemensamma fördelarna med att få enhetliga luftflöden nedåt, underlätta arrangemanget av processutrustning, stark självreningsförmåga och förenkla gemensamma anläggningar som personliga reningsanläggningar, har de fyra lufttillförselmetoderna också sina egna fördelar och nackdelar: Full- Täckta HEPA -filter har fördelarna med låg motstånd och lång filterbytescykel, men takstrukturen är komplex och kostnaden är hög; Fördelarna och nackdelarna med sidotäckta HEPA-filter toppleverans och fullhålsplattans toppleverans är motsatta av de med fulltäckta HEPA-filter toppleverans. Bland dem är leveransen av topphålsplattan lätt att ackumulera damm på den inre ytan på öppningsplattan när systemet inte går kontinuerligt, och dåligt underhåll har viss inverkan på renligheten; Tät toppleverans av diffusor kräver ett blandningsskikt, så det är bara lämpligt för höga rena rum över 4 m, och dess egenskaper liknar fullhålsplattans toppleverans; Returluftsmetoden för plattan med galler på båda sidor och returluftuttagen jämnt anordnade längst ner på motsatta väggar är endast lämplig för rena rum med ett nettoavstånd på mindre än 6 m på båda sidor; Returluften som är anordnade längst ner på väggen på en sida är endast lämpliga för rena rum med ett litet avstånd mellan väggarna (såsom ≤ <2 ~ 3m).
(2). Horisontellt enkelriktat flöde
Endast det första arbetsområdet kan nå renhetsnivån på 100. När luften rinner till andra sidan ökar dammkoncentrationen gradvis. Därför är det endast lämpligt för rena rum med olika renhetskrav för samma process i samma rum. Den lokala distributionen av HEPA -filter på lufttillförselväggen kan minska användningen av HEPA -filter och spara initialinvesteringar, men det finns virvlar i lokala områden.
(3). Turbulent luftflöde
Egenskaperna för toppleverans av öppningsplattor och toppleverans av täta diffusorer är desamma som de som nämns ovan: Fördelarna med sidleverans är enkla att ordna rörledningar, ingen teknisk interlager krävs, låg kostnad och gynnar renoveringen av gamla fabriker . Nackdelarna är att vindhastigheten i arbetsområdet är stor, och dammkoncentrationen på motvindens sida är högre än på den motvindade sidan; Den övre leveransen av HEPA -filteruttag har fördelarna med enkla system, inga rörledningar bakom HEPA -filtret och ren luftflöde direkt levereras till arbetsområdet, men det rena luftflödet diffunderar långsamt och luftflödet i arbetsområdet är mer enhetligt; Men när flera luftuttag är jämnt arrangerade eller HEPA -filter luftuttag med diffusorer används, kan luftflödet i arbetsområdet också göras mer enhetligt; Men när systemet inte körs kontinuerligt är diffusorn benägen att dammansamling.
Ovanstående diskussion är allt i ett idealiskt tillstånd och rekommenderas av relevanta nationella specifikationer, standarder eller designmanualer. I faktiska projekt är luftflödesorganisationen inte väl utformad på grund av objektiva förhållanden eller subjektiva skäl för designern. Vanliga inkluderar: Vertikal enkelriktad flöde antar returluft från den nedre delen av de angränsande två väggarna, lokala klass 100 antar övre leverans och övre retur (det vill säga ingen hängande gardin läggs till under det lokala luftuttaget) och turbulenta rent rum adopterar adopterar HEPA Filter Air Outlet Toppleverans och övre retur eller en sida nedre avkastning (större avstånd mellan väggarna), etc. Dessa luftflödesorganisationsmetoder har uppmättts och de flesta av deras renlighet uppfyller inte designkrav. På grund av de nuvarande specifikationerna för tom eller statisk acceptans når vissa av dessa rena rum knappt den utformade renhetsnivån i tomma eller statiska förhållanden, men antiföroreningsstörningsförmågan är mycket låg, och när det rena rummet kommer in i arbetstillståndet är det det uppfyller inte kraven.
Den korrekta luftflödesorganisationen bör ställas in med gardiner som hänger ner till höjden på arbetsområdet i lokalt område, och klassen 100 000 bör inte anta övre leverans och övre avkastning. Dessutom producerar de flesta fabriker för närvarande högeffektiva luftuttag med diffusorer, och deras diffusorer är endast dekorativa öppningsplattor och spelar inte rollen som diffunderar luftflödet. Formgivare och användare bör ägna särskild uppmärksamhet åt detta.
3. Luftförsörjningsvolym eller lufthastighet
Tillräcklig ventilationsvolym är att späda ut och ta bort förorenad luft inomhus. Enligt olika renhetskrav, när näthöjden på det rena rummet är hög, bör ventilationsfrekvensen ökas på lämpligt sätt. Bland dem beaktas ventilationsvolymen för det rena rummet på 1 miljon nivå enligt det högeffektiva reningssystemet, och resten beaktas enligt högeffektivt reningssystemet; När HEPA-filtren i klassen 100 000 rena rum koncentreras i maskinrummet eller under-HEPA-filter används i slutet av systemet kan ventilationsfrekvensen ökas på lämpligt sätt med 10-20%.
För ovanstående ventilationsvolym som rekommenderas värden tror författaren att: Vindhastigheten genom rumssektionen i det enkelriktade flödesren är lågt och det turbulenta rena rummet har ett rekommenderat värde med en tillräcklig säkerhetsfaktor. Vertikalt enkelriktat flöde ≥ 0,25 m/s, horisontellt enkelriktat flöde ≥ 0,35 m/s. Även om renhetskraven kan uppfyllas när de testas under tomma eller statiska förhållanden är förmågan mot förorening dålig. När rummet kommer in i arbetstillståndet kanske renheten inte uppfyller kraven. Denna typ av exempel är inte ett isolerat fall. Samtidigt finns det inga fans som är lämpliga för reningssystem i mitt lands ventilatorserie. Generellt gör designers ofta inte exakta beräkningar av systemets luftmotstånd, eller märker inte om den valda fläkten är vid en mer gynnsam arbetspunkt på den karakteristiska kurvan, vilket resulterar i luftvolym eller vindhastighet som inte når designvärdet inom kort Efter att systemet har tagits i drift. Den amerikanska federala standarden (FS209A ~ B) föreskrev att luftflödeshastigheten för ett ojämnt rent rum genom det rena rumsöversättningen vanligtvis upprätthålls vid 90 ft/min (0,45 m/s), och hastighets icke-enhetlighet är inom ± 20% Under villkoret av ingen störning i hela rummet. Varje signifikant minskning av luftflödeshastigheten kommer att öka möjligheten till självrengöringstid och föroreningar mellan arbetspositioner (efter utfärdandet av FS209C i oktober 1987 gjordes inga förordningar för alla parameterindikatorer än dammkoncentration).
Av denna anledning anser författaren att det är lämpligt att på lämpligt sätt öka det nuvarande inhemska designvärdet för enkelriktad flödeshastighet. Vår enhet har gjort detta i faktiska projekt, och effekten är relativt bra. Turbulent Clean Room har ett rekommenderat värde med en relativt tillräcklig säkerhetsfaktor, men många designers är fortfarande inte säkra. När de gör specifika mönster ökar de ventilationsvolymen i klass 100 000 rent rum till 20-25 gånger/h, klass 10 000 rent rum till 30-40 gånger/h och klass 1000 rent rum till 60-70 gånger/h. Detta ökar inte bara utrustningskapaciteten och initialinvesteringarna, utan ökar också framtida underhålls- och förvaltningskostnader. Det finns faktiskt inget behov av att göra det. När jag sammanställde mitt lands tekniska åtgärder för luftrengöring undersöktes och mättes mer än klass 100 rena rum i Kina. Många rena rum testades under dynamiska förhållanden. Resultaten visade att ventilationsvolymer i klass 100 000 rena rum ≥10 gånger/h, klass 10 000 rena rum ≥20 gånger/h och klass 1000 rena rum ≥50 gånger/h kan uppfylla kraven. Den amerikanska federala standarden (FS2O9A ~ B) Stipulerar: icke-ombyggda rena rum (klass 100 000, klass 10 000), rumshöjd 8 ~ 2,44 ~ 3,66 m), anser vanligtvis att hela rummet är ventilerade minst en gång var tredje minuten (dvs. 20 gånger/h). Därför har designspecifikationen tagit hänsyn till en stor överskottskoefficient, och designern kan säkert välja enligt det rekommenderade värdet på ventilationsvolymen.
4. Statisk tryckskillnad
Att upprätthålla ett visst positivt tryck i rent rum är ett av de väsentliga förhållandena för att säkerställa att det rena rummet inte är eller mindre förorenat för att upprätthålla den utformade renlighetsnivån. Även för rena rum med negativt tryck måste det ha angränsande rum eller sviter med en renhetsnivå som inte är lägre än dess nivå för att upprätthålla ett visst positivt tryck, så att renheten i det rent trycket rent rum kan bibehållas.
Det positiva tryckvärdet för det rena rummet avser värdet när det statiska trycket inomhus är större än det statiska utomhustrycket när alla dörrar och fönster är stängda. Det uppnås med metoden att lufttillförselvolymen för reningssystemet är större än returluftvolymen och avluftvolymen. För att säkerställa det positiva tryckvärdet för det rena rummet är leverans-, retur- och avgasfläktarna företrädesvis låsta. När systemet är aktiverat startas leveransfläkten först och sedan startas retur- och avgasfläktarna; När systemet är avstängt stängs avgasfläkten först, och sedan stängs av och leveransfläktarna av för att förhindra att det rena rummet är förorenat när systemet är på och av.
Den luftvolym som krävs för att upprätthålla det rena rummet positiva bestäms huvudsakligen av underhållsstrukturens lufttäta. Under de tidiga dagarna av rena rumskonstruktion i mitt land, på grund av den dåliga lufttättheten i kapslingsstrukturen, tog det 2 till 6 gånger/h lufttillförsel för att upprätthålla ett positivt tryck på ≥5Pa; För närvarande har underhållsstrukturens lufttätthet förbättrats kraftigt, och endast 1 till 2 gånger/h luftförsörjning krävs för att upprätthålla samma positiva tryck; och endast 2 till 3 gånger/h lufttillförsel krävs för att upprätthålla ≥10Pa.
Mitt lands designspecifikationer [6] föreskriver att den statiska tryckskillnaden mellan rena rum i olika betyg och mellan rena områden och icke-rena områden bör vara inte mindre än 0,5 mm H2O (~ 5Pa) och den statiska tryckskillnaden mellan det rena området och utomhus bör vara inte mindre än 1,0 mm H2O (~ 10Pa). Författaren anser att detta värde verkar vara för lågt av tre skäl:
(1) Positivt tryck avser förmågan hos ett rent rum att undertrycka luftföroreningar inomhus genom luckorna mellan dörrar och fönster, eller att minimera de föroreningar som tränger in i rummet när dörrarna och fönstren öppnas under en kort tid. Storleken på det positiva trycket indikerar styrkan i föroreningsförsamlingsförmågan. Naturligtvis, ju större det positiva trycket, desto bättre (som kommer att diskuteras senare).
(2) Luftvolymen som krävs för positivt tryck är begränsad. Luftvolymen som krävs för 5Pa -positivt tryck och 10PA -positivt tryck är bara cirka 1 gång/h annorlunda. Varför inte göra det? Det är uppenbart att det är bättre att ta den lägre gränsen för positivt tryck som 10PA.
(3) Den amerikanska federala standarden (FS209A ~ B) föreskriver att när alla ingångar och utgångar är stängda, är den minsta positiva tryckskillnaden mellan det rena rummet och eventuella angränsande lågrenlighetsarea 0,05 tum vattenspelare (12,5Pa). Detta värde har antagits av många länder. Men det positiva tryckvärdet för det rena rummet är inte desto högre desto bättre. Enligt de faktiska tekniska testerna på vår enhet i mer än 30 år, när det positiva tryckvärdet är ≥ 30pa, är det svårt att öppna dörren. Om du stänger dörren slarvigt kommer det att göra ett slag! Det kommer att skrämma människor. När det positiva tryckvärdet är ≥ 50 ~ 70pa kommer klyftorna mellan dörrar och fönster att göra en visselpipa, och de svaga eller de med några olämpliga symtom kommer att känna sig obekväma. De relevanta specifikationerna eller standarderna för många länder hemma och utomlands anger emellertid inte den övre gränsen för positivt tryck. Som ett resultat försöker många enheter bara uppfylla kraven i den nedre gränsen, oavsett hur mycket den övre gränsen är. I det faktiska rena rummet som författaren stöter på är det positiva tryckvärdet så högt som 100PA eller mer, vilket resulterar i mycket dåliga effekter. I själva verket är det inte svårt att justera det positiva trycket. Det är fullt möjligt att kontrollera det inom ett visst intervall. Det fanns ett dokument som introducerade att ett visst land i Östeuropa föreskriver det positiva tryckvärdet som 1-3 mm H20 (cirka 10 ~ 30Pa). Författaren anser att detta sortiment är mer lämpligt.
Posttid: 23-2025 februari