Технология чистых помещений. Основы проектирования, испытаний и эксплуатации - Уайт В.
ISBN 5-9900044-1-9
Скачать (прямая ссылка):
Проектирование турбулентно вентилируемых чистых помещений
75
рукция таких боксов имеет много общего (если не полностью идентична) с некоторыми типами изоляторов с отрицательным давлением. Поэтому при подобном использовании могут применяться и изоляторы с отрицательным давлением.
Еще одной особенностью, характерной для изолирующих чистых помещений, является воздушный шлюз, позволяющий персоналу менять спецодежду и сводить к минимуму утечку воздуха из изолирующего помещения. Для стерилизации загрязненных материалов возможна установка передаточного автоклава.
Другие варианты изолирующих чистых помещений могут соответствовать более высокому или более низкому классу чистоты, в зависимости от степени риска, зависящему от токсичных, химических или микробиологических свойств веществ, с которыми работают в изоляторе. В помещениях с меньшей степенью риска могут не использоваться воздушные шлюзы или передаточные автоклавы, а для создания отрицательного давления там достаточно вытяжки, уже имеющейся в лабораторном шкафу класса I. В помещениях с высокой степенью риска необходимо устанавливать боксы класса III или изоляторы с отрицательным давлением, а между воздушным шлюзом и чистым помещением может потребоваться установка воздушного душа. В особо опасных ситуациях персонал должен носить спецодежду, снабженную устройством подачи профильтрованного воздуха. Более подробно вопросы проектирования изолирующих чистых помещений рассмотрены в главе 6 моей книги «Проектирование чистых помещений».
Благодарности
Рисунок 5.7 воспроизведен с разрешения Roger Diener из фирмы Analog Devices.
6
Проектирование чистых помещений с однонаправленным воздушным потоком и устройства с очисткой воздуха
Описанные в предыдущей главе турбулентно вентилируемые чистые помещения в режиме эксплуатации могут достичь уровня чистоты класса ISO 6 (класс 1000), но чаще всего обеспечивают класс ISO 7 (класс 10 ООО). Для того, чтобы в функционирующем чистом помещении получить уровень чистоты выше класса ISO 6 (класс 1000), требуется большая степень разбавления генерируемых частиц. Этого можно достичь с помощью однонаправленного воздушного потока.
6.1 Чистые помещения с однонаправленным потоком воздуха
Однонаправленный поток воздуха используется в чистых помещениях в тех случаях, когда в них требуется обеспечить низкие концентрации частиц или микроорганизмов. Такой тип чистых помещений раньше был известен под названием «чистые помещения с ламинарным потоком», причем оба названия описывают характер движения воздуха. Воздушный поток движется через весь объём помещения в одном направлении, горизонтальном или вертикальном, с равномерной скоростью, обычно равной 0,3 - 0,5 м/сек (60 - 100 футов/мин). На рис. 6.1 представлена схема чистого помещения с вертикальным однонаправленным потоком воздуха. На схеме можно увидеть, что воздух подается через группу высокоэффективных воздушных фильтров, размещённых на потолке чистого помещения. Подача воздуха организована по принципу работы воздуш-
Проектирование чистых помещений с однонаправленным воздушным потоком
77
ного поршня, который движется вниз через всё помещение, удаляя при этом загрязнения. Затем воздух проходит через пол, смешивается с некоторым количеством поступающего снаружи свежего воздуха, и вновь направляется через высокоэффективные воздушные фильтры в чистое помещение.
Воздушный поток такого типа способен сразу удалить аэрозольные загрязнения, источниками которых является персонал и процессы, тогда как система с турбулентной вентиляцией основана на смешивании и разбавлении загрязнений поступающим воздухом. В пустом помещении, где нет препятствий для движения воздуха, загрязнения можно быстро удалять при скоростях потока, которые меньше указанных выше. Однако в функционирующем чистом помещении установлено оборудование, препятствующее движению воздушного потока. Препятствием является и перемещающийся около оборудования персонал. Преграды могут вызвать превращение однонаправленного потока в турбулентный, а вокруг этих естественных препятствий могут образоваться области локальной рециркуляции воздуха. Перемещение персонала также способствует превращению однонаправленного потока воздуха в турбулентный. При более низких скоростях воздуха и при его разбавлении на этих турбулентных участках может повыситься концентрация загрязнений. Поэтому скорость воздушного потока в такой зоне необходимо поддерживать в диапазоне 0,3 - 0,5 м/сек (от 60 до 100 футов/мин), что даёт возможность быстро восстановить нарушенный однонаправленный воздушный поток и разбавить загрязнения в турбулентных участках вокруг препятствий.
78
Технология чистых помещений
Я исследовал влияние скорости воздушного потока в функционирующем чистом помещении с однонаправленным потоком переменной скорости. Величина скорости варьировалась в интервале 0,1 - 0,6 м/сек (от 20 до 120 футов/мин). Результаты показали, что скорость 0,3 м/сек гарантирует стабильный однонаправленный поток и низкую концентрацию частиц и бактерий. С увеличением скорости воздушного потока до 0,6 м/сек (120 футов/мин) счетная концентрация частиц в воздухе уменьшается, но при этом срабатывает «закон снижения эффективности». Полученную информацию можно интерпретировать как предположение, согласно которому скорость порядка 0,3 м/сек дает максимальный коэффициент полезного действия. Однако если в чистом помещении высока плотность размещения оборудования и персонала, то снижения уровня загрязнения воздуха можно достичь путем увеличения скорости воздушного потока.
