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影响洁净室设计 建造成本的十五个因素3

2021.10.05

1. 换气次数。花费因素变量:-0。08至0。19

  洁净室内的空气分配设备(通常是吊顶过滤器)被设计成“喷淋式”,用来提供统一的、洁净的已过滤的空气。向房间补给的空气量,让人想起与普通的淋浴喷头相反的消防。美国联邦标准209E、日本标准JIS B9920和ISO 标准14644-1的标题是:洁净室外和相关控制环境——*部分:清洁空气的分级。这些标准提供了洁净室参数、分级和检测方法的指导方针,但并未说明如何经济有效地达到要求。这是因为每种生产过程和洁净室外的要求是不同的,因此,可以采用不同的再循环空气量,达到预期的环境要求。

  至少有五种不同的“可能”设计能够达到预期的结果,然而只有一种设计是佳方案。为项目寻找佳和经济的解决方案,是洁净室外换气项目的基本的目标理念。

  如表1所示,换气次数和再循环数量变化对于确定房间的级别是十分重要的。例如,通过300次的换气次数能够达到M2级洁净室的要求,但也可能540次的换气次数仍不能满足要求。

  房间内污染物的比率和实际微粒产生情况,是影响洁净室空气换气次数的主要因素。在生产过程中,不对其他因素产生任何影响的情况下,清除微粒的速度是非常重要的。其他可能影响再循环空气数量的因素是:房间的结构、设备的位置、设备表面温度、空气对流、气流类型(单向通过敏感区或者通过全空间)、操作空间和规章、使用的材料和化学药品等。

  洁净室可能需要在静态下进行鉴定,在工况下进行鉴定,对生产过程进行确认或者cGMP认证。由综合服务管理部制定的联邦标准209(e),建议100或90fpm。然而有可能建立一个空气流动速度较低,但比100级洁净度更高的洁净室。实际上,已经有洁净室的空气流动速度是45cfm/平方英尺。

  2. 单向的、紊流的、垂直或水平气流。

  花费因素变量:-0.073至0.18

  在许多案例中,单向气流只在小空间和洁净室的敏感区域内使用,并且使用微环境。污染物的源头可能存在于手套箱、过滤模块等地方。多数设计为整体单向气流洁净室外的方案,只有在这些区域中没有作业者、生产设备和排风装置时才能实现单向气流。垂直或水平气流的选择,取决于房间的结构和设备的安放位置,紊流就可以将污染物带走。

  洁净室内的架空地板是用来掩盖工具、设备与动力设备之间的电线、通讯电缆、水电、管道的连接的。后来,为了节约成本,在“bay-and-chase”式的洁净室结构中,这些架空地板被当作从港湾到夹层的回内通道。在完全单向气流的洁净室内,人们希望微粒从工作区域流到带小孔的地板下。我们已经成功的建立了10级和100级的洁净室,在这些洁净室内没有架空地板,采用墙下部回风系统,而且洁净室的气流被设计成紊流。

  另个一种办法是用薄的空气喷射装置隔离超清洁区域,这种空气喷射的速度是每分钟500到800英尺。它的功能类似于塑料门帘。

  3. 空气过滤。花费因素变量:-0.032至0.10

  采用未端HEPA过滤器对空气进行过滤,0.3到0.5微米的去除效率为99.99%,0.12微米的去除效率为99.999%;若使用ULPA过滤器,0.12微米的去除效率为99.99995%。

  根据洁净室外的用途,也可以选择其他的设备,例如,在循环风加新风处理系统中,使用HEPA过滤器用碳吸附或相似功能的合成过滤器处理VOC,静电过滤箱,等等。

  在洁净室市场上,风机过滤不再是新产品,正确的应用它可以为许多高水平洁净室提供的、经济的解决方案,尤其是在吊顶高度有限的建筑内。已证明降低成本和减小过滤器的压降(在洁净室寿命期内,使用低等级过滤器,长时间采用高压降方式运转,所带来的效益并不总是十分明显)。

  4. 空气处理器。花费因素变量:-0.07至0.15

  新风处理空调箱[Make-up AHU s]。典型的新风处理空调箱(初级AHU s)为循环风空调箱(二级AHU s)提供必需的新风。新风由离心排风机、轴流或plug风机加上过滤器、预热和再热用热水盘管、冷却和除湿使用的冷冻水盘管、蒸汽和绝热加湿器等组成。附件和差异包括静电空气混合器、蒸汽预热盘管、超声波加湿器、盐水、除湿用的直接交换[Dx]或乙二醇低温冷冻盘管、VOC吸附过滤器、噪声衰减器,VFP(变频)驱动等。

  近12年,M&I传热产品公司成功地研制和生产了非常经济、可靠的风机系统。这些系统工作起来非常安静,并且消耗的能源很低,通常比离心式或plug风机系统能耗少20%。

  新风处理空调箱通道是将空气注入集管,再通过支管系统给循环风空调箱提供新风。在初级和二级风管上进行空气测量,并调节送风机、VFD或进口风阀以便恒定风量。Magnahelic讲量器临测安装在各个空调箱内HEPA过滤器布袋过滤器和预过滤器的荷载。有吊顶风机过滤器的情况下,新风处理空调箱出来的空气进入循环风空调箱再送出。

  循环风空调箱(Recirculation AHU s)。典型的循环风空调箱由离心式风机、过滤器和湿热(干)冷盘管组成。附加和差异包括用于局部温度控制的再热盘管、用于局部湿度控制的蒸汽或超声波加湿器、风量恒定控制箱。这种采用Whisper-Air and Compac Space 风机系统的方式提供了一种节约成本和充分使用能源的选择。

  多重循环风空调箱通过送风管,再经过ULPA过滤器或HEPA过滤器,将空气送入洁净室,在洁净度等级为10级和1级的洁净间的吊顶上,这些过滤器通常是100%覆盖。垂直单向气流向下通过洁净间,穿过带孔的架空地板砖进入地板下面的回风空间,再通过垂直回风夹道向上进入吊顶回风静压箱。然后 ,空气再次进入循环风空调箱,以上的空气循环再次重复。如果是使用吊顶风机过滤器,在风机过滤器上面的吊顶空间时,可以安装水或直接交换冷却[DX-cooled]风机盘管实现表面冷却。




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