Вентилация на чисти помещения

ОВКСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 7, 2011

Високото качество на производството не винаги зависи само от използването на високотехнологично оборудване, а до голяма степен и от условията, в които протича производственият процес. В редица производства, сред които електроника, фармация, медицина, хранително-вкусова промишленост, микроелектроника, генетика, оптика и т. н., протичането на производствения процес изисква не само поддържането на точно определени параметри на микроклимата, но и налага специфични изисквания към чистотата на въздушната среда. За протичането на подобни процеси обикновено се обособяват чисти помещения, с които се цели предпазването на производствения процес и произведените продукти и от най-малкото замърсяване. Това е свързано, от една страна, с ограничаване на количеството частици, отделяни по време на производството, а от друга - с тяхното отстраняване. Необходимо е използваните системи за климатизация на въздуха да подават в помещенията определено количество предварително обработен и пречистен въздух, с който да се осигури поддържането както на подходящ микроклимат, така и на необходимия клас на чистота в помещението. В същото време, подаването на въздух в помещението е необходимо да бъде организирано по начин, непредразполагащ към образуването на застойни зони, в които биха могли да се натрупат прахови частици.

Чисто помещение
Обикновено, под наименованието чисто помещение се има предвид помещение с намалена в сравнение с околната среда запрашеност, съответстваща на определен клас на чистота, което е оборудвано със съоръжение за поддържане на необходимите параметри на микроклимата като температура, влажност, подвижност на въздуха.
Дефинирането на класа на чистота на въздуха обикновено е въз основа на броя на частиците с определена големина в единица обем. Осигуряването на съответния клас на чистота спрямо изискванията на потребителя изисква предприемането на специални мерки за ограничаване на източниците на прах. Тези източници могат да бъдат външни и вътрешни. Вътрешни източници се явяват както машините и протичащият технологичен процес, така и намиращите се в помещението хора. Външен източник обикновено се явява подаваният от климатичната инсталация външен и рециркулационен въздух.

От съществено значение за чистите помещения са и параметрите температура и относителна влажност на въздуха, и границите на тяхното изменение, както и нивото на звуково налягане, амплитудата на допустимите вибрации, поддържането на свръхналягане спрямо съседни помещения, интензивността на електростатичното поле.

Организация на въздухообмена
Подаваният към чистите помещения дебит въздух е необходимо да може да осигури отвеждане на праховите частици съгласно класа на чистота и на топлопритоците при необходимост, както и поддържане на подходящи стойности на относителна влажност. За да може да се постигне съответният клас на честота, е необходимо осигуряването на кратност на въздухообмена и скорост на въздуха в напречното сечение на обслужващата зона в определени граници. В някои случаи, за по-ниски класове на чистота при големи топлоотделения и тесни допустими граници за изменение на температурата може да се наложи увеличаване на кратността на въздухобмен.
Специалистите съветват по-високи кратности и скорости да се избират за помещения с високи топлинни натоварвания с оглед предотвратяване разпространението на частиците от гравитационните сили.

Обикновено, за чистите помещения се предвижда организирането на турбулентна или безтурбулентна (ламинарна) вентилация. Възможно е и организирането на смесена вентилация, когато в една част на помещението въздушната струя е ламинарна, а в други - не.

Турбулентна вентилация
Организирането на турбулентна вентилация в чистите помещения в основата си не се различава съществено от вентилацията на офис сгради, търговски центрове, производствени предприятия и т. н. Необходимият за помещението вентилационен въздух, който в случая е с висока степен на чистота, се подава в помещението през вентилационни отвори, разположени в тавана. Основните разлики с обикновените помещения са свързани с големите специфични дебити на подаван въздух, използването на тристъпално филтриране на постъпващия в помещението въздух и на високоефективни филтри, и поддържането на свръхналягане в помещението. Повишеното количество подаван въздух играе съществена роля за контролирането на частиците. При турбулентната вентилация решаващо значение за степента на чистота има ограничаването на разпространението на отделните частици от различните замърсители. Използването на високоефективни филтри гарантира отстраняването на много малки частици. Поддържането на надналягане е с оглед недопускането на попадане на прахови частици в чистите помещения от заобикалящите ги помещения.
За помещенията с турбулентна вентилация схемата на отвеждане на въздуха играе важна роля. В тези помещения широко използвани са стенните смукателни решетки. Препоръчително е те да бъдат разположени равномерно по периметъра на помещението. Това е и причината в тях да не се препоръчва разполагане на оборудването в близост до стените. Желателно е то да се разположи на известно разстояние от тях. Препоръчваната схема на организация на въздухообмен обикновено е “горе-долу”.

Ламинарен въздушен поток
Организирането на вентилация с ламинарен въздушен поток обикновено е в случаи, при които се изисква поддържането на ниски концентрации на замърсяващи частици. В този случай през помещението предварително преминава безтурбулентно течение, на което токовите линии са приблизително успоредни и по цялото сечение на ограниченото пространство скоростните полета са равномерни и приблизително еднакви. Степента на чистота се определя от скоростта на отделящите се в работните места замърсители. Скоростта на течението обикновено се избира така, че да се потискат формиращите се гравитационни струи, а образуващите се вихри и развиващата се турбулентност да не създават затруднения. Най-често скоростта на течението се движи в границите от 0,3 - 0,5 m/s. Излизане извън тези граници се допуска само в определени случаи, като според специалисти е добре отклоненията от средната стойност на скоростта да не бъдат по-големи от ±20%. Счита се, че подобна скорост на въздушната струя може успешно да отстрани сравнително големи частици, преди те да се наслоят върху повърхностите. Чрез ламинарния въздушен поток се осигурява незабавно отстраняване на отделяните във въздуха замърсители. За разлика от него, при турбулентната въздушна струя за премахване на замърсяванията се разчита предимно на смесване и разреждане на частиците.

Добре е да се има предвид фактът, че в празна стая, в която няма никакви препятствия, замърсяванията се отстраняват при скорости на въздушния поток много по-ниски от посочените. В реална ситуация, обаче, на пътя на струята има различни препятствия и движещи се хора. Сблъсквайки се с препятствие, ламинарният поток се превръща в турбулентен. В тези зони, съответно, се наблюдават и по-високи концентрации на замърсявания. Желателно е, за да се избегне образуването на застойни зони, мебелите и оборудването да се разположат така, че да не предразполагат към образуването им.

Установено е, че чистота на помещенията с ламинарен поток е правопропорционална на скоростта на потока.

Обикновено, при използването на ламинарен въздушен поток, схемата на разпределение е подаване на въздух от тавана и отвеждането му през вентилационни отвори в пода. Ако помещението е тясно (4,2-4,6 m), въздухът се отвежда не през пода, а през вентилационни смукателни отвори, разположени в близост до пода. В този случай, въздухът, подаван отгоре се движи вертикално надолу до височина от 0,6-0,9 m, след което се отклонява към смукателните решетки.

Използвани схеми на въздухообмен
Както вече отбелязахме вида на вентилацията обикновено се избира в зависимост от класа на чистота на помещението. Обикновено безтурбулентна вентилация се организира за класове на чистота до 1000 включително.

Въздухът се подава по цялото сечение на тавана или по една от страничните стени, където са монтирани абсолютните филтри. Отвеждането на въздуха е от противоположната страна.

За помещения с класове на чистота 10 000 и 100 000 се препоръчва организацията на въздухообмена по схема “горе-долу”.

В случаите, когато е ограничен броят на технологичните операции, изискващи висок клас на честота, специалистите препоръчват обработваният въздух да се подава непосредствено на работните места. По този начин се постига значителна икономия на енергия, както и ограничаването на вибрациите и постигане на допълнителен шумопоглъщащ ефект.

За ефективно решение се счита и използването на чист тунел с разделна зона за зареждане и обслужване.

Чисти кабини и работни места
Когато в помещението има технологични процеси, изискващи по-висок клас на чистота от общо поддържания в цялото помещение, за икономически изгодно се счита използването на чисти кабини и работни маси. Те обикновено са оборудване със самостоятелен вентилатор, който засмуква въздух от помещението и го нагнетява през абсолютен филтър в работната зона.

ЕКСКЛУЗИВНО

Top