اتاق تمیز
طراحی سیستم تهویه اتاق تمیز یا کلین روم
اتاق تمیز یا کلین روم به محلي اطلاق مي‌شود كه عاري از هرگونه آلودگي ذره‌اي يا باكتريايي و ميكروبي باشد. اين اتاق‌ها در صنايع مختلف الكترونيك، كامپيوتر، ابزار دقيق، داروسازي، تجهيزات پزشكي و مواد غذايي كاربرد بسياري داشته و ساخت اين فضاها در سال‌هاي اخير روند چشمگيري در كشورهاي پيشرفته داشته است.
اتاق های تمیز به دو دسته تقسيم می شوند، گروهي كه در جهت ايجاد محدوده‌اي عاري از هرگونه ذرات گرد و غبار معلق در هوا حتي در حد ميكرون طراحي مي‌شود كه باعث بهبود عملكرد پروسه تولي محصول و افزايش عمر مفيد آن و جلوگيري از آسيب قطعات مي‌شود و گروه ديگر اين اتاق‌ها كه در جهت حذف ذرات ميكروارگانيسم‌ها و بسيار ريزي كه امكان رشد و شيوع داشته و قابليت ايجاد عفونت در انسان مي‌شود، كه اين نمونه در بيمارستان‌ها جهت جلوگيري از شيوع بيماري، كنترل عفونت و به حداقل رساندن آلودگي زخم‌ها طراحي مي‌شود.
کلین روم ها بر اساس نياز طرحي مي‌شود و آنچه روشن است اتاق‌هاي تمیز محلي است كه پاکیزه و عاري از هرگونه گردوغبار و ميكروب باشد، و طبق استاندارد 209E اينگونه تعريف مي‌گردد ” اتاقي كه بتواند ذرات معلق در محيط را كنترل نموده و داراي يك يا چند ناحيه تمیز باشد.” طبق استاندارد ISO 14644-1 كه از مهم‌ترين استانداردهاي ISO است، داريم ” اتاقي كه غلظت ذرات در هواي محيط را كنترل نمايد و به گونه‌اي طراحي شود كه حداقل ورود، توليد و حفظ ذرات را در داخل اتاق داشته باشد و پارامترهايي نظير دما، فشار و رطوبت كاملاً تحت كنترل باشند.”
طبقه‌بندی اتاق تمیز
اتاق تمیز بر اساس ميزان تمیزسازي هوا طبقه‌بندي مي‌شود. طبق استاندارد 209 فدرال آمریکا، تعداد پارتيكل‌ها معادل يا بزرگ‌تر از 0.5 ميلي‌متر در هر فوت به مكعب هوا اندازه‌گيري شده و به عنوان مرجع براي طبقه‌بندي اتاق تمیز به كار مي‌رود. در جدول زير شكل ساده‌اي از طبقه‌بندي اتاق‌هاي تمیز طبق این استاندارد براي حداكثر تعداد ذرات مجاز در فوت مكعب 0.5 ميلي‌متر را داريم.
|
US FED-209E – Clean Room Standard |
|||||
|
Maximum Particles/ft³ |
|||||
|
Class |
≥0.1 µm | ≥0.2 µm | ≥0.3 µm | ≥0.5 µm |
≥5 µm |
|
1 |
35 | 7 | 3 | 1 |
——- |
|
10 |
350 | 75 | 30 | 10 |
——- |
|
100 |
——- | 750 | 300 | 100 |
——- |
|
1,000 |
——- | ——- | ——- | 1,000 |
7 |
| 10,000 | ——- | ——- | ——- | 10,000 |
70 |
|
100,000 |
——- |
——- | ——- | 100,000 |
700 |
مقدار غلظت ذرات موجود در هوا كه محدوده کلین روم را تعريف مي‌كند وابسته به تكثير و ايجاد تعداد ذراتي است كه در اتاق به‌صورت فعال ايجاد مي‌گردد. اگر اتاق خالي باشد، مقدار ذرات كمترند و كيفيت منبع توليد هوا و بازده آن به كيفيت فيلتر برمي‌گردد، در صورتي كه در اتاق، تجهيزات فعال باشد، غلظت ذرات بيشتر مي‌شود كه البته بيشترين درصد ايجاد ذرات زماني رخ مي‌دهد كه اتاق كاملاً از تجهيزات فعال و پرسنل اشباع شود.
انواع روشهای تهویه اتاق تمیز یا کلین روم ها
روشهای تهویه اتاق های تمیز را بر اساس الگوی جريان هوا، مي‌توان به چهار گروه تقسيم‌بندي نمود كه عبارتند از:
1) تهویه با الگوی جريان غيرمستقيم هوا (Non-Unidirectional Flow): در اين حالت تهويه اتاق بر اساس ونتيلاسيون و جريان هواي توربولانسي فلويي غيرمستقيم از نقاط مختلف اتاق صورت مي‌گيرد و هواي تميز فيلتر شده با هواي اتاق مخلوط شده و سپس از دريچه‌هاي خروج در پايين ديوارها به خارج منتقل مي‌شوند و معمولاً تعداد تعویض هوا در یک ساعت برابر با 20 بار در ساعت است. در شركت‌ها و فروشگاه‌ها معمولاً از اين نوع جریان استفاده مي‌شود.
2) تهویه با الگوی جريان مستقيم هوا (Unidirectional Flow): اين نوع جريان‌سازي هوا با فلوي لامينار شناخته مي‌شود، در اين حالت هواي پاکیزه با عبور از فيلترهاي هپا كه در قسمت وسيعي از سقف نصب شده وارد اتاق مي‌شود، اين هوا به طور مستقيم از بالا به پايين هواي اتاق را جاروب مي‌كند و گردش هواي زيادي در اين حالت خواهيم داشت و چون تمام حجم اتاق را دربرمي‌گيرد و آلودگي را از طريق اگزاست‌ها خارج مي‌كند، بنابراين فضاي اتاق تمیز به حداكثر تميزي و تمیزي مي‌رسد و معمولاً براي اتاق‌هاي تمیز باكلاس 1، 10 و 100 به كار مي‌رود.
3) تهویه با الگوی با جریان تركيبي (Mixed Air): اين نوع اتاق‌ها مانند حالت غيرمستقيم می باشد. با اين تفاوت كه قسمتي كه امكان شيوع آلودگي داريم با طرحي هواساز از نوع جريا ن مستقيم آن منطقه را تمیزسازي مي‌نماييم. مثلاً در اتاق عمل در بالاي تخت جراحي مي‌توان هواساز جريان مستقيم تعبيه نمود و بقيه اتاق از نوع جريان غيرمستقيم باشد. اين اتاق‌ها مقرون به صرفه هستند و در كنترل عفونت مؤثر هستند.
4) تهویه اتاق ايزوله یا محيط با مناطق تميز كوچك: اين نوع کلین روم براي ايجاد بالاترين سطح حفاظت در برابر شيوع ميكروب و در جاهايي كه با مواد شيميايي و باكتريايي خطرناك سروكار دارند به كار مي‌رود، در اتاق ايزوله از هواسازی استفاده می شود كه قسمتي از اتاق با سيستم تهويه با جريان‌هاي توربولانت و غيرمستقيم باشد. در اين اتاق‌ها پرسنل در نهايت حفاظت را به كار مي‌برند و حتي هرگونه ورود و خروج اشياء در بسته‌بندي‌هاي سيليكوني روي ريل‌هاي مخصوص صورت مي‌گيرد تا از سرايت ميكروب‌ها جلوگيري شود.
تقسيم‌بندی اتاق‌های تمیز بر اساس فشار جريان هوا
1) اتاق تمیز با فشار مثبت (Positive Pressure):
در اتاق تمیز با فشار مثبت هوا از طريق دريچه‌هاي نصب شده در سقف مرتبط با هواساز از فيلترهاي هپا يا اولپا عبور كرده و وارد اتاق مي‌شود و سپس از طريق دريچه‌هاي تعبيه شده از ديوار يا كف اتاق خارج مي‌شود. در اين سيستم‌ها از سيستم فن فيلتر یونیت و یا هواساز مي‌توان استفاده كرد.
2) اتاق تمیز با فشار منفي (Negative Pressure):
براي اطمينان از اينكه هواي آلوده از محيط بيرون وارد اتاق تمیز نشود يا ممانعت از خروج آلودگي به بيرون، از اين نوع اتاق استفاده مي‌شود. هواي فيلتر شده از دريچه‌هاي موجود در ديوار اتاق وارد شده و از طريق فيلتر هپايي كه در سقف اتاق نصب است، خارج مي‌شود و اين نوع از اتاق را در محل‌هايي كه با مواد خطرناك، ويروس‌ها و باكتري‌ها سروكار دارند، استفاده مي‌كنند.
كلاس‌بندي کلین روم طبق ISO
|
تعداد تعویض هوا در یک ساعت ACH |
سرعت متوسط جریان هوا
FPM |
نوع جریان | کلاس معادل کلین روم
در استاندارد 209E (تعداد ذارت مجاز با قطر بالاتر از 0.5 میکرون در یک فوت مکعب) |
کلاس کلین روم در استاندارد ISO 14644-1 |
|
350-650 |
70-100 | Unidirectional | 1 |
3 |
|
300-600 |
60-110 | Unidirectional | 10 |
4 |
|
300-480 |
50-90 | Unidirectional | 100 |
5 |
|
150-250 |
40-90 | Mixed | 1,000 |
6 |
|
60-120 |
25-40 | Mixed | 10,000 |
7 |
| 10-40 | 10-30 | Mixed | 100,000 |
8 |
لازم به یادآوری است که سرعتها و «تعداد تعویض هوا» ی پیشنهادی در جدول فوق بر اساس روش سرانگشتی بوده و نمی تواند جایگزین محاسبات دقیق گردد. محاسبه دقیق تعداد تعویض هوا برای هر پروژه حتی با کاربری و کلاس مشابه متفاوت است چراکه پارامترهای دخیل برای محاسبه؛ صرفا” محدود به نوع کلاس کلین روم و کاربری نبوده و شامل موارد گسترده تری است که تنها مهندسین با تجربه در این زمینه تخصص کافی برای محاسبه دقیق تعداد تعویض هوا در اتاق تمیز را دارند.
«تعداد تعویض هوا» در کلین روم ها از این جهت اهمیت دارد که سایز تمام تجهیزات تهویه مطبوع نظیر چیلر، هواساز، پکیج یونیت و … تابعی از محاسبه مقدار بدست آمده برای «تعداد تعویض هوا» بوده و خطای در محاسبه آن، منجر به افزایش و یا کاهش غیر قابل جبران در سایز و ظرفیت تجهیزات HVAC خواهد شد.
برای مطالعه بیشتر در این زمینه، به مقاله ای از بنده با عنوان «روشهای توزیع هوا در اتاق های تمیز» که در شماره 223 توسط مجله صنعت تاسیسات به چاپ رسیده است، مراجعه فرمایید.
چنانچه برای محاسبات و طراحی کلین روم خود نیاز به مشاوره تخصصی دارید، می توانید از راههای ارتباطی مندرج در این سایت، با بنده تماس بگیرید.
- Client #
- Date 21 آذر 1399
- Tags کاربری 1, کاربری خاص, مشاوره تخصصی
- URL View Project
