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潔凈車間關鍵區及其周邊受控區凈化方式的探討

更新時間:2019-11-30  |  點擊率:3417

一、關鍵區即核心操作區,應采用單向流凈化方式。
1、關鍵區(*區)通常是在受控環境下(B級背景下)的局部區域,有7種方式:
(1)工藝設備自帶層流送回風系統式。
(2)大系統式。
(3)小系統式。
(4)層流(單向流)罩式。
(5)阻漏層、FFU、送風口(普通和無漏)等末端裝置式。
(6)小室式。
(7)隔離器與隔離裝置。
2、工藝設備自帶層流送回風系統式
許多小容量水針灌裝設備自帶層流送回風系統(層流罩)。一般多為透明圍擋,圍擋上部送風,圍擋下部開口回風,回風多在灌裝口以下,送風多取自從室內或從圍擋上面的靜壓箱上開采風口。
其優點是系統簡單,但有不少設備需要在圍擋上開設人工參與操作的口,做不到全封閉,人工干擾潔凈度的風險較大,且國內設備以前的設計風速均達不到新版GMP的要求。由于風機在層流罩中(室內),如果按新要求設計,噪聲易超標。
3、大系統式
在一潔凈車間中設一局部*區,并將局部*的送回風都納入大系統中,如下圖所示。A區的垂簾可以是敞開式也可以是到地面的封閉式。

其優點是噪聲小,也不用單設機房,但由于局部*風量大,使得這些房間不是過冷就是過熱。有時這種生產車間的產品具有特殊性,如有強致敏性,所以納入包含其他房間送風的大系統不合適。如果一定要這樣做,盡量使局部*靠近機房,這樣可以縮短大管徑送回風管的長度。
4、小系統式
使該系統局部*送回風自成獨立系統,這是常用的一種方法。局部*的垂簾可以到底,也可以不到底。


其優點是可以解決風機壓頭、風量不匹配問題。
5、層流(單向流)罩式
一般層流罩都是上送風側上回風,如下圖所示。
由于回風緊靠送風面,非常容易造成氣流短路。因此,作為中小面積中的局部*,不應推薦使用上送上回層流罩。

如果選用層流罩方式,則盡可能改變其上回風方式:
(1)可將上部回風口封死,在貼近頂棚的層流罩頂部另開回風口,如下圖。此回風口連接管道引向房間的側墻,在側墻上做回風夾道,從下部開回風口。

(2)如果層流罩已經安裝好,并且操作允許,可在其四周加垂簾,盡可能。垂到地面,這樣對于罩下的簾內空間來說,就變成上送下回了,其前提是罩外沒有重要的操作,只是人的活動空間而已。如下圖:

6、阻漏層等送風末端
(1)阻漏層送風末端及阻漏層送風口具有減少層高,防止泄露,對亂流可擴大主流區,風機和過濾器與風口分離,方便安裝和維修等特點,凡用層流罩的地方均可用它代替。
其優點是可以消除安裝邊框和濾芯的泄露,而后者是其他方法都不能解決的。
(2)FFU就是風機過濾器送風單元
其優點是設計簡單,過濾器邊框不會由于邊框問題而泄露,關停靈活。但電能消耗比較大,噪聲大,對于風速的要求很難長時間達標,必須勤換過濾器或加大風機壓頭才能保持要求的風速,在高風速時噪聲往往超標。
(3)也可以用送風口相連組成小面積層流區域。
7、小室式
將設備置于單向流潔凈小室內,小室可以是剛性或柔性維護結構,也可以是現成產品。
8、隔離器與隔離裝置式
隔離器就是采用嚴密構造和動態手段在確定的容積內部和外部之間創造可靠隔離水平的設備。
隔離器包括隔離器本體和傳遞裝置。
隔離器和潔凈空氣罩、密封箱室、微環境同屬隔離裝置。
隔離器應為單向流。對外保持微正壓,達到5級潔凈度(*),外部環境不低于8級潔凈度(D級)。
二、受控的周邊區(如B級區)凈化方式應根據關鍵區(如A區)條件確定。
1、實現周邊區的要求與以下因素相關:
(1)房間各種設備材料和建筑表面的發塵量;
(2)房間面積與關鍵區面積之比,關鍵區在房間的相對位置;
(3)關鍵區的回風是否對周邊區的實現有貢獻;
(4)周邊區送風口和回風口的布置方式,包括送風口在頂棚上布置的位置、送風口個數、送風口面積與頂棚面積之比;包括回風口在房間雙側布置還是單側布置回風口面積大小。
2、關鍵區的不同結構形式將影響周邊區的風口布置。
(1)關鍵區基本上是處于封閉到地的情況,如下圖:

這種情況下,從關鍵區出來的氣流基本被周邊區的回風口短路,所以可不考慮關鍵區氣流對周邊區的貢獻,可視為安全系數加大,周邊區需單獨布置風口。
(2)關鍵區全敞開的情況,如下圖:

如果關鍵區送風速度按0.45m/s考慮,當關鍵區送風量可以滿足不均勻分布計算的88.1次/h時,關鍵區面積ym
和全室面積xm2之比(假定室高為2.8m):

即關鍵區面積達到全室面積1/6時,周邊區無送風也可達到5級,為安全計,取1/5。若關鍵區送風速度還高,則1/5這一數字更安全。
(3)關鍵區自循環或自循環加周邊區回風的情況,如下圖:

如果關鍵區全部自循環,或有周邊區回風但回風量遠小于自循環風量,則周邊區中全部或大部分為關鍵區回風,回風潔凈度顯然比(2)中的送風潔凈度要差。因此,當周邊區不設送風時,關鍵區占全室面積之比要大于(2)中的比例,周邊區才有望達到5級。
(4)關鍵區在工作面以上,并至頂全封閉的情況,如下圖:

設此時圍擋里臺面高40cm,或者離檢測的工作區截面尚有40cm。因為測定時一般在地面以上80cm左右的工作區截面采樣,所以此時的關鍵區氣流基本可以覆蓋周邊區工作面高度,但畢竟周邊上部渦流會較多,由于條件復雜不便計算,所以周邊區宜按(1)的原則設送風口,即使關鍵區有自循環,也只宜看作安全系數。
3、周邊區實現靜態非單向流5級和動態非單向流7級的空氣凈化系統方式有以下幾種:
(1)雙系統送風方式
當動、靜態換氣次數相差較大時,經過經濟考慮,可按動、靜態分設兩個系統:
動態換氣次數下只1個動態系統運行,有新風、有回風,系統內有空調設備。
靜態換氣次數下另1個靜態系統也運行,只有室內自循環,換氣次數按:靜態換氣次數--動態換氣次數選用。系統內無空調設備。
動態時風口少,靜態時風口多。
(2)單系統送風方式
系統和風口按靜態換氣次數設計,通過變頻,在動態時下調風量。
(3)單系統送風加自凈器方式
1)柜式自凈器設于墻板后面夾道中,上側送風,同側下回風,如下圖:

2)柜式自凈器設于室內,如下圖:
 
3)任何自凈器按可能位置布于室內。