התייחסות לעיצוב חדר נקי גבוה

1. ניתוח מאפייני חדרים נקיים גבוהים

(1). לחדרים נקיים גבוהים יש מאפיינים משלהם. באופן כללי, חדרים נקיים גבוהים משמשים בעיקר בתהליך שלאחר הייצור, ומשמשים בדרך כלל להרכבת ציוד גדול. הם אינם דורשים ניקיון גבוה, ודיוק הבקרה של טמפרטורה ולחות אינו גבוה. הציוד אינו מייצר חום רב במהלך תהליך הייצור, וישנם יחסית מעט אנשים.

(2). חדרים נקיים גבוהים בדרך כלל כוללים מבני מסגרת גדולים, ולעתים קרובות משתמשים בחומרים קלים. הפלטה העליונה בדרך כלל אינה קלה לשאת עומס גדול.

(3). יצירת ופיזור חלקיקי אבק עבור חדרים נקיים גבוהים, מקור הזיהום העיקרי שונה מזה של חדרים נקיים כלליים. בנוסף לאבק הנוצר על ידי אנשים וציוד ספורט, אבק עילי מהווה חלק גדול. על פי הנתונים המסופקים בספרות, יצירת האבק כאשר אדם נייח הוא 105 חלקיקים/(דקה לאדם), ויצירת האבק כאשר אדם נע מחושבת כגדולה פי 5 מזו כאשר האדם נייח. עבור חדרים נקיים בגובה רגיל, יצירת אבק עילי מחושבת כיצירת אבק עילי של 8 מ"ר של הקרקע שווה ערך ליצירת אבק של אדם במנוחה. עבור חדרים נקיים גבוהים, עומס הטיהור גדול יותר באזור פעילות הצוות התחתון וקטן יותר באזור העליון. יחד עם זאת, בשל מאפייני הפרויקט, יש צורך לנקוט מקדם בטיחות מתאים לבטיחות ולהתחשב בזיהום אבק בלתי צפוי. יצירת אבק עילי של פרויקט זה מבוססת על יצירת אבק עילי של 6 מ"ר של הקרקע, שווה ערך ליצירת אבק של אדם במנוחה. פרויקט זה מחושב על סמך 20 עובדים העובדים במשמרת, וייצור האבק של כוח האדם מהווה רק 20% מסך ייצור האבק, בעוד שייצור האבק של כוח האדם בחדר נקי כללי מהווה כ-90% מסך ייצור האבק.

2. עיצוב חדר נקי של סדנאות גבוהות

עיצוב חדר נקי כולל בדרך כלל רצפות, לוחות קירות, תקרות, ותכולת מיזוג אוויר תומכת, תאורה, הגנה מפני אש, אספקת מים וניקוז ותכולה אחרת הקשורה לחדרים נקיים. בהתאם לדרישות, מעטפת הבניין ועיצוב הפנים של החדר הנקי צריכים להשתמש בחומרים בעלי אטימות אוויר טובה ועיוות קל כאשר הטמפרטורה והלחות משתנים. עיצוב הקירות והתקרות בחדרים נקיים צריך לעמוד בדרישות הבאות:

(1). משטחי הקירות והתקרות בחדרים נקיים צריכים להיות שטוחים, חלקים, נטולי אבק, נטולי סנוור, קלים להסרת אבק, ועם פחות משטחים לא אחידים.

(2). חדרים נקיים לא צריכים להשתמש בקירות בנייה ובקירות מטויחים. כאשר יש צורך להשתמש בהם, יש לבצע עבודה יבשה ולהשתמש בתקני טיח ברמה גבוהה. לאחר טיח הקירות, יש לצבוע את משטח הצבע, ולבחור צבע מעכב בעירה, ללא סדקים, ניתן לכביסה, חלק, שאינו סופג מים, מתבלה ועובש בקלות. באופן כללי, עיצוב חדרים נקיים בוחר בעיקר בפאנלי קיר מתכת מצופים באבקה כחומרי עיצוב פנים. עם זאת, עבור מפעלים גדולים, בשל גובה הרצפה הגבוה, התקנת מחיצות לוחות מתכת קשה יותר, עם חוזק נמוך, עלות גבוהה וחוסר יכולת לשאת משקל. פרויקט זה ניתח את מאפייני יצירת האבק של חדרים נקיים במפעלים גדולים ואת הדרישות לניקיון החדר. שיטות עיצוב פנים קונבנציונליות של לוחות מתכת לא אומצו. ציפוי אפוקסי יושם על קירות ההנדסה האזרחית המקוריים. לא הוקמה תקרה בכל החלל כדי להגדיל את השטח השמיש.

3. ארגון זרימת האוויר של חדרים נקיים גבוהים

על פי הספרות, עבור חדרים נקיים גבוהים, שימוש במערכת מיזוג אוויר לחדרים נקיים יכול להפחית משמעותית את נפח אספקת האוויר הכולל של המערכת. עם הפחתת נפח האוויר, חשוב במיוחד לאמץ ארגון זרימת אוויר סביר כדי להשיג אפקט מיזוג אוויר נקי טוב יותר. יש צורך להבטיח את אחידות מערכת אספקת האוויר ואוויר החזרה, להפחית את המערבולת ואת סחרור זרימת האוויר באזור העבודה הנקי, ולשפר את מאפייני הפיזור של זרימת האוויר של אספקת האוויר כדי לתת משחק מלא לאפקט הדילול של זרימת האוויר של אספקת האוויר. בסדנאות נקיות גבוהות עם דרישות ניקיון ברמה 10,000 או 100,000, ניתן לצטט את קונספט התכנון של חללים גבוהים וגדולים למיזוג אוויר נוח, כגון שימוש בנחירים בחללים גדולים כמו שדות תעופה ואולמות תצוגה. באמצעות נחירים ואספקת אוויר צדדית, ניתן לפזר את זרימת האוויר למרחק רב. אספקת אוויר דרך נחירים היא דרך להשיג אספקת אוויר על ידי הסתמכות על סילונים במהירות גבוהה הנשברים מהנחירים. היא משמשת בעיקר במקומות מיזוג אוויר בחדרים נקיים גבוהים או בחללי מבנים ציבוריים עם גובה קומות גבוה. הפיה מאמצת אספקת אוויר צדדית, והפיה ויציאת אוויר חוזר מסודרות באותו צד. האוויר נפלט בצורה מרוכזת מכמה פיות הממוקמות בחלל במהירות גבוהה יותר ובנפח אוויר גדול יותר. הסילון זורם חזרה לאחר מרחק מסוים, כך שכל אזור הממוזג נמצא באזור הזרימה החוזרת, ולאחר מכן יציאת אוויר חוזר הממוקמת בתחתית מוציאה אותו בחזרה ליחידת המיזוג. מאפייניו הם מהירות אספקת אוויר גבוהה וטווח ארוך. הסילון דוחף את האוויר הפנימי להתערבב חזק, המהירות יורדת בהדרגה, ונוצרת זרימת אוויר מסתחררת גדולה בתוך הבית, כך שאזור הממוזג מקבל שדה טמפרטורה ושדה מהירות אחידים יותר.

4. דוגמה לתכנון הנדסי

סדנה גבוהה ונקי (40 מטר אורך, 30 מטר רוחב, 12 מטר גובה) דורשת אזור עבודה נקי מתחת ל-5 מטר, עם רמת טיהור סטטית של 10,000 ודינמית של 100,000, טמפרטורה tn = 22℃±3℃, ולחות יחסית fn = 30%~60%.

(1). קביעת ארגון זרימת האוויר ותדירות האוורור

לאור מאפייני השימוש בחדר נקי גבוה זה, שרוחבו עולה על 30 מטר וחסר תקרה, שיטת אספקת האוויר הנקי הקונבנציונלית לסדנה קשה לעמוד בדרישות השימוש. שיטת אספקת האוויר המרובדת של הפיה מאומצת כדי להבטיח את הטמפרטורה, הלחות והניקיון של אזור העבודה הנקי (מתחת ל-5 מטר). התקן אספקת האוויר של הפיה לנשיפה מסודר באופן שווה על הדופן הצדדית, והתקן יציאת האוויר החוזר עם שכבת ריסון מסודר באופן שווה בגובה של 0.25 מטר מהקרקע בחלק התחתון של דופן הסדנה, ויוצר צורת ארגון זרימת אוויר שבה אזור העבודה חוזר מהפיה וחוזר מהצד המרוכז. במקביל, על מנת למנוע מהאוויר באזור העבודה הלא נקי מעל 5 מטר ליצור אזור מת מבחינת ניקיון, טמפרטורה ולחות, להפחית את השפעת קרינת הקור והחום מהתקרה החיצונית על אזור העבודה, ולפלוט בזמן את חלקיקי האבק הנוצרים על ידי העגורן העליון במהלך הפעולה, ולנצל באופן מלא את האוויר הנקי המפוזר ליותר מ-5 מטר, שורה של פתחי יציאה קטנים לאוויר חוזר מסודרים באזור המיזוג הלא נקי, ויוצרים מערכת אוויר חוזר קטנה במחזור, שיכולה להפחית במידה ניכרת את הזיהום של האזור הלא נקי העליון לאזור העבודה הנקי התחתון.

בהתאם לרמת הניקיון ופליטת המזהמים, פרויקט זה מאמץ תדירות אוורור של 16 שעות לשעה עבור אזור ממוזג נקי מתחת ל-6 מ', ומאמץ פליטה מתאימה עבור אזור עליון שאינו נקי, עם תדירות אוורור של פחות מ-4 שעות לשעה. למעשה, תדירות האוורור הממוצעת של המפעל כולו היא 10 שעות לשעה. באופן זה, בהשוואה למיזוג אוויר נקי של החדר כולו, שיטת אספקת האוויר באמצעות נחיר נקי שכבתי לא רק מבטיחה טוב יותר את תדירות האוורור של האזור הממוזג הנקי ועומדת בדרישות ארגון זרימת האוויר של מפעל גדול, אלא גם חוסכת מאוד את נפח האוויר, קיבולת הקירור ועוצמת המאוורר של המערכת.

(2). חישוב אספקת אוויר של פיה צדדית

הפרש טמפרטורת אספקת אוויר

תדירות האוורור הנדרשת למיזוג אוויר בחדר נקי גדולה בהרבה מזו של מיזוג אוויר כללי. לכן, ניצול מלא של נפח האוויר הגדול של מיזוג אוויר בחדר נקי והפחתת הפרש טמפרטורת אספקת האוויר בזרימת אוויר האספקה ​​יכולים לא רק לחסוך בקיבולת הציוד ובעלויות התפעול, אלא גם לתרום יותר להבטחת דיוק מיזוג האוויר באזור הממוזג בחדר הנקי. הפרש טמפרטורת אספקת האוויר המחושב בפרויקט זה הוא ts= 6℃.

לחדר הנקי יש טווח רחב יחסית, עם רוחב של 30 מטר. יש להבטיח את דרישות החפיפה באזור האמצעי ולהבטיח שאזור העבודה בתהליך נמצא באזור אוויר חוזר. במקביל, יש לקחת בחשבון את דרישות הרעש. מהירות אספקת האוויר בפרויקט זה היא 5 מטר/שנייה, גובה התקנת הפיה הוא 6 מטר, וזרימת האוויר נשלחת מהפיה בכיוון אופקי. פרויקט זה חישב את זרימת האוויר של אספקת האוויר מהפיה. קוטר הפיה הוא 0.36 מטר. על פי הספרות, מספר ארכימדס מחושב כ-0.0035. מהירות אספקת האוויר של הפיה היא 4.8 מטר/שנייה, מהירות הציר בקצה היא 0.8 מטר/שנייה, המהירות הממוצעת היא 0.4 מטר/שנייה, ומהירות הזרימה הממוצעת של הזרימה החוזרת היא פחות מ-0.4 מטר/שנייה, דבר העומד בדרישות השימוש בתהליך.

מכיוון שנפח האוויר של זרימת אוויר האספקה ​​גדול והפרש הטמפרטורה של אוויר האספקה ​​קטן, הוא כמעט זהה לסילון איזותרמי, כך שקל להבטיח את אורך הסילון. על פי המספר הארכימדי, ניתן לחשב את הטווח היחסי x/ds = 37 מטר, שיכול לעמוד בדרישה של חפיפה של 15 מטר של זרימת אוויר האספקה ​​בצד הנגדי.

(3). טיפול בתנאי מיזוג אוויר

לאור המאפיינים של נפח אוויר אספקה ​​גדול והפרש טמפרטורות אוויר אספקה ​​קטן בתכנון חדרים נקיים, נעשה שימוש מלא באוויר חוזר, ואוויר חוזר ראשוני מסולק בשיטת הטיפול במזגן בקיץ. מאומץ שיעור מקסימלי של אוויר חוזר משני, והאוויר הצח מטופל פעם אחת בלבד ולאחר מכן מעורבב עם כמות גדולה של אוויר חוזר משני, ובכך מבטל חימום חוזר ומפחית את הקיבולת וצריכת האנרגיה התפעולית של הציוד.

(4). תוצאות מדידה הנדסיות

לאחר השלמת הפרויקט, בוצע בדיקה הנדסית מקיפה. סך של 20 נקודות מדידה אופקיות ואנכיות הוצבו בכל המפעל. שדה המהירות, שדה הטמפרטורה, הניקיון, הרעש וכו' של המפעל הנקי נבדקו בתנאים סטטיים, ותוצאות המדידה בפועל היו טובות יחסית. תוצאות הנמדדות בתנאי העבודה המתוכננים הן כדלקמן:

המהירות הממוצעת של זרימת האוויר ביציאת האוויר היא 3.0~4.3 מטר/שנייה, והמהירות במפגש של שני זרימות האוויר המנוגדות היא 0.3~0.45 מטר/שנייה. תדירות האוורור של אזור העבודה הנקי מובטחת להיות פי 15/שעה, וניקיונו נמדד כנמצא ברמת דרגה 10,000, דבר העומד היטב בדרישות התכנון.

רעש ברמה A בתוך הבית הוא 56 dB ביציאת האוויר החוזר, ובשאר אזורי העבודה הם כולם מתחת ל-54dB.

5. סיכום

(1). עבור חדרים נקיים גבוהים עם דרישות לא גבוהות במיוחד, ניתן לאמץ עיצוב פשוט יותר כדי לעמוד הן בדרישות השימוש והן בדרישות הניקיון.

(2). עבור חדרים נקיים גבוהים הדורשים רק רמת ניקיון של אזור מתחת לגובה מסוים ברמה 10,000 או 100,000, שיטת אספקת האוויר באמצעות פיות מיזוג אוויר שכבות נקיות היא שיטה חסכונית, מעשית ויעילה יחסית.

(3). עבור חדרים נקיים גבוהים מסוג זה, שורה של פתחי יציאת אוויר חוזרים ממוקמים באזור העבודה העליון הלא נקי כדי להסיר אבק שנוצר ליד מסילות העגורן ולהפחית את השפעת קרינת הקור והחום מהתקרה על אזור העבודה, מה שיכול להבטיח טוב יותר את הניקיון, הטמפרטורה והלחות של אזור העבודה.

(4). גובהו של חדר נקי גבוה גדול פי 4 מזה של חדר נקי כללי. בתנאי ייצור אבק רגילים, יש לציין שעומס הטיהור של חלל היחידה נמוך בהרבה מזה של חדר נקי כללי נמוך. לכן, מנקודת מבט זו, ניתן לקבוע שתדירות האוורור נמוכה מתדירות האוורור של חדר נקי המומלצת על ידי התקן הלאומי GB 73-84. מחקרים וניתוחים מראים כי עבור חדרים נקיים גבוהים, תדירות האוורור משתנה עקב גבהים שונים של האזור הנקי. באופן כללי, 30%~80% מתדירות האוורור המומלצת על ידי התקן הלאומי יכולה לעמוד בדרישות הטיהור.