מהן הדרישות להשגת ניקיון בחדר נקי?

חדרים נקיים נקראים גם חדרים נטולי אבק. הם משמשים לפליטת מזהמים כגון חלקיקי אבק, אוויר מזיק וחיידקים מהאוויר בתוך חלל מסוים, ולשליטה על הטמפרטורה הפנימית, הניקיון, הלחץ הפנימי, מהירות זרימת האוויר ופיזור זרימת האוויר, רעש ויברציות, תאורה וחשמל סטטי בטווח מסוים. להלן מתארים בעיקר את ארבעת התנאים ההכרחיים להשגת דרישות הניקיון באמצעי טיהור של חדרים נקיים.

1. ניקיון אספקת האוויר

כדי להבטיח שניקיון אספקת האוויר עומד בדרישות, המפתח הוא ביצועי וההתקנה של המסנן הסופי של מערכת הטיהור. המסנן הסופי של מערכת החדרים הנקי משתמש בדרך כלל במסנן HEPA או במסנן תת-HEPA. על פי התקנים הלאומיים, יעילות מסנני HEPA מחולקת לארבע דרגות: Class A היא ≥99.9%, Class B היא ≥99.99%, Class C היא ≥99.999%, Class D היא (עבור חלקיקים ≥0.1μm) ≥99.999% (הידועים גם כמסנני אולטרה-HEPA); מסנני תת-HEPA הם (עבור חלקיקים ≥0.5μm) 95~99.9%.

2. ארגון זרימת האוויר

ארגון זרימת האוויר של חדר נקי שונה מזה של חדר ממוזג כללי. הוא דורש שהאוויר הנקי ביותר יועבר תחילה לאזור ההפעלה. תפקידו להגביל ולהפחית את הזיהום של האובייקטים המעובדים. לארגוני זרימת אוויר שונים יש מאפיינים והיקפים משלהם: זרימה אנכית חד כיוונית: שניהם יכולים להשיג זרימת אוויר אחידה כלפי מטה, להקל על פריסת ציוד התהליך, בעלי יכולת טיהור עצמי חזקה ויכולים לפשט מתקנים נפוצים כמו מתקני חדר נקי אישי. לארבע שיטות אספקת האוויר יש גם יתרונות וחסרונות משלהן: למסנני HEPA מכוסים במלואם יש יתרונות של התנגדות נמוכה ומחזור החלפת מסנן ארוך, אך מבנה התקרה מורכב והעלות גבוהה; היתרונות והחסרונות של אספקת מסנן HEPA מכוסה צדדית ואספקה ​​​​מעלית עם חור מלא הפוכים מאלה של אספקת מסנן HEPA מכוסה במלואם. ביניהם, אספקת המסנן העליונה עם חור מלא נוטה להצטברות אבק על המשטח הפנימי של צלחת הפתח כאשר המערכת אינה פועלת ברציפות, ותחזוקה לקויה תשפיע במידה מסוימת על הניקיון; אספקת אוויר עליונה באמצעות מפזר צפוף דורשת שכבת ערבוב, ולכן היא מתאימה רק לחדרים נקיים גבוהים מעל 4 מטר, ומאפייניה דומים לאלו של אספקת אוויר עליונה עם חור מלא; שיטת אספקת אוויר חוזר עבור הלוחות עם סורגים משני הצדדים ויציאות אוויר חוזר המסודרות באופן שווה בתחתית הקירות משני הצדדים מתאימה רק לחדרים נקיים עם מרווח נטו של פחות מ-6 מטר משני הצדדים; יציאות אוויר חוזר בתחתית הקיר החד-צדדי מתאימות רק לחדרים נקיים עם מרווח קטן בין הקירות (כגון ≤2~3 מטר). זרימה חד-כיוונית אופקית: רק אזור העבודה הראשון מגיע לרמת ניקיון של 100. כאשר האוויר זורם לצד השני, ריכוז האבק עולה בהדרגה. לכן, היא מתאימה רק לחדרים נקיים עם דרישות ניקיון שונות עבור אותו תהליך. פיזור מקומי של מסנני HEPA על קיר אספקת האוויר יכול להפחית את השימוש במסנני HEPA ולחסוך בהשקעה ראשונית, אך ישנם מערבולות באזורים מקומיים. זרימת אוויר טורבולנטית: מאפייני אספקת האוויר העליונה של לוחות פתח ואספקה ​​עליונה של מפזרים צפופים זהים לאלה שהוזכרו לעיל. יתרונותיו של אספקה ​​צדדית הם פריסת צינורות קלה, ללא שכבת ביניים טכנית, עלות נמוכה, ונוחות לשיפוץ מפעלים ישנים. החסרונות הם שמהירות הרוח באזור העבודה גדולה, וריכוז האבק בצד עם הרוח גבוה יותר מזה שבצד עם הרוח. אספקה ​​עליונה של יציאות מסנן HEPA כוללת את היתרונות של מערכת פשוטה, ללא צינורות מאחורי מסנן HEPA, וזרימת אוויר נקייה המועברת ישירות לאזור העבודה, אך זרימת האוויר הנקייה מתפזרת באיטיות וזרימת האוויר באזור העבודה אחידה יותר. עם זאת, כאשר מספר יציאות אוויר מסודרות באופן שווה או כאשר משתמשים ביציאות מסנן HEPA עם מפזרים, ניתן גם להפוך את זרימת האוויר באזור העבודה לאחידה יותר. עם זאת, כאשר המערכת אינה פועלת ברציפות, המפזר נוטה להצטברות אבק.

3. נפח אספקת אוויר או מהירות אוויר

נפח אוורור מספיק נועד לדלל ולהסיר אוויר מזוהם בתוך הבית. בהתאם לדרישות ניקיון שונות, כאשר הגובה נטו של חדר נקי גבוה, יש להגדיל את תדירות האוורור בהתאם. ביניהן, נפח האוורור של חדר נקי בגודל מיליון יחידות נחשב לפי מערכת חדר נקי יעילה גבוהה, והשאר נחשב לפי מערכת חדר נקי יעילה גבוהה; כאשר מסנני HEPA של חדר נקי בדרגה 100,000 מרוכזים בחדר המכונות או כאשר משתמשים במסנני תת-HEPA בסוף המערכת, ניתן להגדיל את תדירות האוורור ב-10% עד 20% בהתאם.

4. הפרש לחץ סטטי

שמירה על לחץ חיובי מסוים בחדר הנקי היא אחד התנאים החיוניים להבטחת זיהום החדר הנקי, או פחות זיהום, על מנת לשמור על רמת הניקיון המתוכננת. גם עבור חדר נקי בלחץ שלילי, חייב להיות חדר או סוויטה סמוכים עם רמת ניקיון שאינה נמוכה מרמתם, על מנת לשמור על לחץ חיובי מסוים, כך שניתן יהיה לשמור על ניקיון חדר הנקי בלחץ שלילי. ערך הלחץ החיובי של חדר הנקי מתייחס לערך כאשר הלחץ הסטטי הפנימי גדול מהלחץ הסטטי החיצוני כאשר כל הדלתות והחלונות סגורים. ערך זה מושג על ידי כך שנפח אספקת האוויר של מערכת הטיהור גדול מנפח אוויר החוזר ומנפח אוויר הפליטה. על מנת להבטיח את ערך הלחץ החיובי של חדר הנקי, עדיף לשלב את מאווררי אספקת האוויר, אוויר החוזר ומאוורר הפליטה. כאשר המערכת מופעלת, מאוורר האספקה ​​מופעל תחילה, ולאחר מכן מאוורר ההחזרה ומאוורר הפליטה; כאשר המערכת כבויה, מאוורר הפליטה כבוי תחילה, ולאחר מכן מאוורר ההחזרה ומאוורר האספקה ​​כבויים כדי למנוע זיהום החדר הנקי בעת הפעלה וכיבוי המערכת. נפח האוויר הנדרש לשמירה על לחץ חיובי בחדר הנקי נקבע בעיקר על ידי אטימות מבנה התחזוקה. בשלב המוקדם של בניית חדרים נקיים בסין, עקב אטימות ירודה של מבנה הסגירה, נדרשו 2~6 פעמים/שעה של אספקת אוויר כדי לשמור על לחץ חיובי של ≥5Pa; כיום, אטימות מבנה התחזוקה שופרה מאוד, ונדרש רק 1~2 פעמים/שעה של אספקת אוויר כדי לשמור על אותו לחץ חיובי; נדרשות רק 2~3 פעמים/שעה של אספקת אוויר כדי לשמור על ≥10Pa. מפרטי תכנון לאומיים קובעים כי הפרש הלחצים הסטטי בין חדרים נקיים ברמות שונות ובין אזורים נקיים לאזורים לא נקיים לא יפחת מ-0.5mmH2O (~5Pa), והפרש הלחצים הסטטי בין האזור הנקי לחוץ לא יפחת מ-1.0mmH2O (~10Pa).