空调分类: 舒适空调—以温度为主要控制对象,满足人的舒适度要求; 精密空调—以温度和相对湿度为主要控制对象,满足工业生产要求(恒温恒湿); 洁净(净化)空调—以空气微粒数为主要控制对象,满足工业生产要求(洁净度)。 什么是洁净室? —特殊设计的房间,要控制空气中的尘埃粒子数量,在设计上要控制尘埃粒子对房间的侵入、生存和存留达到最小,以及相关的温度、湿度和压力得到必要的控制。(摘自:ISO14644-1)
舒适空调—以温度为主要控制对象,满足人的舒适度要求;
精密空调—以温度和相对湿度为主要控制对象,满足工业生产要求(恒温恒湿);
洁净(净化)空调—以空气微粒数为主要控制对象,满足工业生产要求(洁净度)。
—特殊设计的房间,要控制空气中的尘埃粒子数量,在设计上要控制尘埃粒子对房间的侵入、生存和存留达到最小,以及相关的温度、湿度和压力得到必要的控制。(摘自:ISO14644-1)
—专门设计建造的有限空间,在空气微粒、温湿度、空气压力、空气压力流动方式、空气运动、震动、噪声、滋生微生物以及照明方面进行了特殊的控制。(摘自:ASHRAE)
—按气流流型划分: 单向流洁净室 ,非单向流洁净室,混合流洁净室。
—靠送风气流“活塞”般的挤压作用,推动室内脏空气迅速排出室外,达到净化目的。
—依靠送风气流不断混合稀释室内空气,把室内粒子逐渐排除去,直至达到平衡。
GB50073-2013《洁净厂房设计规范》空气洁净度等级要求:
3.0.1??洁净室及洁净区内空气中悬浮粒子空气洁净度等级应符合下列规定:
1?洁净室及洁净区空气洁净度整数等级应按表3.0.1确定。
注:按不同的测量方法,各等级水平的浓度数据的 有效数字 不应超过3位。
悬浮粒子和微生物—影响产品纯度、交叉污染和无菌程度,实现洁净度级别重要参数;
温度和相对湿度—影响产品工艺条件和细菌繁殖条件以及人员舒适度。
国际标准 ISO14644-4—v=0.2~0.5m/s
洁净厂房设计规范GB50073-2013--v=0.2~0.4m/s
电子工业洁净厂房设计规范GB50472-2008--v=0.2~0.45m/s
中国cGMP 2010版--v=0.36~0.54m/s
“单向气流系统应从终端过滤器或空气分配器系统以下15-30cm处的规定检验位置以(0.2~0.4m/s)*的均衡速度(指导值)提供气流。”
*(0.2~0.4m/s 在此以GB50073规定值为例)
负压差:防止洁净室污染外界(某些危险微生物污染的洁净室)
洁净区里通常是人工照明,最低照度不低于150lx,主要工作区通常200~300lx;
非洁净区最低照度不低于100lx,按各行业规范要求制定。
噪声——控制噪声,保护人员健康,以利工人正常操作:
净化空调设计目的—提供符合 洁净室 要求的系统,确保其满足产品的生产环境。
1、隔离器(Isolator)及隔离装置(RABS)
主动型—(开式、闭式):工艺设备自带单向流循环系统。
AHU处理全部的循环空气并控制区域内的温、湿度,一般用于小面积区域;
风管截面及占用空间较大,风管敷设有难度,AHU需要空调机房。
FMU—保证核心区内净化循环风量要求,布置在吊顶;
FMU—保证核心区内净化循环风量要求,布置在吊顶;用于大面积区域特别是全室ISO5级;
FFU—保证核心区内净化循环风量要求,布置在吊顶;用于较小面积区域ISO5级或A级;
作用:有效组织送风和回风方式,充分发挥洁净空气的稀释作用,快速排出室内污染。
基本原则:气流方向要适应微粒自然沉降的方向,以最快速度排出污染。
根据所要求的洁净度级别、房间面积、室内人数、室内发尘
如果洁净室余热量很大,则送风量按夏季最大冷负荷计算:
如果洁净室余湿量很大,则送风量按室内最大散湿量计算:
自净时间—洁净室从污染状态恢复到其正常洁净度状态所需要的时间。
根据洁净室自净前的污染浓度以及设计浓度等参数,通过特定的公式和图表求出。
国际标准ISO14644-4对微电子行业洁净室,推荐换气次数(动态)
送、回风口的布置位置直接影响送风量的大小,设计应充分考虑这个因素。
终上所述:最后确定出的送风量或换气次数应同时满足上述5个方面的要求。(即取其中最大值)
气锁—区域隔离,“控制”压差—保护产品(外部空间),防止污染
压差—洁净房间建立压差,以减少来自非洁净区、室外、吊顶、以及类似区域的污染。
相对压差—相对压差的建立主要用于减少粒子在暴露的工艺操作保护,区和与其无关的区域之间的传播,防止污染和交叉污染。
压差计算方法:当房间门关闭时,房间要保持一定的压差值所需要的送风量计算:
L=0.827×A×?P0.5×3600×1.25 m 3 /h
0.827—漏风系数,A—缝隙总面积,?P—压力差1.25—不严密处附加系数。
对洁净区房间,不同压差采用不同的换气次数:ΔP=5~40Pa,n=0.6~4.0 ACH
气锁—用以阻隔外界或邻室气流和保证压差而设置的小室,一般设置于洁净区的出入口。
气锁的三种类型:气锁的两道门联锁,始终只能一道门开启,由此保证压差。
梯度气锁:最常用形式,气流从压力高处通过气锁室流向压力低处。
正压气锁:气锁室位于压力最高处,气流从气锁室向外流出。用于分隔不同区域之间的气流。
作用:保护产品(不被外界污染),保护外界不被污染,防止洁净区内的污染外溢;用于强效药品(高活性、高毒性、高致敏)的隔离。
负压气锁:气锁室位于压力最低处,气流由外向气锁室流入。用于分隔不同区域之间的气流。
作用:即保护产品, 又保护其他区域不被污染,防止洁净区含产品空气外溢;如用于强效药品(高活性、高毒性、高致敏)的隔离。
空调负荷计算:计算方法同普通空调,参见相关设计手册。
全新风,用于不允许使用循环风的区域;空调设备表冷器处理焓差大,加大排数;
一定比例的室外新风与室内回风混合,适用于绝大部分洁净区。
是各国GMP指南和国际 ISPE 推荐的空气处理方式。
由于没有了一次回风的冷却后再 加热过程 ,有节能效果。
不适用于散湿量较大的区域,如水针车间的配液、灌封等区域。
调整参数的手段单一,不易控制,适用于室内热源较稳定的区域。
粗效:捕获≥5μm的大粒子,效率以≥2μm的粒子计算;
中效和高中效:捕获≥1μm的中等粒子,效率以≥0.5μm的粒子计算;
亚高效:捕获≥0.5μm的小粒子,效率以≥0.5μm的粒子计算。
中效:50~105Pa(M5、M6—原F5、F6)
亚高效:120~150Pa(F9、H10、H11)
空气过滤器额定风量下阻力和效率指标(摘自GB/T14295-2019)
高效:捕获≥0.5μm的小粒子,效率以≥0.5μm的粒子计算(钠焰法)
超高效:捕获≥0.5μm的微小粒子,效率以0.1~0.3μm的粒子计算(扫描法)
高效空气过滤器效率要求(摘自GB/T13554-2020)
空气预过滤的效率越高,对末级高效过滤器的保护越有效。
送风机按净化空调系统总风量和总阻力选择(预过滤器阻力按初阻力的1.5~2倍选择)。
来源:暖通南社