洁净室要获得良好的洁净效果,不仅要采取合理的空调净化措施,而且也要求工艺、建筑及其他专业采取相应的措施;不但要有合理的设计,而且还要符合规范的施工安装,以及正确的使用洁净室和科学的维护管理。洁净程度和控制污染的持续稳定性,是检验洁净室质量的核心标准。该标准将根据区域环境、净化程度等因素,分为若干等级,常用的有国际标准和国内区域行业标准。为满足等级标准,洁净室应具备以下四个要求。
要保证送风洁净度符合要求,关键是净化系统末级过滤器的性能和安装。而净化系统末级过滤器一般采用高效过滤器或亚高效过滤器。因此,应从洁净度要求考虑,以低级别洁净室选用低性能过滤器、高级别洁净室选用高性能过滤器为原则。
不过,要选择好过滤器还要全面考虑洁净室的特性、过滤器特性和净化系统特性。要保证送风洁净度,仅有合格的过滤器是不够的,还要保证运输、安装过程中不损坏过滤器,确保安装严密。
洁净室的气流组织与一般空调房间有所不同,它要求将最干净的空气首先送到操作部位,它的作用在于限制和减少对加工物的污染。为此,在设计气流组织时应考虑这些原则:首先,尽量减少涡流,避免将工作区以外的污染带入工作区;其次,尽量防止灰尘的二次飞扬以减少灰尘对工件的污染机会;最后,工作区的气流要尽量均匀,且其风速要满足工艺和卫生要求,当气流向回风口流动时要使空气中的灰尘能有效的带走。根据不同的洁净度要求,选择不同的送、回风方式。
不同的气流组织,各有其特点:
1) 垂直单向流:它是气流以一定的速度(0.25m/s~0.5m/s)从顶棚流向地坪的气流流型。这种气流能创造100级、10级、1级或更高洁净级别,也是高级别洁净室应用最广泛的一种气流流型,因其投资高、运行费贵,工程中尽量将其面积压缩到最小,用到必须用的部位。
垂直单向流动态图
2)水平单向流:它是气流以一定的速度(0.3m/s~0.5m/s)从一面墙流向对面的墙的气流流型。只在第一工作区达到100级洁净度,当空气流向另一侧的过程中含尘浓度逐渐升高,所以仅适用于同一房间工艺过程有不同洁净度要求的洁净室;送风墙局部布高效过滤器较满布水平送可减少高效过滤器用量,节约初投资,但局部区域有涡流。
水平单向流动态图
3)乱流:它是靠送风气流不断稀释室内空气,把室内污染逐渐排出,来实现洁净效果。这种流型构造简单、系统建造成本低,洁净室扩充比较容易,在某些特殊用途场所,可并用无尘工作台,提高洁净室等级。
乱流动态图
足够的通风换气量是为了稀释和排除室内污染空气。根据不同的洁净度要求,当洁净室净高较高时,可适当增加换气次数。其中,100万级洁净室的通风量按高中效净化系统考虑,其余均按高效净化系统考虑。当10万级洁净室高效过滤器集中布置在机房或系统末端采用亚高效过滤器时,可适当提高换气次数10-20%。
洁净室工作区域截面速度云图
洁净室维持一定的正压是保证其不受或少受污染、以维持设计洁净度等级必不可少的条件之一。即便是负压洁净室,也必须有不低于它洁净度级别地相邻房间或套间维持一定地正压,负压洁净室的洁净度才能得以维持。
据悉,维持洁净室正压所需的风量主要根据维护结构密闭性好坏来确定。我国设计规范规定:不同等级的洁净室以及洁净区和非洁净区之间的静压差应不小于0.5mm水柱(~5Pa),洁净区与室外的静压差应不小于1.0mm水柱(~10Pa)。由下图可知,在洁净室中间部位正压几乎为0。
洁净室压力云图