Ventilatie van cleanrooms: regels voor ontwerp en installatie van ventilatiesystemen

De lucht die mensen in gebouwen inademen bevat veel onzuiverheden.Het concentratieniveau van de vervuiling hangt grotendeels af van verschillende omstandigheden, waaronder de afstand tot intensieve snelwegen en industriële voorzieningen.

Er zijn kamers waar deze situatie onaanvaardbaar is, omdat vanwege hun specifieke aard een extreme zuiverheid van de luchtstroomcirculatie noodzakelijk is. Daarom is de opstelling van ventilatie- en airconditioningsystemen voor cleanrooms een verplicht onderdeel om daarin een passend microklimaat te garanderen. Bent u het eens?

Uit ons materiaal leert u wat ventilatie van cleanrooms is, vochtigheidsnormen, temperatuuromstandigheden en andere parameters die van invloed zijn op het behoud van een optimaal microklimaat.

Wat zijn schone kamers?

De definitie van een cleanroom impliceert een ruimte van een bepaald gebied waarin, met behulp van speciale apparatuur, de concentratie van aërosoldeeltjes (stof, chemische dampen, micro-organismen) in de lucht binnen gespecificeerde grenzen wordt gehouden.

In een dergelijke ruimte moet de hoeveelheid vervuilende deeltjes op het oppervlak van de muren, het plafond en in de lucht op een minimaal niveau worden gehouden.

Cleanrooms worden gebruikt in de micro-elektronica, ruimtevaarttechnologie, dunnefilmproductie en productie van gedrukte schakelingen - overal waar het nodig is om verontreinigingen te elimineren

Deze bijzondere ruimtes zijn voorzien van de volgende onderdelen:

• antistatische vloer;
• openingen van transfervensters;
• transitiegateways;
• stevige structuur met wandpanelen;
• plafonds met ingebouwde verlichting.

Een extreem schone atmosfeer in dergelijke ruimtes kan op één manier worden bereikt: het verwijderen van bestaande luchtmassa's en de instroom van verse gefilterde geconditioneerde lucht.

Schone kamers zijn nodig voor gebieden van menselijke activiteit als de geneeskunde, de farmaceutische industrie, de vervaardiging van diverse elektronische apparaten en de voedselproductie.

Luchtverversingsnormen in cleanrooms

Met de ontwikkeling van nieuwe technologieën is de behoefte aan schone productiefaciliteiten toegenomen. De industrie maakt gebruik van steeds duurdere en complexere materialen.

Onder deze omstandigheden zijn de kosten van een fout in de productie van moderne producten als gevolg van de ontoereikendheid van de industriële omgeving en de uitrusting van de werkplek zeer hoog.

In de operatiekamer kan op één manier een steriele atmosfeer worden bereikt: interne luchtmassa's worden naar buiten geduwd met een instroom van verse, geconditioneerde lucht

Een reeks normen is een algemeen aanvaard document over de hele wereld dat normen vastlegt voor ventilatie, ontwerp, constructie, uitrusting en certificering van cleanrooms, en deze verdeelt in speciale reinheidsklassen ISO 14644, met de algemene titel “Cleanrooms and Associated Control Environments”, ontwikkeld door de International Organization for Standardization (ISO).

Deze categorie regelgeving omvat 9 regelgevingsdocumenten.

Normen ISO 14644 Schone gebieden en bijbehorende gecontroleerde omgevingen.

In Rusland wordt een goedgekeurde selectie van GOST R-normen gebruikt ISO 14644, een vertaling van de internationale standaard ISO 14644, Cleanrooms en bijbehorende gecontroleerde omgevingen.

Documentatie die de Russische normen reguleert, is ontwikkeld door de Technische Commissie voor Standaardisatie TC 184 "Ensuring Industrial Cleanliness" en de openbare instelling Association of Control Engineers microvervuiling (ASINCOM).

Afhankelijk van de reinheidsklasse van het industriële pand en de technische processen die daarin worden uitgevoerd, zijn er verschillende normen van toepassing op apparatuur en luchtverversingsapparatuur.

Er zijn 9 klassen van gebouwen waarin een bepaalde concentratie stof en micro-organismen in de lucht is toegestaan ​​volgens de GOST-normen ISO 14644-1-2000.

Tabel met limieten voor de maximale concentratie van deeltjes in gebouwen in overeenstemming met de reinheidsklassen aangenomen door de Internationale Organisatie voor Standaardisatie ISO

Ventilatieluchtbehandelingssystemen moeten de zuiverheid ervan garanderen in termen van het aantal aërosoldeeltjes en, indien nodig, de aanwezigheid van micro-organismen in schone ruimtes in overeenstemming met de eisen van GOST R 52249-2009 “Regels voor de productie en kwaliteitscontrole van medicijnen. ”

Bovendien moeten ze een drukverschil handhaven ten opzichte van omliggende gebieden met een lagere reinheidsklasse.

Vereiste ventilatieomstandigheden

Om luchtuitwisseling in cleanrooms uit te voeren, wordt de mobiliteit van luchtstromen in m/s gemeten. In bijzonder steriele ruimtes in de farmaceutische industrie wordt een nauwkeurige bepaling van de vereiste ventilatie gerealiseerd - 0,46 m/s ± 0,1 m/s (FDA, VERENIGDE STATEN VAN AMERIKA).

Grensnormen voor de mobiliteit van luchtmassa's in andere schone ruimtes variëren in de regel van 0,35 tot 0,52 m/s ± 20%.

De luchtcirculatie wordt ook aanzienlijk beïnvloed door de aanwezigheid van raamopeningen:

• in een afgesloten ruimte zonder ramen moet de luchtstroom 20% over de kap domineren;
• in kamers met ramen moet de luchtwisselkoers 30% hoger zijn dan die van de kap.

Alleen een dergelijk ventilatiesysteem voor schone ruimtes kan het binnendringen van verontreinigende stoffen voorkomen en de circulatie van luchtmassa's garanderen.

Schema van het luchtcirculatiesysteem in de operatiekamer volgens algemeen aanvaarde normen en standaarden. Het omvat een diffuser, luchtkanalen, een verwarmingspaneel en een eenkanaals apparaat met variabel volume

Bij het ontwerpen wordt steeds meer aandacht besteed aan technologieën voor het leveren van luchtstroom aan objecten voor speciale doeleinden. De luchtcirculatie in cleanrooms met reinheidsklassen van 1 tot 6 wordt bijvoorbeeld van boven naar beneden uitgevoerd door luchtdistributieapparatuur, waardoor homogene en unidirectionele luchtstromen met lage snelheid van 0,2 tot 0,45 m/s worden gevormd.

In ruimtes met een lagere reinheidsklasse is de vorming van een niet-unidirectionele stroming toegestaan ​​met behulp van meerdere plafondroosters.

Luchtzuiveringsmethoden

Er zijn twee soorten cleanrooms. In de regel verschillen ze van elkaar in de methode voor het zuiveren van luchtmassa's:

• kamers met turbulente ventilatie;
• kamers met laminaire eenrichtingsstroom.

Met deze laatste variant kunt u de hoogste mate van reinheid behouden, omdat de in één richting gerichte stroom vervuilde lucht sneller en met betere kwaliteit uit de gewenste kamer duwt.

Bij het zuiveren van de luchtstroom via de turbulente methode worden de met filters verwerkte stromen via plafondverdelers aangevoerd. Wanneer schone lucht een kamer binnenkomt, wordt deze gecombineerd met de reeds aanwezige luchtmassa, die een bepaalde mate van vervuiling bevat, en verdunt deze

Via luchtinlaatroosters aan de onderkant van de wanden wordt een deel van de verplaatste lucht naar buiten afgevoerd. Tijdens een werkdag kan ventilatie die volgens dit principe is geïnstalleerd de afvoerlucht tot 20 keer verplaatsen.

Als het nodig is om de lucht in een cleanroom nog zuiverder te maken, wordt gekozen voor een type met een in één richting gerichte stroming. De betekenis van laminaire ventilatie is het effectief uitrusten van filtercomponenten om luchtstroom te leveren.

Frisse lucht die de kamer binnenkomt, beweegt er in één richting doorheen (van boven naar beneden), terwijl stofmicrodeeltjes worden vastgehouden en verwijderd via gaten in de vloer. Meestal vindt dit proces plaats bij een luchtstroomsnelheid van maximaal 0,4 m/s.

Ventilatie apparatuur

Om effectieve ventilatieapparatuur in een cleanroom te kiezen, is het de moeite waard om de problemen te begrijpen die deze zullen oplossen.

Een diagram van filters van verschillende zuiveringsklassen, bedoeld voor het regelen van ventilatie in cleanrooms, demonstreert duidelijk de zuivering van lucht die binnenkomt met een unidirectionele stroom

Luchtuitwisseling in cleanrooms is niet gericht op het verwijderen van verontreinigende bacteriën en deeltjes, maar op het voorkomen van het binnendringen ervan.

De benodigde apparatuur zal als volgt zijn:

1. Filterventilatie modules. Componenten van systemen waarvan de hoofdfunctie het reinigen van de lucht is van verontreinigde deeltjes en onzuiverheden. Geleverd met filters HEPA En ULPA om de vereiste zuiverheidsgraad volgens de classificator te bereiken.
2. Luchtverdelers. Dit is een groep klimaatbeheersingsapparatuur voor het verwijderen van onzuiverheden, ventilatie en airconditioning in schone ruimtes.
3. Ventilatiesystemen en conditionering. Installatie met een volledige cyclus van luchtstroomvoorbereiding in cleanrooms. De functies omvatten: reinigen, handhaven van temperatuur, vochtigheid en luchtdruk. Dergelijke installaties worden doorgaans gekenmerkt door een ononderbroken, stille werking en kunnen de indicatoren automatisch aanpassen.
4. Filters van verschillende reinigingsklassen. Ze worden vaak geselecteerd op basis van de vereisten voor een specifiek type kamerreinheid. Het meest effectieve schema om vreemde deeltjes uit de toevoerlucht te verwijderen door deze door 4 soorten filters te leiden: grof, fijn, hoog rendement (HEPA) en ultrafijn (ULPA) schoonmaak.

Het hoofddoel voor het blijven functioneren van deze apparatuur is een kwalitatief hoogstaand initiële ontwerp en installatie.

Voor het overige ondervinden het personeel en de eigenaren geen operationele problemen.

Hoe het systeem werkt

De ventilatie van cleanrooms werkt naar behoren en maakt het mogelijk om standaardindicatoren te garanderen door de soepele werking van alle systeemcomponenten.

Voordat de lucht de kamer binnengaat, doorloopt hij vier filterniveaus op vier niveaus filters, die de luchtstroom reinigen van bepaalde soorten verontreinigingen.

Er wordt een laminaire luchtstroom aangevoerd, die de gerichte beweging van gezuiverde luchtmassa's mogelijk maakt, en deze duwt op zijn beurt aërosoldeeltjes uit de bestaande lucht.

Circulatie en luchtuitwisseling in de operatiekamer, uitgerust volgens de vereiste normen en standaarden, bestaat uit vele apparaten

Het hoofdbestanddeel van de gehele ventilatie-installatie is het systeem centrale airconditioning, uitgerust in overeenstemming met de specificaties van cleanrooms. Hier vinden de meeste luchtvoorbereidings- en zuiveringsprocessen plaats.

En het gemak van het beheer en het handhaven van constante indicatoren voor de netheid in de kamer wordt verzekerd door apparatuur voor automatisering en verzending van het hele systeem, dat een groot aantal sensoren bevat voor het bewaken van indicatoren, een apparaat voor de overdracht van commando's op afstand, enz.

Na ingebruikname van het systeem wordt de bedrijfsstatus van alle elementen bewaakt door personeel dat in de ruimte werkt en als er storingen of noodsituaties worden gedetecteerd, informeert de software u hier snel automatisch over.

Kenmerken van het ontwerpen van ventilatiesystemen

Het ontwerpen en installeren van ventilatie- en airconditioningsystemen voor cleanrooms vereist de nodige ervaring met het werken met speciale apparatuur, evenals kennis van de eisen en normen voor deze ruimtes.

Er zijn drie hoofdschema’s voor het systematiseren van de luchtuitwisseling in schone gebieden:

• richting van luchtstromen evenwijdig aan elkaar;
• willekeurige richting - verse lucht wordt in verschillende richtingen aangevoerd;
• gemengd aanbod - is te zien in grote kamers, wanneer in het ene deel de luchtmassa's parallel bewegen, en in het andere - willekeurig.

Afhankelijk van de afmetingen van de kamer en de locatie van het werkgebied wordt het meest geschikte ventilatiesysteemontwerp geselecteerd.De meest optimale oplossing is ventilatie met een stroom verse lucht die in één richting is gericht.

Ventilatiewandroostersysteem in een steriele ruimte ontworpen in overeenstemming met de eisen van reinheidsklasse en doel

Vaak gebruikt voor schone kamers toevoer- en afvoerventilatiesysteem. De betekenis ervan is als volgt: een stroom verse lucht wordt met een bepaalde snelheid onder druk van bovenaf aangevoerd, waardoor de vervuilde luchtmassa's in de kamer naar de toevoeropening worden gedrukt.

Gekoelde lucht wordt via de plafondpanelen met lage snelheid naar de bovenkant van de faciliteit gevoerd. Het omhult het gedeelte van de kamer, waardoor stofdeeltjes tot aan de kap worden verlaagd, waardoor een minimale mate van irritatie ontstaat.

Met dit ventilatiesysteem ontstaan ​​er geen tocht en stofwervelingen op de vloer. Bovendien wordt de geleverde verse stroom eerst bereid en met de gewenste luchtvochtigheid en temperatuur in de ruimte afgeleverd.

Populaire ventilatieschema's

Bij het ontwerpen van een ventilatiesysteem is een van de belangrijkste taken de nauwkeurige en bewezen organisatie van de luchtstroomverdeling.

Op dit moment gebruiken ontwerpers verschillende algemene oplossingen voor de locatie van luchtdistributieapparatuur, waarvan de keuze afhangt van het doel.

In cleanrooms is het absoluut noodzakelijk ervoor te zorgen dat deuropeningen zijn uitgerust met extra bescherming tegen het binnendringen van verontreinigde lucht in de cleanroom.

Laten we eens kijken naar de meest populaire, beproefde schema's voor het organiseren van ventilatie van de operatiekamer:

• luchtstroom in één richting door een hellend vlak ventilatierooster;
• door het gebruik van plafondroosters wordt een niet-unidirectionele luchtstroom georganiseerd;
• lucht komt de operatiekamer binnen via een geperforeerd plafondpaneel met de organisatie van een verticale unidirectionele stroom van het luchtmengsel;
• de toevoerluchtmassa wordt via een luchtverdeler in het plafond aangevoerd, waardoor een laminaire luchtstroom ontstaat die naar de werkplek wordt gericht;
• Het luchtmengsel is niet unidirectioneel en wordt aangevoerd via een luchtringslang.

Het afzuigventilatiesysteem in operatiekamers wordt uitgevoerd door afzuigventilatoren en muurventilatieroosters te installeren met de klep in de tegenovergestelde richting.

In overeenstemming met de praktijk zijn plafondroosterluchtverdelers het beste apparaat voor het organiseren van een laminaire luchtstroom die in één richting is gericht in operatiekamers.

Op een laminair plafond van 1,8 bij 2,4 m in een operatiekamer met een oppervlakte van 40 m² is het bijvoorbeeld mogelijk om een ​​25-voudige luchtuitwisseling te creëren met een luchtstroomsnelheid van 0,2 m/s uit de luchtstroom. installatie.

Deze gegevens worden voldoende geacht om te absorberen overtollige warmte over het aantal personeelsleden en apparatuur in de operatiekamer.

Installatie van ventilatiesystemen

De eigenaardigheid van het installeren van ventilatie in cleanrooms gaat gepaard met hoge eisen aan verschillende soorten zones, waarvan de classificatie afhangt van de kenmerken van de technologische processen die daarin worden uitgevoerd, evenals hun doel, microklimaatnormen en routing van technische constructies.

Specialisten installeren en stellen apparatuur in bedrijf die zorgt voor een goede luchtverversing in cleanrooms van de farmaceutische industrie

Installateurs moeten dat begrijpen luchtkanalen voor installatie in cleanrooms zijn zelfs vóór de installatie voorbereidende procedures vereist, zonder welke een daaropvolgende installatie niet kan worden uitgevoerd.

Laten we de belangrijkste fasen bekijken:

1. In de voorbereidende fase worden de luchtkanaaldelen in een speciaal daarvoor bestemde reinigingsruimte geplaatst. Vóór installatie ondergaan onderdelen en fittingen een eerste droge mechanische reiniging om vloeibare en vaste verontreinigingen te verwijderen van de oppervlakken die tijdens productie en transport zijn gevormd.
2. Vervolgens moet u alle interne oppervlakken eerst wassen met kraanwater en het drogen organiseren totdat het volledig droog is. stofvrij zone. Na visuele inspectie worden de componenten van het ventilatiesysteem, afhankelijk van de mate van vervuiling, onderworpen aan een secundaire was- en droogbeurt of onmiddellijk verzonden voor een antiseptische behandeling.
3. Na de laatste behandeling wordt aanbevolen om het contact met de gereinigde elementen van de interne oppervlakken van de luchtkanalen en de kamerlucht tot een minimum te beperken. Dit kan worden bereikt door de einddelen te omwikkelen met polymeerfilms. Hierna worden de componenten naar een magazijn met gecontroleerde reinheidsparameters gestuurd.
4. De gereinigde partij onderdelen en luchtkanalen arriveert vlak voor installatie op de installatielocatie. De beschermfolie wordt onmiddellijk verwijderd voordat delen van luchtkanalen en vormelementen met elkaar worden verbonden, terwijl contact met gereedschappen, bevestigingsmiddelen en open huid van ledematen met de binnenkant onaanvaardbaar is. Wanneer u de installatie stopt of een pauze neemt, dicht dan tijdelijk de einddelen, verbindingen en inzetstukken af.

In alle stadia van de installatiewerkzaamheden is het noodzakelijk om het aantal mogelijke verontreinigingen van interne oppervlakken te beheersen en te verminderen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De video gaat over hoe ventilatie is geregeld in cleanrooms voor industriële doeleinden:

Video over hoe de ventilatie is ingericht in de cleanrooms van de operatiekamer:

Het ontwerp en de installatie van ventilatie- en airconditioningsystemen in cleanrooms is een arbeidsintensief proces dat bepaalde kennis, normen en regels op het gebied van luchtuitwisseling en luchttoevoer vereist, evenals vaardigheden en ervaring met het gebruik van luchtdistributieapparatuur.

Daarom wordt aanbevolen om alleen specialisten te contacteren voor het ontwerp en de installatie van een ventilatiesysteem in dergelijke faciliteiten.

Als u vragen heeft over het onderwerp van het artikel of ons materiaal kunt aanvullen met waardevolle informatie over het regelen van ventilatie in cleanrooms. Laat uw opmerkingen achter en deel uw ervaringen - het contactblok bevindt zich onder het artikel.