1. Analýza charakteristik vysokých čistých prostor
(1). Vysoké čisté místnosti mají své vlastní charakteristiky. Obecně se vysoké čisté místnosti používají hlavně v postprodukčním procesu a obvykle se používají pro montáž velkých zařízení. Nevyžadují vysokou čistotu a přesnost regulace teploty a vlhkosti není vysoká. Zařízení během výrobního procesu negeneruje mnoho tepla a je v nich relativně málo lidí.
(2). Vysoké čisté místnosti mají obvykle velké rámové konstrukce a často používají lehké materiály. Horní deska obvykle neunese velké zatížení.
(3). Vznik a distribuce prachových částic U vysokých čistých prostor se hlavní zdroj znečištění liší od zdroje znečištění v běžných čistých prostorách. Kromě prachu generovaného lidmi a sportovním vybavením tvoří velkou část povrchový prach. Podle údajů z literatury je tvorba prachu při nehybné osobě 105 částic/(min·osoba) a tvorba prachu při pohybu osoby se vypočítává jako 5násobek tvorby prachu při nehybné osobě. U čistých prostor běžné výšky se tvorba povrchového prachu vypočítává tak, že tvorba povrchového prachu z 8 m2 země je ekvivalentní tvorbě prachu z klidové osoby. U vysokých čistých prostor je čisticí zátěž větší v dolní oblasti činnosti personálu a menší v horní oblasti. Zároveň je vzhledem k charakteristikám projektu nutné zvážit vhodný bezpečnostní faktor pro bezpečnost a zohlednění nepředvídaného znečištění prachem. Tvorba povrchového prachu v tomto projektu je založena na tvorbě povrchového prachu z 6 m2 země, což je ekvivalentní tvorbě prachu z klidové osoby. Tento projekt je vypočítán na základě 20 lidí pracujících na směnu a tvorba prachu personálem představuje pouze 20 % celkové produkce prachu, zatímco tvorba prachu personálem v běžné čisté místnosti představuje přibližně 90 % celkové produkce prachu.
2. Dekorace čistých prostor ve vysokých dílnách
Dekorace čistých prostor obecně zahrnuje podlahy, stěnové panely, stropy a podpůrné prvky klimatizace, osvětlení, protipožární ochranu, zásobování vodou a odvodnění a další vybavení související s čistými prostory. V souladu s požadavky by plášť budovy a vnitřní dekorace čistých prostor měly používat materiály s dobrou vzduchotěsností a malou deformací při změně teploty a vlhkosti. Dekorace stěn a stropů v čistých prostorách by měla splňovat následující požadavky:
(1). Povrchy stěn a stropů v čistých prostorách by měly být rovné, hladké, bez prachu, bez odlesků, snadno odstraňovatelné a měly by mít méně nerovných povrchů.
(2). Čisté prostory by neměly používat zděné a omítnuté stěny. Pokud je nutné je použít, měly by se provádět suché práce a měly by se používat vysoce kvalitní omítací práce. Po omítnutí stěn by měl být povrch natřen a měla by se zvolit barva, která je nehořlavá, bez trhlin, omyvatelná, hladká a snadno se neabsorbuje, nedegraduje a netvoří plíseň. Obecně se pro dekoraci čistých prostor volí především lepší práškově lakované kovové stěnové panely jako materiál pro interiérovou dekoraci. U velkých továren je však kvůli vysoké výšce podlahy instalace kovových stěnových panelů obtížnější, s nízkou pevností, vysokými náklady a neschopností unést hmotnost. Tento projekt analyzoval charakteristiky tvorby prachu v čistých prostorách ve velkých továrnách a požadavky na čistotu místností. Nebyly použity konvenční metody interiérové dekorace kovovými stěnovými panely. Na původní stěny stavebních konstrukcí byl aplikován epoxidový nátěr. V celém prostoru nebyl instalován žádný strop pro zvětšení užitné plochy.
3. Organizace proudění vzduchu ve vysokých čistých prostorách
Podle literatury může použití klimatizačního systému pro čisté prostory ve vysokých čistých prostorách výrazně snížit celkový objem přiváděného vzduchu. Se snížením objemu vzduchu je obzvláště důležité zavést rozumnou organizaci proudění vzduchu, aby se dosáhlo lepšího účinku čisté klimatizace. Je nutné zajistit rovnoměrnost přívodu a odvodu vzduchu v systému, snížit víry a víření proudění vzduchu v čisté pracovní oblasti a zlepšit difúzní charakteristiky přiváděného vzduchu, aby se plně projevil ředicí efekt přiváděného vzduchu. Ve vysokých čistých dílnách s požadavky na čistotu třídy 10 000 nebo 100 000 lze uvést koncept návrhu vysokých a velkých prostor pro komfortní klimatizaci, jako je použití trysek ve velkých prostorách, jako jsou letiště a výstavní haly. Pomocí trysek a bočního přívodu vzduchu lze proudění vzduchu rozptýlit na velkou vzdálenost. Přívod vzduchu pomocí trysek je způsob, jak dosáhnout přívodu vzduchu spoléhajícím se na vysokorychlostní proudy vyfukované z trysek. Používá se hlavně v klimatizačních prostorách ve vysokých čistých prostorách nebo ve veřejných budovách s vysokou výškou podlah. Tryska využívá boční přívod vzduchu a tryska a výstup zpětného vzduchu jsou uspořádány na stejné straně. Vzduch je koncentrovaně vháněn z několika trysek rozmístěných v prostoru s vyšší rychlostí a větším objemem vzduchu. Proud se po určité vzdálenosti vrací zpět, takže celá klimatizovaná oblast je v oblasti zpětného proudění, a poté je výstup zpětného vzduchu umístěný ve spodní části odsáván zpět do klimatizační jednotky. Jeho charakteristikami jsou vysoká rychlost přívodu vzduchu a dlouhý dosah. Proud pohání vnitřní vzduch k silnému promíchání, rychlost postupně klesá a uvnitř se vytváří silný vířivý proud vzduchu, takže klimatizovaná oblast má rovnoměrnější teplotní a rychlostní pole.
4. Příklad technického návrhu
Vysoká čistá dílna (40 m dlouhá, 30 m široká, 12 m vysoká) vyžaduje čistý pracovní prostor do výšky 5 m s úrovní čistoty statické 10 000 a dynamické 100 000, teplotou tn = 22 °C ± 3 °C a relativní vlhkostí fn = 30 % až 60 %.
(1). Stanovení organizace proudění vzduchu a frekvence větrání
Vzhledem k vlastnostem použití této vysoké čisté místnosti, která je více než 30 m široká a nemá strop, je konvenční metoda přívodu čistého vzduchu do dílny obtížně splňující požadavky na použití. Pro zajištění teploty, vlhkosti a čistoty čistého pracovního prostoru (pod 5 m) se používá metoda vrstveného přívodu vzduchu s tryskami. Zařízení pro přívod vzduchu s tryskami pro foukání je rovnoměrně uspořádáno na boční stěně a zařízení pro výstup zpětného vzduchu s tlumicí vrstvou je rovnoměrně uspořádáno ve výšce 0,25 m od země ve spodní části boční stěny dílny, čímž vzniká organizace proudění vzduchu, ve které se pracovní prostor vrací z trysky a z koncentrované strany. Zároveň, aby se zabránilo vzniku mrtvé zóny ve vzduchu v nečisté pracovní oblasti nad 5 m, pokud jde o čistotu, teplotu a vlhkost, aby se snížil dopad chladného a tepelného záření ze stropu venku na pracovní oblast, aby se včas odváděly prachové částice generované horním jeřábem během provozu a aby se plně využil čistý vzduch rozptýlený do vzdálenosti více než 5 m, je v nečisté klimatizační oblasti uspořádána řada malých výstupů zpětného vzduchu, které tvoří malý cirkulační systém zpětného vzduchu, což může výrazně snížit znečištění z horní nečisté oblasti do spodní čisté pracovní oblasti.
Vzhledem k úrovni čistoty a emisím znečišťujících látek tento projekt používá frekvenci větrání 16 h-1 pro čistou klimatizovanou oblast pod 6 m a pro horní nečistou oblast používá vhodné odsávání s frekvencí větrání menší než 4 h-1. Průměrná frekvence větrání celého zařízení je ve skutečnosti 10 h-1. Tímto způsobem, ve srovnání s čistou klimatizací celé místnosti, metoda přívodu čistého vzduchu vrstvenými tryskami nejen lépe zaručuje frekvenci větrání čisté klimatizované oblasti a splňuje požadavky na organizaci proudění vzduchu ve velkorozměrovém zařízení, ale také výrazně šetří objem vzduchu systému, chladicí kapacitu a výkon ventilátoru.
(2). Výpočet přívodu vzduchu do boční trysky
Rozdíl teplot přiváděného vzduchu
Frekvence větrání potřebná pro klimatizaci čistých prostor je mnohem vyšší než u běžné klimatizace. Proto plné využití velkého objemu vzduchu v klimatizaci čistých prostor a snížení teplotního rozdílu přiváděného vzduchu v proudu přiváděného vzduchu může nejen ušetřit kapacitu zařízení a provozní náklady, ale také přispět k zajištění přesnosti klimatizace klimatizovaného prostoru čistých prostor. Teplotní rozdíl přiváděného vzduchu vypočítaný v tomto projektu je ts = 6 °C.
Čistá místnost má relativně velké rozpětí o šířce 30 m. Je nutné zajistit požadavky na překrytí ve střední oblasti a zajistit, aby se pracovní prostor procesu nacházel v oblasti recirkulace vzduchu. Zároveň je třeba zohlednit požadavky na hluk. Rychlost přívodu vzduchu v tomto projektu je 5 m/s, výška instalace trysky je 6 m a proud vzduchu je vysílán z trysky v horizontálním směru. V tomto projektu byl vypočítán průtok vzduchu přívodu trysky. Průměr trysky je 0,36 m. Podle literatury je Archimédovo číslo vypočítáno na 0,0035. Rychlost přívodu vzduchu tryskou je 4,8 m/s, axiální rychlost na konci je 0,8 m/s, průměrná rychlost je 0,4 m/s a průměrná rychlost recirkulace je menší než 0,4 m/s, což splňuje požadavky na použití v procesu.
Vzhledem k tomu, že objem vzduchu přiváděného proudu je velký a rozdíl teplot přiváděného vzduchu je malý, je téměř stejný jako u izotermického proudu, takže je snadné zaručit délku proudu. Podle Archimédova čísla lze vypočítat relativní dosah x/ds = 37 m, což splňuje požadavek na 15m překrytí proudu přiváděného vzduchu na opačné straně.
(3). Úprava stavu klimatizace
Vzhledem k charakteristice velkého objemu přiváděného vzduchu a malého teplotního rozdílu přiváděného vzduchu v čistých prostorách se v letní klimatizační metodě plně využívá zpětný vzduch a primární zpětný vzduch se eliminuje. Maximálně se využívá sekundární zpětný vzduch a čerstvý vzduch se upravuje pouze jednou a poté se mísí s velkým množstvím sekundárního zpětného vzduchu, čímž se eliminuje nutnost opětovného ohřevu a snižuje se kapacita a spotřeba provozní energie zařízení.
(4). Výsledky inženýrských měření
Po dokončení tohoto projektu byl proveden komplexní technický test. V celém závodě bylo zřízeno celkem 20 horizontálních a vertikálních měřicích bodů. Rychlostní pole, teplotní pole, čistota, hluk atd. čistého závodu byly testovány za statických podmínek a skutečné výsledky měření byly relativně dobré. Naměřené výsledky za projektovaných provozních podmínek jsou následující:
Průměrná rychlost proudění vzduchu na výstupu vzduchu je 3,0~4,3 m/s a rychlost na spoji dvou protilehlých proudů vzduchu je 0,3~0,45 m/s. Frekvence větrání čistého pracovního prostoru je zaručena na 15krát/h a jeho čistota je měřena v rámci třídy 10 000, což dobře splňuje konstrukční požadavky.
Hladina hluku na úrovni A v interiéru je 56 dB na výstupu zpětného vzduchu a ostatní pracovní oblasti jsou pod 54 dB.
5. Závěr
(1). Pro vysoké čisté místnosti s nepříliš vysokými požadavky lze použít zjednodušenou výzdobu, aby se splnily jak požadavky na užívání, tak i požadavky na čistotu.
(2). Pro vysoké čisté místnosti, které vyžadují pouze úroveň čistoty prostoru pod určitou výškou třídy 10 000 nebo 100 000, je metoda přívodu vzduchu pomocí čistých vrstvených trysek klimatizace relativně ekonomickou, praktickou a efektivní metodou.
(3). U tohoto typu vysokých čistých prostor je v horní nečisté pracovní oblasti instalována řada pásových výstupů zpětného vzduchu, které odstraňují prach vznikající v blízkosti jeřábových kolejnic a snižují dopad chladného a tepelného záření ze stropu na pracovní prostor, což může lépe zajistit čistotu, teplotu a vlhkost pracovního prostoru.
(4). Výška vysoké čisté místnosti je více než 4krát vyšší než výška běžné čisté místnosti. Za normálních podmínek produkce prachu je nutné říci, že zatížení čisticího prostoru jednotky je mnohem nižší než u běžné nízké čisté místnosti. Z tohoto hlediska lze tedy stanovit, že frekvence větrání je nižší než frekvence větrání čisté místnosti doporučená národní normou GB 73-84. Výzkumy a analýzy ukazují, že u vysokých čistých místností se frekvence větrání liší v závislosti na výšce čisté oblasti. Obecně platí, že 30 % až 80 % frekvence větrání doporučené národní normou splňuje požadavky na čištění.
Čas zveřejnění: 18. února 2025