Вентилация за чисти стаи

 

Защо са нужни чисти стаи?

Чистите стаи са от съществено значение в редица високотехнологични отрасли:

• Производство на полупроводници

• Нанотехнологии и микротехнологии

• Оптични и лазерни устройства

• Космическа и авиационна техника

• Биотехнологии и фармацевтика

• Медицинска апаратура и болнична хигиена

В тези среди дори минимално замърсяване може да доведе до дефекти в продукцията или до сериозни рискове за здравето.

---

Малко история

Първите нужди от контролирана чистота възникват в медицината – най-вече за операционните зали. С развитието на технологиите и изискванията към производствени процеси, се въвеждат разнообразни стандарти по света, които днес са обединени в международния стандарт ISO 14644. За целта се изисква специализирано оборудване за вентилация на чисти стаи

---

Как работи една чиста стая?

Чистите стаи се проектират така, че да ограничат възможно най-много навлизането и натрупването на замърсители. Това включва:

• Контрол на температурата (20–22 °C)

• Контрол на влажността и налягането

• Филтрация на въздуха чрез HEPA-филтри

• Ламинарен въздушен поток, който не позволява въртеливо или турбулентно движение на въздуха – потенциален източник на замърсяване

В чистата стая се подава непрекъснато филтриран въздух и се извежда замърсеният въздух от помещението. Филтрирането се извършва с използването на HEPA-филтри. Стремежът е потокът на движение на чистия въздух да бъде ламинарен. Турбулентен поток в чистата стая води до получаване на зони с по-замърсен въздух. Турбулентен поток може да се получи при погрешна конструкция на стаята, при неправилно разположение на работното оборудване, наличие на източници на висока температура, които повишават температурата на зони в помещението и други.

При проектирането на системата за обработка и филтриране на въздуха, подаван в чистата стая, трябва да се има предвид, че скоростта на движение на ламинарния поток е свързана със скоростта на частиците, които трябва да бъдат отстранени. Скоростта на движение на частиците с размер 0,5 μm при определена температура на въздуха в чистата стая изисква скорост на въздушния поток 0,5 m/s, за да бъдат отстранени тези частици от помещението. Скоростта трябва да бъде съобразена и с комфорта на работа на персонала.

Скоростта и температурата на въздушния поток в помещенията се определя на базата на чистотата, която трябва да се постигне. При по-висока температура, скоростта на частиците вследствие на брауновото движение се увеличава и ще е необходима по-голяма скорост на ламинарния въздушен поток, за да „увлече“ частиците извън чистата стая. Затова обикновено температурата на въздуха в чистата стая е 20 до 22 °C.

Налягането в чистата стая се регулира по такъв начин, че по-високите класове на чистота да имат по-високо налягане спрямо по-замърсените зони. По този начин не се допуска проникване на замърсен въздух към по-чистите зони. Това се постига чрез регулиране на обемите въздух, които се подават и извеждат от чистата стая.

---

Строги правила и облекло

Най-големият източник на замърсяване в една чиста стая? Човекът. Затова се въвеждат строги мерки:

• Специализирано облекло – гащеризон, качулка, маска, ръкавици, очила, покривала за обувки

• Зони за преминаване от „мръсно“ към „чисто“ – въздушни душове, съблекални, санитарни зони

• Забрани – грим, парфюми, шумен говор, хранене, слушане на музика

Дори прането на облеклото се извършва по специална безпрахова технология, като се гарантира, че „чистото“ и „мръсното“ не се смесват.

---

Контрол на въздуха и налягането

Чистата стая работи с непрекъсната подмяна на въздуха, който се подава и извежда така, че:

• Чистите зони имат по-високо налягане от съседните помещения, за да се избегне навлизане на замърсен въздух

• Системите за филтрация се настройват според нуждите от чистота и типа частици, които трябва да бъдат отстранени

---

Класове на чистота

Съществуват различни класове чисти стаи, които се определят чрез измерване на броя и размера на частиците във въздуха. Например:

• ISO 5 – допуска максимум 100 частици с размер ≥ 0,5 μm на кубичен фут (около 3,5 частици на литър въздух)

Колкото по-висок е класът, толкова по-строги са изискванията към средата, облеклото, оборудването и дори поведението на персонала.

Заключение

Чистата стая е не просто помещение – тя е високотехнологична система, в която всичко е подчинено на едно: контрол над невидимото. В свят, където микрони и молекули определят качеството и безопасността, чистите стаи са гръбнакът на модерната наука и индустрия.