خانه / مقالات مهندسی / آشنائی با اتاق تميز – کلیات اتاق تمیز -اصول طراحی اتاق تمیز
آشنائی با اتاق تميز - کلیات اتاق تمیز -اصول طراحی اتاق تمیز

آشنائی با اتاق تميز – کلیات اتاق تمیز -اصول طراحی اتاق تمیز

آشنائی با اتاق تميز – کلیات اتاق تمیز -اصول  طراحی اتاق تمیز

اتاق تميز اصولا” به محيطی گفته مي شود كه جهت توليد و يا تحقيقات علمي و صنعتي ،در آن فعاليت هاي صورت مي گيرد و در اين محيط مقدار آلاينده‌های زيست محيطی بسيار پايين تر از حد معمول فضای يک محيط بسته می‌باشد.

آلاينده‌ های معمول عبارتند از:

گرد و غبار, ميکروبهای معلق در فضا و بخار مايعات محيطی.

بطور دقيق تر اتاق تميز محيطی با آلايش کنترل شده ذرات معلق در فضاست که در هر متر مکعب آن تعداد معينی ذره موجود است.

بطور مثال در ساختار تعريف شده در ISO 9 برای اتاق‌های تميز تعداد کمتر از ۳۵ ميليون ذره در هر متر مکعب تشريح شده‌است.

سازمان جهاني استاندارد ISO اتاق تميز را اينگونه بيان مي كند :

اتاق تميز ،اتاقي است كه غلظت ذرات موجود در هواي آن تحت كنترل بوده و طوري طراحي و استفاده شود كه حداقل ورود و توليد و حفظ ذرات را در داخل اتاق داشته باشد و همچنين پارامتر هاي مرتبط ديگر در آن نظير دما،فشار و رطوبت كاملا” تحت كنترل باشد.

كلاس هاي اتاق تميز

اتاق تميز بر اساس تعداد و حجم ذرات معلق در هر واحد از هوا در کلاسهای مختلف تقسيم بندی می‌شوند.

اعداد بزرگی مانند کلاس ۱۰۰ یا کلاس ۱۰۰۰ مربوط به سيستم آمريکايی رده بندی می‌باشند و اجازه حضور ذرات با سايز ۰٬۵ ميکرومتر يا بزرگتر را در هر فوت مکعب نمی‌دهند.

اين نوع استاندارد آمريکايی اجازه درج بالاتر را می‌دهد پس می‌توان پيش بينی کرد که ممکن است کلاس ۲۰۰۰ نيز پديد آيد.

اعداد کوچک تر به سيستم بين‌المللی ايزو ۱-۱۴۶۶۴ مربوط می‌شوند که از سيستم لگاريتم اعشاری برای تعيين تعداد ذرات معلق در هوا استفاده می‌کنند که از پايه ۰٫۱ ميکرومتر آغاز می‌شوند و برای نمونه اتاق تميز کلاس ۵ در بيشترين تعداد مجازش دارای ۱۰۰٬۰۰۰ عدد ذره می‌باشد.

هر دو اين استانداردها يک رابطه معکوس دوطرفه بين تعداد و اندازه ذرات معلق در هوا ايجاد کرده‌اند.

به همين دليل هرگز چيزی بعنوان تعداد صفر ذره معلق در هوا نخواهيم داشت.

در جداول مربوط به اين استانداردها، خانه‌های خالی کاربردی نيستند و عدم وجود عدد در آنها نمايانگر عدد صفر نيست.

كلاس ۱۰۰ :به فضاهايي گفته مي شود كه تعداد ذرات با اندازه ۰٫۵ ميكرون و بالاتر در هر فوت مكعب آن حداكثر ۱۰۰ عدد باشد.

كلاس ۱۰۰۰: به فضاهايي گفته مي شود كه تعداد ذرات با اندازه ۰٫۵ ميكرون و بالاتر در هر فوت مكعب آن حداكثر ۱۰۰۰ عدد باشد.

كلاس ۱۰۰۰۰: به فضاهايي گفته مي شود كه تعداد ذرات با اندازه ۰٫۵ ميكرون و بالاتر در هر فوت مكعب آن حداكثر ۱۰۰۰۰ عدد باشد.

كلاس ۱۰۰۰۰۰: به فضاهايي گفته مي شود كه تعداد ذرات با اندازه ۰٫۵ ميكرون و بالاتر در هر فوت مكعب آن حداكثر ۱۰۰۰۰۰ عدد باشد.

كلاس هاي اتاق تميز

فضاي كنترل شده

چنانچه در يك فضا تعداد ذرات با اندازه ۰٫۵ ميكرون و بالاتر در آن بيش از ۱۰۰۰۰۰ عدد باشد فضاي مورد نظر را محيط كنترل شده مي گويند.

اگر چه براي فضاي كنترل شده ، حداكثر تعداد ذرات تعيين نشده ولي بايد از محيط معمولي تميز تر باشد.

فرمول های پایه در محاسبه و انتخاب پمپ

مشخصات جريان هوا در اتاق تميز

۱- جريان تصادفي :

در اين نوع طراحي ،فيلتر هاي HEPA به صورت تصادفي در كليه قسمت هاي اتاق تميز قرار گرفته و هواي تميز را به داخل اتاق منتقل مي كند.

جريان هواي تصادفي معمولا” بالاتر از كلاس ۱۰۰۰ مي باشد.

۲- جريان هوا به صورت لايه هاي موازي و افقي :

جريان هوا به صورت لايه هاي موازي از فيلتر هاي HEPA خارج شده و به صورت افقي و مداوم از يك طرف به طرف ديگر هدايت مي شود.

۳- جريان هوا به صورت لايه هاي موازي و عمودي :

جريان هوا از فيلتر هاي هپا كه در سقف اتاق تميز تعبيه شده است به صورت مداوم خارج و از دريچه هاي خروجي كه معمولا” در قسمت هاي پائين ديوارهاي اتاق نصب شده اند خارج مي شود.جريان عمودي هوا امكان كار روي سطوح افقي را فراهم مي كند.

خصوصيات اتاق تميز كلاس ۱۰۰

۱- در اين نوع اتاق تميز نبايد بيش از ۱۰۰ذره ۰٫۵ ميكروني و بزرگتر از آن در هر فوت مكعب هواي اتاق وجود داشته باشد.

بنابراين از فيلتر هاي بايد استفاده شود كه اين هدف تامين گردد.

۲- هواي ورودي مي بايست در هنگام ورود به اتاق تميز از فيلتر هاي HEPA عبور نمايد.

۳- هواي ورودي بايد به صورت لايه لايه (Laminar) باشد.

۴- درجه حرارت اتاق تميز كلاس ۱۰۰ بايد روي ۲۲ تا ۲۵ درجه سانتيگراد تنظيم گردد.

۵- رطوبت اتاق بايد ۳۰ تا ۵۰ درصد باشد.

۶- فشار هواي ورودي به اتاق تميز كلاس ۱۰۰ مي بايد از فضا هاي مجاور ۰٫۰۵ اينچ آب بالاتر باشد.

هدف از ايجاد فشار در اتاق تميز كنترل جريان هوا در جهت مطلوب است.

در اتاق هاي تميز كلاس ۱۰۰ جريان هوا به صورت عمودي و با سرعت ۰٫۴۵ m/s(90 ft/min) از سقف اتاق كه كاملا” با فيلتر پوشيده شده به داخل اتاق هدايت مي شود.

بنابر اين در اين صورت هيچگونه فضاي مرده اي براي ايجاد آلودگي وجود نخواهد داشت و عبور ذرات قابل پيش بيني است.

روش هاي پايش اتاق تميز

جهت پايش اتاق هاي تميز روش هاي متفاوتي وجود دارد.

۱- استفاده از دستگاه ذره شمار يا پارتيك كانتر

۲- بررسي جريان هوادر اتاق تميز

۳- استفاده از محيط هاي كشت در نقاط مختلف اتاق تقسيم

دستگاه ذره شمار يا پارتيكل كانتر :

دستگاهي است كه براي اندازه گيري تعداد ذرات موجود در حجم معيني از هوا مورد استفاده قرار مي گيرد.

اين دستگاه حجم معيني از هواي مورد آزمايش را بلعيده و پس از تجزيه آن،ذرات در ابعاد مختلف را تفكيك و شمارش مي كند.

نکات قابل توجه در طراحی اتاق تمیز

در طراحی اتاق تمیز ، عوامل و فاکتورهایی وجود دارند که قبل از انجام طراحی نهایی و آغاز ساخت اتاق تمیز باید مورد توجه قرار گیرند ، این عوامل عبارتند از :

۱- سطح فعالیت در اتاق های موجود در کلین روم (اتاق تمیز)

۲- فرایند موجود در اتاق تمیز و نرخ آلودگی فرایند موجود

۳- کلاس پاکیزگی در اتاق تمیز (کلاس های ISO1 الی ISO9)

۴- دما و رطوبت مورد نیاز برای فرایند و راحتی کارکنان (این امر مستلزم تعامل فاکتورهای مورد نظر با طراحی اتاق تمیز و نحوه ی ساخت آن است)

۵- نرخ خروجی های فرایند موجود در اتاق تمیز که تعیین کننده تجهیزات مورد نیاز اتاق تمیز است.

۶- ایجاد فشار های مثبت جهت جلوگیری از آلودگی های متقاطع

۷- تعیین مدیران و کارکنان آموزش دیده که توانایی کار در محیط اتاق تمیز ، با توجه به الزامات مورد نیاز ، نحوه نگهداری و عملکرد در اتاق تمیز را دارا باشند

۸- موارد دیگر که طبق الزامات باید مد نظر قرار گیرند.

همین که تمام این فاکتورها آنالیز شدند ، طراحی نیز می تواند تنظیم و انجام گردد .

استفاده از دستور العمل های مقرر منجر به اجرای یک اتاق تمیز عملیاتی موفق می شود.

طراحی دست بالا و اضافی، موجب افزایش هزینه های اولیه و عملیاتی بالا می شود و همچنین طراحی دست پایین و کم موجب مشکلات تولید خواهد شد.

به همین دلیل ایجاد ارتباط بین کارفرما، طراح، سازنده و ارائه اطلاعات دقیق فرایند موجود در اتاق تمیز به طراح و سازنده از طرف کارفرما و مشاوران تولید، می تواند منجر به ساخت و اجرای بهتر اتاق تمیز از لحاظ رفع نیازهای تولید، زیبایی ، تطبیق پارامترهای مناسب و امکان توسعه در آینده شده و انتظارات کارفرما و تولید را مرتفع سازد.

اتاق های تمیز معمولا جهت کاربردهای خاص مورد استفاده قرار گرفته که در یک دسته بندی ساده می توان آن ها را به سه گروه زیر تقسیم نمود :

الف – الکترونیک و اپتیک

ب – دارویی ، بهداشتی و غذایی

ج – محصولات بیولوژیک

 

طراحی سیستم های تهویه مطبوع در اتاق تمیز- طراحی اتاق تمیز

هدف از تهویه مطبوع اتاق تمیز، تامین جریان هوا در حجم کافی و پاکیزگی فضا برای حمایت از درجه پاک بودن اتاق است.

هوا جهت جلوگیری از رکود و تجمع ذرات به یک اتاق تمیز دمیده می شود. همچنین باید مطابق با درجه حرارت و رطوبت اتاق تمیز باشد علاوه بر این، مقدار هوای جبرانی کافی باید برای حفظ فشار مشخص شده مثبت، تامین شود.

برای ساده سازی ارائه، اتاق های تمیز به سه سطح کلی از پاکیزگی تقسیم می شوند:

۱- سطح بالا

۲- سطح متوسط

۳- ​​سطح پائین

آشنائی با اتاق تميز

جریان هوا در اتاق تمیز

جریان طراحی هوای فیلتر شده از طریق اتاق تمیز بیشتر در اتاق های تمیز سطح بالا است و با کاهش نیاز به پاکیزگی سطح فضا کاهش می یابد.

جریان هوا معمولا با میانگین سرعت هوا در داخل اتاق یا به عنوان تغییر میزان هوا در هر ساعت مشخص می شود.

میانگین سرعت هوای اتاق به طور معمول هنگامی که فیلتراسیون سقف اتاق کامل نصب شود، لحاظ می گردد.

سال ها، برای تعیین سرعت جریان هوا در اتاق های تمیز، مقدار fpm (0.46 m / s) ± ۲۰٪ ۹۰ استفاده شده است.

این بر اساس طراحی اولین اتاقهای تمیز ساخته شده برای حمایت از برنامه فضایی در دهه ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ بود.

در سال های اخیر، شرکت ها، طراحی ها را با سرعت پایین آزمایش کرده اند و مشخص شد که سرعت سرعت جریان هوا از ۷۰ الی ۱۰۰ ( fpm (0.35~0.51 m/s) ± ۲۰٪ ) بسته به فعالیت ها و تجهیزات داخل اتاق، می تواند موفقیت آمیز باشد، مقادیر بالاتری در اتاق هایی با میزان فعالیت های پرسنلی یا تجهیزات فرایند تولید ذرات استفاده می شود.

مقدار پایین تر در اتاق هایی با ماندگاری و پرسنل کمتر، و یا تجهیزات با پتانسیل تولید ذرات کمتر استفاده می شود.

اغلب طراحان آگاه، با تجربه گسترده در اتاق تمیز مقدار پایین محدوده سرعت هوا را مشخص می کنند اصلا میانگین سرعت متوسط ​​یا نرخ تغییر هوا پذیرفته شده خاصی توسط صنعت برای طبقه بندی مشخص شده اتاق تمیز وجود ندارد.

در این عبارت تنها یک استثناء ، توسط FDA سرعت fpm (0.46 ± ۰٫۱۰ m / s) 90 ± ۲۰ است، برای مناطق پر کننده استریل مهم دارویی مشخص شده است.

تغییرات میزان هوا در هر ساعت، بیشتر در اتاق های تمیز سطح متوسط و پائین، گسترده تر است.

اتاق های تمیز سطح متوسط ​​معمولا با میزان تغییر سرعت هوا در ساعت، بین ۳۰ تا ۱۶۰ مرتبه طراحی شده اند، در حالی که اتاق های تمیز با سطح کمتر دارای نرخ تغییرات هوا در ساعت تا ۲۰ می باشند.

طراح این میزان را بر اساس تجربه و روند درک پتانسیل ذرات فضا، ارزیابی می کند.

این روند در سال های اخیر به سمت کاهش میزان جریان هوا بوده است.

موسسه علوم و تکنولوژی محیط زیست نشریه (IEST-CC-RP.012.1) 12 شامل جدول با طیف وسیعی از نرخ جریان هوا را توصیه می کند و برای هر کلاس فضای تمیز، اخیرا ISO 14644-1 قسمت چهارم منتشر شده است.

جدول ۱ این مقادیر را نشان می دهد.

هر دو اسناد اجماعی هستند که نظرات طراحان، سازندگان و کاربران اتاق تمیز را به ارمغان می آورد تا ارقام را که در طی سال ها کار می کنند، به دست آورند.

 

اتاق های تمیز دارای سیستم دارای گردش هوای متلاطم

اصول گردش هوا در اتاق های تمیز دارای سیستم گردش هوای متلاطم، مشابه همان سیستمی است که در اتاق های معمولی حاوی تهویه هوا؛ مثل دفاتر و فروشگاه ها وجود دارد.

به این دلیل جریان هوای متلاطم گفته می شود که هوا در این اتاق ها به صورت بی نظم و متلاطم حرکت می کند.

این نوع جریان با جریان تک سویه که در آن هوا از فیلترهای تعبیه شده در سراسر سقف و یا دیوار وارد شده و در عرض اتاق به صورت تک سویه جریان پیدا می کند، متفاوت است.

جریان هوای متلاطم اصطلاحا جریان غیر تک سویه نیز نامیده می شود.

تفاوت طراحی یک اتاق تمیز با جریان متلاطم با طراحی یک اتاق معمولی دارای تهویه معمولی هوا:

حجم هوای ورودی در جریان هوای غیر یک سویه بیشتر است

حرکت هوا در اتاق تمیز دارای جریان غیر همسویه به زدودن آلودگی ها کمک می کند

در محل ورود هوا فیلترهایی با قابلیت بالا بکار برده می شوند

فشار داخل اتاق زیاد است، به نحوی که جریان هوا به سمت بیرون و نواحی مجاور آلوده تر می باشد

 

این مطلب را هم بخوانید:

اصول کار سردخانه به زبان ساده ؛ عملکرد سردخانه

 

آشنائی با اتاق تميز ،کلیات اتاق تمیز،اصول  طراحی اتاق تمیز

طراحی اتاق تمیز – تامین هوا در اتاق تمیز

در اتاق دارای سیستم تهویه معمول، هوای اتاق ممکن است در هر ساعت دو الی ده مرتبه تعویض شود، اما در یک اتاق تمیز دارای گردش هوای غیر یک سویه در هر ساعت ده الی صد مرتبه تعویض هوا صورت می گیرد. که این هوای ورودی منجر به کاهش آلودگی های معلق موجود درفضا و کاهش غلظت آنها تا مقادیر تعیین شده بر طبق استاندارد های اتاق تمیز می شود.

اتاق های تمیز به هوای زیادی نیاز دارند و این هوا در شرایط استاندارد بالا تحت فیلتراسیون متعدد قرار می گیرد.

در حالت عادی دو الی ده درصد کل هوای ورودی به اتاق تمیز، هوای تازه است.

اتاق های بزرگی که نشتی کمتری، در مقایسه با اتاق های کوچک دارند، به درصد کمتری از هوای تازه نیاز دارند.

اگر برای زدودن آلودگی های ناشی از تجهیزات و فرآیند، اتاق مجهز به سیستم تهویه هوا باشد، برای جبران هوای خروجی باید هوای تازه بیشتری به اتاق تزریق شود.

برای طراحی سیستم گردش هوای تهویه یک اتاق؛ نظیر یک دفتر کار، محاسبه مقدار هوای لازم برای خنک ماندن اتاق ضروری است.

این کار به مقدار گرمای تولید شده در اتاق بستگی دارد..

بنابراین محاسبه مقدار هوای لازم برای خنک کردن اتاق علاوه بر محاسبه مقدار هوای لازم برای رسیدن به استاندارد تمیزی هوا ضروری است.

سطح تمیزی هوای یک اتاق تمیز دارای گردش هوای متلاطم، به حجم هوای ورودی در واحد زمان بستگی دارد.

همچنین تمیزی هوا به مقدار آلودگی های تولید شده توسط تجهیزات و افراد در حال کار نیز بستگی دارد.

اگر هوای ورودی ثابت بماند، به دلایل مختلف از جمله :
تردد افراد ، افزایش فعالیت آنها، عدم مناسب بودن لباس های اتاق تمیز در ممانعت از انتشار آلوگی ها و ایجاد آلودگی توسط تجهیزات و فرآیند تولید، میزان آلودگی اتاق افزایش خواهد یافت.

حرکت هوا در یک اتاق تمیز دارای جریان متلاطم( غیر یک سویه)

نوع، تعداد و محل دمنده های هوا و همچنین شبکه تخلیه، در اتاق های تمیز دارای جریان متلاطم، فاکتورهای مهمی در جریان هواست.

دمنده های هوا در بسیاری از اتاق های دارای سیستم گردش هوا مورد استفاده قرار می گیرند این دمنده ها با به حداقل رساندن کوران هوا باعث افزایش سرعت هوا و اطمینان از اختلاط خوب هوا می شوند.

در بعضی از اتاق های تمیز رایج از دمنده استفاده نمی شود و هوای ورودی به طور مستقیم از طریق فیلترهای هوا به درون اتاق جاری می شود. البته این روش برای رسیدن به جریان یک سویه و وضعیت خوب کنترل آلودگی در زیر فیلتر، به کار برده می شود.

اگر در مکان های حساس و بحرانی، هوای بهتر مورد نیاز باشد، بهتر است که برای اطمینان از اختلاط خوب هوا، از دمنده و جریان خطی استفاده کرد.

دمنده ها باید از نظر اندازه و تعداد، طوری انتخاب شوند که اختلاط و وضعیت گردش هوای خوبی را ایجاد کنند.

یک تکنیک در اتاق های تمیز این است که کانال های خروجی هوا در روی دیوارها و نزدیک به سطح زمین نصب شوند با این استدلال که قرار گرفتن خروجی های هوا در ارتفاع بالا، باعث می شود که هوا در اتاق گردش کمتری داشته باشد و نتواند اتاق را به خوبی تمیز کند.

این مورد در سیستم جریان یک سویه؛ یعنی در حرکت خطی هوا اتفاق می افتد.

اما در اتاق های تمیز دارای جریان متلاطم، زمانی که از دمنده استفاده می شود، جریان هوا از سمت فیلترها به سمت اتاق یک سویی تر شده و به احتمال بیشتر از راه کوتاهتر به سمت خروجی هوا حرکت می کند.

در صورت استفاده از دمنده، ممکن است محل تعبیه خروجی هوا تابع منطق خاصی نباشد، در این حالت نصب خروجی های هوا در ارتفاع کم مزیتی نخواهد داشت.

 

محاسبات و طراحی سردخانه ،نمونه محاسبات پروژه اجرائی

حتما ببینید

سیستم‌ مولتی اسپیلیت VRF یا Variable Refrigerant Flow

سیستم‌ مولتی اسپیلیت VRF

آشنائی با سیستم‌ مولتی اسپیلیت VRF سیستم‌ مولتی اسپیلیت VRF یا Variable Refrigerant Flow به …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *