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潔淨室壓差控制方法及控制要求

Nov 08, 2019
簡介
潔淨室是懸浮顆粒濃度控制的房間。對於無塵室來說,保持其潔淨度水準至關重要,也是無塵室相關生產活動的要求。一般來說,無塵室的設計、建造和運作應盡量減少周圍環境對無塵室空間的干擾和影響,而壓差控制是維持無塵室潔淨度水準、減少外部污染和防止交叉污染。最有效的手段。潔淨室中的靜壓差有以下影響:
(1)當無塵室的門窗關閉時,周圍環境的污染會透過門窗的縫隙滲透到無塵室中。
(2)無塵室門窗打開時,確保足夠的氣流速度,盡量減少門窗和人員進入無塵室的氣流,並確保氣流方向,盡量減少進入污染。
當無塵室內製程生產或活動使室內空氣中含有高危險物質,如青黴素等高敏感藥物、傳染性強的高危險病毒、細菌等時,無塵室的壓力差應相對為負值。國內外標準、規範[3]、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]、[9]均規定了無塵室的外部壓差,或給予壓差控制要求和指南。

本文將探討無塵室壓差控制的要求,探討無塵室壓差控制的方法。

a) 無塵室壓力差的建立

潔淨室的試驗和檢驗是根據設計單位的設計和施工圖進行的。全部通風空調設計安裝到位後,對部分項目進行分項單獨測試和測量,主要是風量調試和壓差調試,潔淨度測試,測量潔淨室的溫度和濕度。
(1)風量調試:依設計及施工圖設計,設計送、回風管;決定設計風量的大小,確定各管路回風閥的開啟狀態,並對各支路的風量進行測試。本文不在此贅述。
(2)潔淨度測試:分為空氣條件下的測試、靜態條件下的測試、動態條件下的測試,分別測試無塵室中的粉塵含量。
空條件下測試是指系統(無塵室)正常運行,但製程設備和生產人員尚未進行測試。
靜態條件下的測試是指系統(無塵室)正常運行,製程設備已安裝但未運行,在室內無生產人員的情況下進行測試。
動態條件下的測試意味著系統(潔淨室)已正常運行,製程設備和生產人員已在工作。
根據上述檢測結果,施工單位應測試不同生產環境條件下的粉塵含量濃度,以達到施工設計者和施工單位要求的潔淨度等級,並保證粉塵濃度始終低於此並合格交付建設單位使用。
(3)差壓調試:為了防止外部污染進入無塵室,使房間潔淨度更高,要求室內壓力保持高於外部壓力,即在潔淨室中要求不同潔淨度的房間必須保持一定的壓力梯度,可保持室內一定的壓力,有效避免潔淨室在壓力差作用下對相鄰房間造成污染或污染相鄰房間。在壓差調試過程中,為了確保潔淨室的換氣次數和設備排風和除塵的效果,盡量不要改變送風量和設備排風機、除塵風機的風量。壓力差主要透過調節回風量和系統排氣量來調節。無塵室設計規範明確規定潔淨室內部的壓力高於外部壓力,稱為正壓潔淨室和負壓潔淨室。正壓與負壓,一個房間對大氣來說是正壓房間,但另一個房間可能是負壓房間。還規定了潔淨室與潔淨區和非潔淨區之間的壓力差潔淨區與室外的壓力差不小於5Pa,潔淨區與室外的壓力差不小於10Pa。稱為正壓潔淨室和負壓潔淨室。正壓與負壓,一個房間對大氣來說是正壓房間,但另一個房間可能是負壓房間。也規定潔淨室之間的壓力差室內與潔淨區、非潔淨區的壓力差不小於5Pa,潔淨區與室外區域的壓力差不小於10Pa。稱為正壓潔淨室和負壓潔淨室。正壓與負壓,一個房間對大氣來說是正壓房間,但另一個房間可能是負壓房間。也規定潔淨室之間的壓力差室內與潔淨區、非潔淨區的壓力差不小於5Pa,潔淨區與室外區域的壓力差不小於10Pa。潔淨區與室外的壓力差不小於10Pa。潔淨區與室外的壓力差不小於10Pa。
淨化系統的運作。透過調試,我們可以了解系統運作中出現的問題,從而改進設計方案,規範施工作業,避免上述問題的發生。調試工作是確保無塵室壓差和潔淨度達標的重要且必要的步驟。系統的正常運作就是生產的正常使用。

2.潔淨室壓差控制方法的選擇與探討

目前潔淨室常用的壓力差控制方式基本上有兩種。一種叫靜態控制、定風量控制,另一種叫動態控制。

2.1 風量控制原理

空調系統透過系統對送風、回風和排氣量的合理設計和調節來達到不同潔淨等級和室內外壓力差的要求。

當潔淨室的進風量和排風量+壓差風量(殘餘風量)達到平衡時,壓力差就建立了。這裡,排出風量包括:排出到外部的排出風量和回風量。

對於直流系統,新風=排風+PDC

對於循環系統來說,新風+回風=回風+排風+壓力差風

所以歸根究底,壓力差的本質就是:新風量=排風量+壓差風量

因此,無塵室PDC設定的調整應反映新風量與排風量+PDC的平衡:

(1)向直流系統通入一定量的空氣,調節排出風量以建立壓力差;

(2)對於循環系統,通入一定量的空氣。一般可依需求調整排風量,然後調整回風量以建立壓力差。

(3)當某些無塵室沒有單獨排風量時,調節回風量以建立壓差。潔淨室的進風量要求一定,因此不能作為控制變量。透過合理的設計和調試,可以達到壓力差。


2.2 控制方式

恆風量控制有兩種系統:

(1)手動控制

手動調節壓差後,鎖定進、回、排氣供氣閥門,當系統阻力變化時重新調節。系統簡單,易於操作和維護。常用於限制工廠相關潔淨室。

其HUAC系統的進、回風風機(單風機或雙風機)均未配備自動風量調節裝置。當然,如果設定了自動風量調節裝置(如送風主管上的靜壓必須控制在單風機或進回風扇出口控制閥),無塵室壓差可能較穩定,但一般不設定自動風量調節。

(2) 定風量閥控制

基本上是在無塵室送風管、回風管和排風管各設置風量閥,也有隻在送風管、排風管上設置,而回風管不設置的,同前當然更好,但投資要大一些。

定風量閥由於由彈簧和閥體組成機械式,可以透過彈簧帶動閥體位移補償風道內靜壓的變化,使風量保持其阻力變化,HUAC系統可以自動保持進風量為一定值(定風量閥是阻力作用,有的為105~750Pa,有的為20~1000Pa),風量控制準確。因此,風扇無需設定自動風量調節措施,廣泛應用於隔離病房、手術室、實驗室等。


2.3 定風量控制方式的節能措施

(1)為節能定風量閥可採用雙穩態,即無塵室在工作時以額定風量運行,不工作時採用低風量運行以節省能源,風機可採用雙速或變頻變速風機。雙穩態可手動設定(值班)或光控等。目前常用於手術室和一些實驗室。

(2)為了節省能源,有的藥廠採用回風和部分排風的連接銷(一開一閉)來維持室內壓差。如果室內通風櫃或設備的部分排風不工作時,關閉排風閥,打開聯動回風閥,進行同風量聯鎖切換,以維持室內壓差。此時,送、回風風機應採用雙風機,回風風扇也是無級調速的,排氣扇也適當是無段調速的,可以根據各自風道的靜壓來控制風扇的轉速。


2.4 定風量控制方式對開關門的適應性

如上所述,定風量的控制方法無法避免開關門時出現氣流逆流。目前部分手術室採用開門、關門和排風機聯鎖,維持低壓差,不出現逆流。需要注意的是:如果潔淨室本身的排氣量≥開門時維持的氣壓差,則效果是正面的,否則很難不出現逆流,特別是開門時間稍長時。

另外,目前許多手術室採用定風量閥壓差控制方式,主要是基於手術室內手術台上方集中均勻送風,可以更好地防止污染物進入手術室。週邊區域,且週邊區域微生物濃度不如潔淨走廊。

2.2 定風量控制

2.2.1 特點及應用要求

其特點是:當無塵室門關閉時,作送風量(新風*回風)+回風*排風*壓差風量,並建立壓差值;所有風量維持,壓差風量除外。

定風量控制方法無法解決製程排氣量變化和開門、關門對壓差的干擾,即在這些情況下會出現逆流。因此,其採用的前提是:

(1)需要一定的排風量,或在一段時間內至少需要一定的排風量,以後發生變化時應進行調整;

(2)圍護結構及門的氣密性良好;

(3)採用緩衝室或氣閘室,必要時增加換氣次數,使氣閘室迅速恢復,維持所需的潔淨度;即使在沒有緩衝室的相鄰空間出現逆流,加工或加工對像不會受到明顯影響。

 
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