ОРГАНИЗАЦИЯ ВОЗДУХООБМЕНА В ЧП

Организация воздухообмена в чистых помещениях низких классов чистоты

Принципы организации вентиляции в чистых помещениях с турбулентным потоком воздуха такие же, как и в большинстве обычных помещений с кондиционированием воздуха, например, в офисах и магазинах. Такой тип воздухообмена используется в чистых помещениях класса D, С и В.
Воздух в них подается системой кондиционирования через установленные на потолке воздухораспределители. На рисунке приведена схема турбулентно вентилируемого чистого помещения.

Этот тип чистого помещения называется «турбулентно вентилируемым чистым помещением», поскольку воздушные потоки внутри него распространяются в различных направлениях и являются турбулентными.
В этом заключается его отличие от чистого помещения с однонаправленным воздушным потоком, в котором воздух подается через потолочные или настенные фильтры и движется внутри помещения в одном направлении. Турбулентно вентилируемые чистые помещения называют ещё «чистыми помещениями с не однонаправленным воздушным потоком», однако это название не так хорошо описывает характер движения воздуха.
Проектирование турбулентно вентилируемых чистых помещений отличается от проектирования обычных помещений с кондиционированием воздуха некоторыми особенностями:
• Объем подаваемого в помещение воздуха значительно больше.
• Используются высокоэффективные воздушные фильтры, которые обычно устанавливают в местах подачи воздуха в чистое помещение.
• Организация движения воздуха внутри чистого помещения должна способствовать удалению загрязнений.
• В чистом помещении создается избыточное давление для того, чтобы воздух двигался в сторону соседних менее чистых участков.
• Конструкционные и отделочные материалы должны быть высокого качества.
Обычные помещения с кондиционированным воздухом, например, офисы или магазины, должны снабжаться только таким количеством воздуха, которое достаточно для создания комфортных условий труда; как правило, кратность воздухообмена (в час) в них находится в пределах от 2 до 10.
В то же время в турбулентно вентилируемых чистых помещениях желательно иметь величину кратности воздухообмена от 10 до 100. Это дополнительное количество воздуха необходимо для разбавления содержащихся в воздухе загрязнений и для снижения их концентрации до величин, заданных в стандарте на чистое помещение.
Чистые помещения требуют больших объемов кондиционированного и очищенного до очень высокой степени воздуха.
Для повышения экономичности чистого помещения обязательно следует предусмотреть рециркуляцию части воздуха через узел кондиционирования воздуха обратно в помещение, но при этом необходимо обеспечить и подачу свежего наружного воздуха для того, чтобы создать здоровые условия труда персонала и поддержать избыточное давление воздуха, предотвращающее проникновение загрязнений снаружи.
Как правило, доля наружного воздуха составляет от 2 до 10% от общего объема подаваемого в чистое помещение воздуха; большие и хорошо герметизированные помещения требуют большей доли наружного воздуха, чем помещения меньшей площади с худшей герметизацией.
Если в чистом помещении предусмотрена вытяжная вентиляция (для удаления загрязнений вблизи оборудования или процессов), то долю свежего воздуха следует увеличить таким образом, чтобы сохранить требуемый баланс.
В чистых помещениях, в отличии административных зданий, торговых залов и пр. не промышленных помещений, как правило, не требуется расчет количества воздуха, требуемого для его охлаждения. Несмотря на то, что работающим оборудованием выделяется большое количество тепла, расчетное количество воздуха, необходимое для охлаждения помещения, редко совпадает или превышает количество воздуха, требуемого для достижения заданного класса чистоты помещения.
Обычно именно кратность воздухообмена является параметром, по величине которого судят о степени разбавления воздуха и уровне чистоты помещения. Однако в турбулентно вентилируемом помещении чистота воздуха на самом деле зависит от объема воздуха, подаваемого в помещение в единицу времени. Чистота воздуха также связана с генерацией аэрозольных загрязнений, выделяемых технологическим оборудованием и работающим в чистом помещении персоналом. Если расход подаваемого воздуха остается постоянным, то загрязненность воздуха в помещении возрастет, если:
а) в чистом помещении находится больше людей;
б) возросла активность персонала;
в) используется одежда для чистых помещений, недостаточно эффективно предотвращающая распространение загрязнений;
г) увеличилось количество загрязнений, источником которых является технологическое оборудование и/или выполняемые технологические операции.
Уровень чистоты воздуха в турбулентно вентилируемом чистом помещении приблизительно можно определить с помощью следующего уравнения:

концентрация аэрозольных загрязнений (частиц/м3) равна числу частиц (или бактерий), генерируемых в минуту, делённых на объем подаваемого воздуха (м3/мин).

Это уравнение нельзя использовать для расчета систем с однонаправленным воздушным потоком, поскольку оно предполагает хорошее перемешивание воздуха внутри помещения. Уравнение также подразумевает, что подаваемый воздух свободен от загрязнений. Это справедливо для частиц сравнительно больших размеров, являющихся носителями микроорганизмов, и для большинства остальных частиц. Исключение составляют лишь частицы очень малых размеров, которые могут проникать через воздушные фильтры.
Проведенные исследования показали, что среднестатистический человек, переходящий в чистом помещении с места на место и одетый в спецодежду, неэффективно предотвращающую распространение загрязнений, например, в спецовку или лабораторный халат, может генерировать в минуту:
– около 2×106 частиц размером >0,5 мкм,
– около 300 ООО частиц размером >5,0 мкм,
– и около 160 частиц – носителей микроорганизмов.
Если человек одет в правильно сконструированную одежду (комбинезон, обувь до колен, шлем и пр.), выполненную из материалов, эффективно задерживающих загрязнения, то средняя генерация частиц в минуту составляет приблизительно:
– 106 частиц размером >0,5 мкм,
– 150 ООО частиц размером >5,0 мкм,
– и 16 частиц – носителей микроорганизмов.
Информация о генерации частиц оборудованием, работающим в чистом помещении, крайне скудна, но можно считать, что эта величина достигает нескольких миллионов частиц размером >0,5 мкм в минуту.
Используя приведенное выше уравнение и учитывая скорость генерации аэрозольных загрязнений, можно оценить предполагаемую степень чистоты воздуха в турбулентно вентилируемом чистом помещении. К сожалению, из-за отсутствия надёжных данных о генерации частиц различного рода оборудованием и технологическими процессами, корректную оценку получить трудно.
Однако оценка таким способом количества бактерий, содержащихся в воздухе, будет более точной, так как обычно единственным источником поступления в воздух микроорганизмов является персонал.

В статье использованы материалы книги:
Проектирование чистых помещений. Под ред. В. Уайта. Пер. с англ. — М.: изд. «Клинрум», 2004. — 360 стр.

Запись опубликована в рубрике Промышленное оборудование. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s