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發(fā)布者：磊建凈化
發(fā)布時(shí)間：2022-10-11
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無(wú)塵車(chē)間對(duì)溫濕度的控制決取于其生產(chǎn)工藝。在滿足加工工藝的條件下，還應(yīng)該考慮到人的舒適感。因?yàn)槿顺龊挂院螅瑢?duì)產(chǎn)品將有污染，特別是怕鈉的半導(dǎo)體車(chē)間，這種車(chē)間不宜超過(guò)25度。濕度過(guò)高產(chǎn)生的問(wèn)題更多。相對(duì)濕度超過(guò)55%時(shí)，冷卻水管壁上會(huì)結(jié)露，如果發(fā)生在精密裝置或電路中，就會(huì)引起各種事故。相對(duì)濕度在50%時(shí)易生銹。我們來(lái)看常見(jiàn)無(wú)塵車(chē)間對(duì)溫濕度有要求的工藝和無(wú)塵車(chē)間壓差的控制方法。
示例 一：電子行業(yè)
在電子行業(yè)制造車(chē)間是最重要產(chǎn)生靜電的地方，通常靜電會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成短路甚至?xí)斐蓡T工導(dǎo)電暈倒事故，所以電子行業(yè)的無(wú)塵車(chē)間相對(duì)濕度不應(yīng)低于30%，這樣即可以減少靜電的產(chǎn)生，通常建議無(wú)塵車(chē)間的防靜電區(qū)域相對(duì)濕度不低于50%。過(guò)于干燥的空氣中易粉塵飛揚(yáng)，電子廠無(wú)塵車(chē)間無(wú)特殊要求的情況下，溫度控制在22 ℃ 左右，相對(duì)濕度控制在 55 ～ 60%RH 之間，在這種環(huán)境下，人們感覺(jué)舒適，靜電也消失了。
示例 二 精密機(jī)械加工行業(yè)
在精密機(jī)械加工和計(jì)量等場(chǎng)合，為了防止因熱膨脹而引起的誤差，必須使工件保持一定的溫度。工件溫度的允許波動(dòng)幅度應(yīng)根據(jù)加工精度決定。例如，在恒溫室里對(duì)一根長(zhǎng)500mm的標(biāo)準(zhǔn)尺刻線，工藝允許線間公差為2um，其中l(wèi)um為尺溫變化所引起的形變誤差，另1um為加工與量測(cè)誤差。1um折合尺溫變化量=0.20C[a為尺線膨脹系數(shù)，取10/um/(m?K);l為尺長(zhǎng)，m]，故工件溫度變化需在：以?xún)?nèi)。但由于工件測(cè)量?jī)x器等都有一定的熱惰性，空氣溫度的波動(dòng)傳人工件后，就要衰減。在設(shè)計(jì)恒溫系統(tǒng)時(shí)，一般總是以恒定環(huán)境空氣溫度為依據(jù)，故相應(yīng)的環(huán)境溫度精度可比工件允許的溫度精度低一些。因此，在確定恒溫室參數(shù)和選擇自動(dòng)控制時(shí)，必須考慮工件恒溫恒濕車(chē)間、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、空氣處理設(shè)備和自控系統(tǒng)之間的動(dòng)態(tài)特性。
示例 三 SMT
SMT車(chē)間對(duì)溫度和濕度有明確的要求，首先主要是為了錫膏能工作在一個(gè)較好的環(huán)境 ，溫度會(huì)影響錫膏的活性，對(duì)于里面所添加的助焊劑的相關(guān)溶劑的活性有一定的影響。溫度高會(huì)增加其的活性，最終影響絲印貼裝及回流的效果。容易出現(xiàn)虛焊，焊點(diǎn)不光澤等現(xiàn)象。濕度的大小回引起錫膏在空氣中吸入水氣的多少，如過(guò)吸如過(guò)多水氣，會(huì)使回流時(shí)產(chǎn)生氣空，飛漸，連焊等現(xiàn)象。故SMT恒溫恒濕車(chē)間溫濕度標(biāo)準(zhǔn): 溫 度: 24±2℃ 濕 度: 50±10%。
所以無(wú)塵車(chē)間的溫濕度控制由其生產(chǎn)工藝決定，但其精度同時(shí)也要看其房間的大小例如計(jì)量室、光柵刻線室、精密儀器制造和裝配車(chē)間等。前兩者都為小房間，空調(diào)精度(這里主要指溫濕度)要求高;后兩者為較大的生產(chǎn)車(chē)間，溫濕精度要求較低。所以其房間大小也會(huì)決定恒溫恒濕車(chē)間的精度。
一、無(wú)塵車(chē)間壓差控制在無(wú)塵車(chē)間中是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)
只有通過(guò)對(duì)凈化區(qū)域的壓差進(jìn)行控制，保證合理的氣流組織，才能達(dá)到凈化和工藝的要求。例如潔凈廠房必須保持一定的正壓使外界未經(jīng)凈化的空氣不會(huì)進(jìn)人凈化區(qū)域，保證潔凈級(jí)別;并且通過(guò)對(duì)各凈化區(qū)域的不同的壓差控制，達(dá)到凈化分區(qū)的作用，在GMP中就要求不同凈化級(jí)別區(qū)域的壓差應(yīng)得到控制不小于+5Pa。
壓差的實(shí)質(zhì)是：新風(fēng)量與排風(fēng)量+壓差風(fēng)量之間的平衡直流系統(tǒng)：新風(fēng)量=排風(fēng)量+壓差風(fēng)量循環(huán)系統(tǒng)：新風(fēng)量+回風(fēng)量=回風(fēng)量+排風(fēng)量+壓差風(fēng)量本質(zhì)是：新風(fēng)量=排風(fēng)量+壓差風(fēng)量因此，無(wú)塵車(chē)間壓差建立的調(diào)整,都應(yīng)體現(xiàn)新風(fēng)量與排風(fēng)量+壓差風(fēng)量之間的平衡。
(1)對(duì)直流系統(tǒng)，送入一定的風(fēng)量，調(diào)節(jié)排風(fēng)量至壓差值的建立。
(2)對(duì)循環(huán)系統(tǒng)，送入一定的風(fēng)量，一般可按要求調(diào)整排風(fēng)量，然后調(diào)節(jié)回風(fēng)量，建立壓差值。
(3)當(dāng)某些無(wú)塵車(chē)間無(wú)排風(fēng)時(shí)，則調(diào)節(jié)風(fēng)量至壓差值的建立。
無(wú)塵車(chē)間送入風(fēng)量要求一定，因此不能作為控制的變量。
1、引起無(wú)塵車(chē)間壓差波動(dòng)的外擾因素及常用的基本對(duì)策如下
(1)HVAC系統(tǒng)阻力變化，主要是過(guò)濾器阻力的變化，會(huì)引起送風(fēng)量的變化，影響室內(nèi)壓差的波動(dòng)。對(duì)其控制較易，只要運(yùn)行到一定時(shí)期后系統(tǒng)阻力變化至一定值時(shí)，人工及時(shí)調(diào)整便可。亦常用在定風(fēng)量閥控制壓差時(shí)，能自動(dòng)維持送風(fēng)量不變，亦有采用變速的送風(fēng)機(jī)，以過(guò)濾器壓差進(jìn)行風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制，維持風(fēng)量一定。
(2)室外風(fēng)壓的變化(室外風(fēng)向及風(fēng)速等引起)，會(huì)影響無(wú)塵車(chē)間的壓差風(fēng)量，引起室內(nèi)壓差的波動(dòng)。對(duì)其控制也較容易。要求：圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門(mén)的氣密性好，無(wú)塵車(chē)間對(duì)室外保持≥10Pa壓差，相鄰無(wú)塵車(chē)間保持≥5Pa壓差，當(dāng)室外風(fēng)壓對(duì)潔凈不利時(shí)，尚能維持無(wú)塵車(chē)間內(nèi)的一定壓差而不致出現(xiàn)問(wèn)題。
(3)無(wú)塵車(chē)間門(mén)的啟、閉，會(huì)引起無(wú)塵車(chē)間壓差的波動(dòng)。門(mén)開(kāi)啟時(shí)，兩無(wú)塵車(chē)間的壓差不能維持，空氣會(huì)雙向交換，其交換量與兩室間的空氣溫差有關(guān)，亦與人的走動(dòng)有關(guān)，國(guó)外有研究認(rèn)為在Δt=0℃，雙門(mén)的空氣交換量約為0.19m3/s;Δt=2℃,則達(dá)0.24m3/s。為防止反向流的出現(xiàn)，則流經(jīng)門(mén)的空氣速度應(yīng)大于0.2m/s(ISO 14644-4中提及的維持低壓差時(shí)所需的氣流速度);在工程中，國(guó)外常采用0.25m/s~ 0.5m/s的氣流速度。
對(duì)其控制較不容易，需采用閉環(huán)控制。在采用定量控制時(shí)，須設(shè)置緩沖室或氣閘。
(4)無(wú)塵車(chē)間工藝排風(fēng)的變化必然帶來(lái)壓差的波動(dòng)，而排風(fēng)量的變化有時(shí)是較大的，此時(shí)為不使室內(nèi)壓差波動(dòng)，不使引起反向流，需要采用閉環(huán)控制。
(5)HVAC系統(tǒng)的啟停以及生物無(wú)塵車(chē)間薰、蒸、消毒、滅菌所需風(fēng)閥操作必然引室壓的波動(dòng)，但這都是在非正常運(yùn)行過(guò)程中暫時(shí)出現(xiàn)的，對(duì)正常運(yùn)行并無(wú)影響，因此需要在系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、閥門(mén)等運(yùn)行的聯(lián)鎖及閥門(mén)操作等作規(guī)定外，無(wú)需在壓差控制系統(tǒng)上作考慮。
無(wú)塵車(chē)間的壓差控制方式及其系統(tǒng)的選擇應(yīng)與要求相適應(yīng)。常用的無(wú)塵車(chē)間壓差控制方式基本有兩類(lèi)。一類(lèi)是所謂的靜態(tài)控制，即定風(fēng)量控制，另一類(lèi)是以“直接壓力”控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)以及余壓閥控制。
2、閉環(huán)控制方式
當(dāng)前工業(yè)無(wú)塵車(chē)間的閉環(huán)控制，常采用“直接壓力”控制，即以室內(nèi)壓差的維持控制新風(fēng)或回風(fēng)或排風(fēng)作為變量。
閉環(huán)控制可以應(yīng)對(duì)：
(1)由排風(fēng)變化引起的壓力波動(dòng)。
(2)由于門(mén)開(kāi)著引起的反向流。
(3)以及室外風(fēng)壓并系統(tǒng)阻力引起的壓力波動(dòng)。
主要是控制不出現(xiàn)反向流，但對(duì)壓力波動(dòng)會(huì)有一定范圍，這對(duì)無(wú)塵車(chē)間已能滿足要求。此控制方式目前常多用于排風(fēng)變化的無(wú)塵車(chē)間以及門(mén)啟閉頻繁不宜設(shè)緩沖室或氣閘的無(wú)塵車(chē)間。
常用控制系統(tǒng)：
(1)以室內(nèi)正壓的維持控制新風(fēng)作為變量
適用于一個(gè)HVAC系統(tǒng)對(duì)一個(gè)無(wú)塵車(chē)間的情況，控制較直接，當(dāng)有采用新風(fēng)機(jī)組時(shí)，一般宜采用變速風(fēng)機(jī)以實(shí)現(xiàn)節(jié)能，尤其是新風(fēng)量變化較大時(shí)，對(duì)循環(huán)風(fēng)機(jī)一般可以定風(fēng)量運(yùn)行，不作自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)前電子工業(yè)、半導(dǎo)體、集成電路工廠較多的采用這種控制系統(tǒng)。
(2)以室內(nèi)壓差的維持控制回風(fēng)作變量
此種系統(tǒng)一般多適用于一個(gè)HVAC系統(tǒng)對(duì)多個(gè)無(wú)塵車(chē)間的情況，由于風(fēng)管布置及接管等情況，控制回風(fēng)較控制新風(fēng)更易合理實(shí)現(xiàn)。一般情況下，送、回風(fēng)機(jī)或單風(fēng)機(jī)可不作自動(dòng)調(diào)節(jié)，新風(fēng)由系統(tǒng)靜壓及風(fēng)機(jī)特性自行平衡風(fēng)量，當(dāng)然必要時(shí)，采用自動(dòng)調(diào)節(jié)閥及風(fēng)機(jī)風(fēng)量，壓差可更穩(wěn)定。
(3)以室內(nèi)壓差的維持控制排風(fēng)作變量
此種系統(tǒng)較多的用于排風(fēng)量不變，而對(duì)門(mén)開(kāi)啟頻繁為防止門(mén)開(kāi)啟時(shí)出現(xiàn)的反向流的控制。特點(diǎn)是送、回風(fēng)系統(tǒng)可以是定風(fēng)量運(yùn)行，一般可不設(shè)自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量的裝置;排風(fēng)風(fēng)機(jī)則視情況宜采用變速風(fēng)機(jī)以節(jié)能。
(4)獨(dú)立正壓送風(fēng)壓差控制系統(tǒng)
正壓送風(fēng)系統(tǒng)用于手術(shù)室的壓差控制，正壓新風(fēng)采用二級(jí)過(guò)濾后通過(guò)調(diào)節(jié)閥送入各無(wú)塵車(chē)間，調(diào)節(jié)閥由室內(nèi)壓差的維持，調(diào)節(jié)送入的正壓風(fēng)量。此系統(tǒng)的正壓風(fēng)量完全獨(dú)立于HVAC系統(tǒng)的風(fēng)量，易于控制，尤其是對(duì)不工作的手術(shù)室，只要送入所需壓差風(fēng)量的正壓新風(fēng)外，HVAC系統(tǒng)可不工作。獨(dú)立正壓風(fēng)機(jī)宜采用變速風(fēng)機(jī)以達(dá)節(jié)能的目的。
3、定風(fēng)量控制方式
3.1、特點(diǎn)及采用要求
其特點(diǎn)是：在無(wú)塵車(chē)間門(mén)關(guān)閉的情況下，使送風(fēng)(新風(fēng)+回風(fēng))=回風(fēng)+排風(fēng)+壓差風(fēng)量，建立壓差值;除壓差風(fēng)量外，其余各風(fēng)量都維持一定。
采用前提是：
(1)排風(fēng)量要求一定，或至少一段時(shí)期內(nèi)是一定的，以后變化時(shí)重新調(diào)整。
(2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門(mén)要求氣密性好。
(3)采用緩沖室或氣閘，必要時(shí)增加其換氣次數(shù)，使氣閘較快恢復(fù)并保持其要求的潔凈度。它對(duì)門(mén)開(kāi)啟時(shí)不能保證無(wú)反流。
3.2、定風(fēng)量控制系統(tǒng)
(1)手動(dòng)控制
人工調(diào)整好壓差值后，鎖定送、回、排等風(fēng)閥，當(dāng)系統(tǒng)阻力變化時(shí)需再重新調(diào)整之。常多用于制藥廠有關(guān)無(wú)塵車(chē)間。
(2)定風(fēng)量閥控制
是在無(wú)塵車(chē)間的送風(fēng)管、回風(fēng)管及排風(fēng)管上各設(shè)定風(fēng)量閥，亦有只在送風(fēng)管、排風(fēng)管上設(shè)置，而回風(fēng)管上不設(shè)，當(dāng)然以前者為好，但投資更大些。定風(fēng)量閥為以彈簧及閥體等組成的機(jī)械，能對(duì)風(fēng)管內(nèi)靜壓力的變化由彈簧帶動(dòng)閥體位移進(jìn)行補(bǔ)償，使風(fēng)量維持一定，它對(duì)HVAC系統(tǒng)的阻力變化時(shí)能自動(dòng)維持送入風(fēng)量一定，且風(fēng)量控制較準(zhǔn)確。目前在隔離病房、手術(shù)室、實(shí)驗(yàn)室等用得較多。
3.3、定風(fēng)量控制方式的節(jié)能措施
(1)為節(jié)能定風(fēng)量閥可以采用雙穩(wěn)態(tài)的，即無(wú)塵車(chē)間在工作時(shí)采用額定風(fēng)量運(yùn)行，在不工作時(shí)，采用低風(fēng)量運(yùn)行以節(jié)能，風(fēng)機(jī)可采用雙速或變頻變速風(fēng)機(jī)。雙穩(wěn)態(tài)的設(shè)定可以是人工(值班者)設(shè)定，亦可以是燈光控制，常在手術(shù)室及某些實(shí)驗(yàn)室中采用。
(2)為節(jié)能當(dāng)前某些制藥廠亦有采用回風(fēng)與局部排風(fēng)閥關(guān)閉，此時(shí)聯(lián)動(dòng)回風(fēng)閥開(kāi)啟，以等同的風(fēng)量進(jìn)行聯(lián)鎖倒換，以保持室內(nèi)壓差。此時(shí)，宜采用回風(fēng)風(fēng)機(jī)并是變速的，排風(fēng)機(jī)亦宜是變速的，都可以以各自風(fēng)管的靜壓來(lái)控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
3.4、定風(fēng)量控制的壓差風(fēng)量確定
定風(fēng)量控制時(shí)，壓差風(fēng)量與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門(mén)等的氣密性有關(guān)。
4、無(wú)塵車(chē)間壓差控制方式及其系統(tǒng)的選擇應(yīng)與要求相適應(yīng)
當(dāng)前對(duì)工業(yè)無(wú)塵車(chē)間以及一般(+)壓生物無(wú)塵車(chē)間而言，視要求采用定風(fēng)量控制及閉環(huán)控制系統(tǒng)。其閉環(huán)控制系統(tǒng)一般采用“直接壓力”控制。其HVAC系統(tǒng)的送、回風(fēng)機(jī)或單風(fēng)機(jī)的風(fēng)量匹配調(diào)節(jié)的措施為：
(1)對(duì)定風(fēng)量控制系統(tǒng)，基本都采用手動(dòng)風(fēng)閥調(diào)節(jié)。
(2)對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)，一般亦采用手動(dòng)調(diào)節(jié)，利用系統(tǒng)靜壓及風(fēng)機(jī)特性的自平衡而不設(shè)自動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置。
(3)風(fēng)量變化大以及要求高的，亦有采用以靜壓控制相應(yīng)風(fēng)閥進(jìn)行匹配聯(lián)動(dòng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)或以流量追蹤控制進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)等，但一般采用不多。
5、余壓閥控制
余壓閥安裝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，控制的靈敏度也可以。但缺點(diǎn)是：長(zhǎng)期使用后關(guān)閉會(huì)不嚴(yán);破壞室內(nèi)平潔、光滑表面，多一個(gè)積塵處。使用時(shí)按HVAC系統(tǒng)可能相當(dāng)于以室壓維持控制風(fēng)量或回風(fēng)量，在控制回風(fēng)時(shí)一般常以走廊作為回風(fēng)道，要注意交叉污染。
二、各行業(yè)無(wú)塵車(chē)間的溫度濕度標(biāo)準(zhǔn)大全：
無(wú)塵車(chē)間空氣凈化工程之應(yīng)用行業(yè)與標(biāo)準(zhǔn)：
無(wú)塵車(chē)間應(yīng)用行業(yè)溫度(℃)，濕度(RH%)；要求潔凈要求(級(jí))，認(rèn)證生產(chǎn) (可調(diào))測(cè)試，實(shí)驗(yàn) (可調(diào))生產(chǎn)測(cè)試或?qū)嶒?yàn)；是否需要GMP
1、光學(xué)/微電子/電子行業(yè) ，溫度:20-26， 濕度:50-75；溫度:12-23 ，濕度:40-85；1-30萬(wàn)級(jí)，百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)；否
2、LED/液晶/線路板行業(yè)溫度：20-26 濕度：，50-70；溫度：12-23 ，濕度：40-85；1-30萬(wàn)級(jí)，百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)；否
3、食品/飲料行業(yè)：溫度6-26 ，濕度:50-76；溫度:-5--23， 濕度:40-85；1-10萬(wàn)級(jí)，百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)；部分行業(yè)需要
4、化妝品/日化行業(yè)：溫度20-26，濕度：50-71；溫度:12-23 濕度:20-86；百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)，百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)；否
5、光伏新能源行業(yè)：溫度20-26，濕度:50-77；溫度：12-23 濕度：40-85；1-30萬(wàn)級(jí)，百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)；否
6、汽車(chē)/航空/精密加行業(yè)：溫度20-26，濕度：50-72；溫度:12-23 ，濕度:40-85；1-30萬(wàn)級(jí)，百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)；否
7、塑膠/化工/精細(xì)化工行業(yè)：溫度12-26，濕度:50-78；溫度:-12--23， 濕度:20-85；1-30萬(wàn)級(jí)，百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)；否
8、塑料/電鍍行業(yè)：溫度20-26，濕度：50-73；溫度：12-23，濕度：40-85；1-30萬(wàn)級(jí)，百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)；否
9、保健品/制藥行業(yè)：溫度12-26，濕度:50-79；溫度:-12--23，濕度:20-85；百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)，百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)；是
10、醫(yī)療器械行業(yè)：溫度20-26， 濕度：50-74；溫度:12-23，濕度:40-85；百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)，百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)；是
11、醫(yī)院手術(shù)室行業(yè)：溫度18-26， 濕度:50-80；溫度：12-23， 濕度：40-85；百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)，百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)；否
12、生物制藥行業(yè)：溫度6-26， 濕度：50-75；溫度:-12--23， 濕度:20-85；百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)，百級(jí)-十萬(wàn)級(jí)；是
相比之下，實(shí)驗(yàn)室、生物安全實(shí)驗(yàn)室等直流系統(tǒng)的負(fù)壓控制系統(tǒng)，在當(dāng)前為節(jié)能需進(jìn)行變風(fēng)量控制時(shí)，往往要求更較可靠、靈敏及快速響應(yīng)的控制系統(tǒng)，如采用變風(fēng)量文丘里控制閥以及相應(yīng)的流量追蹤與“直接壓力”控制相結(jié)合的集成系統(tǒng)，以保安全。
