GOST R 56190-2014
NATIONALE STANDAARD VAN DE RUSSISCHE FEDERATIE
Schone kamers
Energiebesparende methoden
Cleanrooms. Energie-efficiëntie
OKS 13.040.01;
19.020
OKP 63 1000
94 1000
Datum van introductie 01-12-2015
Voorwoord
1 ONTWIKKELD door de All-Russische publieke organisatie "Association of Micropollution Control Engineers" (ASINCOM) met deelname van de Open naamloze vennootschap"Onderzoekscentrum voor monitoring en diagnostiek van technische systemen" (JSC "SRC KD")
2 GEÏNTRODUCEERD door de Technische Commissie voor Normalisatie TC 184 “Ensuring Industrial Cleanliness”
3 GOEDGEKEURD EN IN WERKING GEGAAN bij besluit van het Federaal Agentschap voor Technische Regelgeving en Metrologie van 24 oktober 2014 N 1427-st
4 VOOR HET EERST GEÏNTRODUCEERD
De regels voor de toepassing van deze standaard zijn vastgelegd in GOST R 1.0-2012 (Sectie 8). Informatie over wijzigingen in deze standaard wordt gepubliceerd in de jaarlijkse (vanaf 1 januari van het lopende jaar) informatie-index "National Standards", en officiële tekst wijzigingen en aanpassingen - in de maandelijkse informatie-index "Nationale normen". In geval van herziening (vervanging) of annulering van deze norm, zal de overeenkomstige kennisgeving worden gepubliceerd in de volgende uitgave van de informatie-index "Nationale normen". Ook relevante informatie, mededelingen en teksten worden in het informatiesysteem geplaatst openbaar gebruik- op de officiële website van het Federaal Agentschap voor Technische Regelgeving en Metrologie op internet (gost.ru)
Invoering
Invoering
Cleanrooms worden veel gebruikt in de elektronica, instrumentatie, farmaceutische, voedingsmiddelen- en andere industrieën, medische apparatuur, ziekenhuizen, enz. Ze zijn een integraal onderdeel geworden van veel moderne processen en een middel om mensen, materialen en producten tegen besmetting te beschermen.
Tegelijkertijd vereisen schone kamers een aanzienlijk energieverbruik, vooral voor ventilatie en airconditioning, dat het energieverbruik in gewone kamers tientallen keren kan overschrijden. Dit wordt veroorzaakt door hoge luchtuitwisselingen en, als gevolg daarvan, aanzienlijke behoeften aan verwarming, koeling, bevochtiging en ontvochtiging van de lucht.
De gevestigde praktijk van creëren schone kamers is gericht op het garanderen van gespecificeerde reinheidsklassen zonder de nodige aandacht voor de taken van het besparen van energiebronnen.
Het handhaven van een bepaalde netheid in een kamer is een moeilijke en complexe taak. Het is noodzakelijk om nauwkeurige kennis te hebben van de deeltjesemissie-eigenschappen en op basis daarvan berekeningen uit te voeren van de luchtstroom en luchtuitwisselingssnelheden, wat niet altijd mogelijk is. De concentratie van deeltjes in de lucht is probabilistisch en hangt van veel factoren af: menselijke invloed, processen, apparatuur, materialen en producten, die moeilijk nauwkeurig in te schatten zijn, vooral in de ontwerpfase. Hierdoor worden ontwerpbeslissingen met een grote marge genomen om de vereiste reinheidsklasse tijdens certificering en exploitatie te garanderen.
Een goed ontworpen en gebouwde cleanroom heeft een marge van reinheid. In de huidige praktijk van certificering en exploitatie van cleanrooms wordt met deze reserve geen rekening gehouden, wat leidt tot onnodig energieverbruik.
Een andere reden voor de buitensporig hoge luchtwisselkoersen in projecten is de toepassing van wettelijke eisen die niet op deze faciliteit van toepassing zijn. Bijlage 1 bij GOST R 52249-2009 "Regels voor de productie en kwaliteitscontrole van geneesmiddelen" (GMP) bepaalt bijvoorbeeld dat de hersteltijd van een cleanroom tijdens de productie van steriele geneesmiddelen niet langer mag zijn dan 15-20 minuten. Om aan deze eis te voldoen, kan de luchtwisselkoers aanzienlijk hoger zijn dan de waarden die nodig zijn om de zuiverheidsklasse in stabiele toestand te garanderen.
Uitbreiding van de vereisten voor de productie van steriele medicijnen naar niet-steriele medicijnen en andere producten, ook voor niet-medische doeleinden, leidt tot aanzienlijke energieverspilling.
Richtlijnen voor energiebesparing in cleanrooms worden gegeven in de Britse normen BS 8568:2013* en Society of German Engineers VDI 2083 Part 4.2.
________________
* Toegang tot internationale en buitenlandse documenten die hier en verder in de tekst worden vermeld, kan worden verkregen door de link naar de website http://shop.cntd.ru te volgen. - Opmerking van de fabrikant van de database.
Deze norm biedt eisen voor het bepalen van de werkelijke gangreserve in de stadia van certificering en werking op basis van werkelijke consumptie energiebronnen en garandeert tegelijkertijd de naleving van een bepaalde reinheidsklasse. Er moet niet alleen worden gezorgd voor energiebesparing in de ontwerpfase van cleanrooms, maar ook tijdens de certificering en exploitatie.
________________
A.Fedotov. - "Energie besparen in cleanrooms". Cleanroom-technologie. Londen, augustus 2014, pp.14-17 Fedotov A.E. "Energiebesparing in cleanrooms" - "Cleanliness Technology" N 2/2014, pag. 5-12 Cleanrooms. Ed. A.E. Fedotova. M., ASINKOM, 2003, 576 p.
Bij het certificeren en exploiteren van cleanrooms dient de daadwerkelijke uitstoot van deeltjes te worden beoordeeld en op basis daarvan het benodigde luchtdebiet en de luchtverversing te worden bepaald, die aanzienlijk lager kunnen zijn dan de ontwerpwaarden.
Deze norm biedt een flexibele benadering voor het bepalen van de luchtverversingssnelheid, waarbij rekening wordt gehouden met de feitelijke deeltjesemissie en het technologische proces.
1 Toepassingsgebied
Deze norm specificeert methoden voor energiebesparing in cleanrooms.
De norm is bedoeld voor gebruik bij het ontwerp, de certificering en de exploitatie van cleanrooms om energiebronnen te besparen. De standaard houdt rekening met de specifieke kenmerken van cleanrooms en kan in verschillende industrieën worden gebruikt (radio-elektronica, instrumentenbouw, farmaceutische industrie, medische sector, voeding, enz.).
De norm heeft geen invloed op de eisen voor ventilatie en airconditioning die zijn vastgelegd in regelgevende en juridische documenten over de veiligheid van het werken met pathogene micro-organismen, giftige, radioactieve en andere gevaarlijke stoffen.
2 Normatieve referenties
Deze norm gebruikt normatieve verwijzingen naar de volgende normen:
GOST R EN 13779-2007 Ventilatie in niet-residentiële gebouwen. Technische eisen voor ventilatie- en airconditioningsystemen
GOST R ISO 14644-3-2007 Schone kamers en bijbehorende gecontroleerde omgevingen. Deel 3. Testmethoden
GOST R ISO 14644-4-2002 Schone kamers en bijbehorende gecontroleerde omgevingen. Deel 4. Ontwerp, constructie en inbedrijfstelling
GOST R ISO 14644-5-2005 Schone kamers en bijbehorende gecontroleerde omgevingen. Deel 5. Bediening
GOST R 52249-2009 Regels voor de productie en kwaliteitscontrole van medicijnen
GOST R 52539-2006 Luchtzuiverheid in medische instellingen. Algemene vereisten
GOST ISO 14644-1-2002 Schone kamers en bijbehorende gecontroleerde omgevingen. Deel 1. Classificatie van luchtzuiverheid
Opmerking - Wanneer u deze norm gebruikt, is het raadzaam om de geldigheid van de referentienormen in het openbare informatiesysteem te controleren - op de officiële website van het Federaal Agentschap voor Technische Regelgeving en Metrologie op internet of met behulp van de jaarlijkse informatie-index "Nationale Normen" , dat op 1 januari van het lopende jaar werd gepubliceerd, en over uitgaven van de maandelijkse informatie-index "Nationale Normen" voor het lopende jaar. Als een ongedateerde referentiestandaard wordt vervangen, wordt aanbevolen de huidige versie van die standaard te gebruiken, rekening houdend met eventuele wijzigingen die in die versie zijn aangebracht. Als een gedateerde referentienorm wordt vervangen, wordt aanbevolen de versie van die norm te gebruiken met het hierboven aangegeven jaar van goedkeuring (adoptie). Indien na de goedkeuring van deze standaard een wijziging wordt aangebracht in de standaard waarnaar wordt verwezen en die een gedateerde verwijzing bevat die van invloed is op de bedoelde bepaling, wordt aanbevolen die bepaling toe te passen zonder rekening te houden met die wijziging. Indien de referentienorm zonder vervanging komt te vervallen, verdient het aanbeveling de bepaling waarin daarnaar wordt verwezen, toe te passen in het gedeelte dat deze referentie niet beïnvloedt.
3 Termen en definities
Deze norm gebruikt termen en definities in overeenstemming met GOST ISO 14644-1, evenals de volgende termen met bijbehorende definities:
3.1 hersteltijd: De tijd die nodig is om de deeltjesconcentratie in de ruimte 100 keer te verlagen ten opzichte van de aanvankelijke, voldoende grote deeltjesconcentratie.
Opmerking - De methode voor het bepalen van de hersteltijd wordt gegeven in GOST R ISO 14644-3 (clausule B.12.3).
3.2 wisselkoers van de lucht N: Luchtstroomverhouding L(m/u) tot kamervolume V(M), N=L/V, H.
3.5 luchtstroom L: De hoeveelheid lucht die per uur naar de kamer wordt gevoerd, m/u.
ventilatie-efficiëntie: Ventilatie-efficiëntie karakteriseert de relatie tussen de concentratie van verontreinigende stoffen in de toevoerlucht, afvoerlucht en in de ademzone (binnen het operatiegebied). De ventilatie-efficiëntie wordt berekend met behulp van de formule Waar C- concentratie van verontreinigende stoffen in de afvoerlucht; |
4 Principes van energiebesparing in cleanrooms
4.1 Energiebesparende maatregelen
Energiebesparende maatregelen kunnen algemeen zijn voor alle gebouwen, industrieën en HVAC-systemen of specifiek voor cleanrooms.
4.2 Algemene maatregelen
Algemene maatregelen zijn onder meer:
- minimaliseren van warmtewinst en -verlies, isoleren van gebouwen;
- warmteterugwinning;
- luchtrecirculatie, waarbij het aandeel buitenlucht tot een minimum wordt beperkt, voor zover dit niet door verplichte normen verboden is;
- plaatsing van energie-intensieve industrieën in klimaatzones die geen buitensporig hoge kosten vergen voor verwarming en luchtbevochtiging in de winter, koeling en ontvochtiging in de zomer;
- gebruik van zeer efficiënte ventilatoren, airconditioners en koelmachines;
- uitsluiting van onredelijk strikte grenzen voor temperatuur- en vochtigheidsveranderingen;
- het op peil houden van de luchtvochtigheid winterperiode op een minimaal niveau;
- verwijdering van overtollige warmte uit apparatuur, voornamelijk door lokale systemen die in de apparatuur zijn ingebouwd, en niet door middel van ventilatie en airconditioning, enz.
- gebruik van beschermingsmiddelen voor werkplekken en zuurkasten waarbij bij het werken met gevaarlijke stoffen geen grote hoeveelheden lucht moeten worden verwijderd (bijvoorbeeld gesloten apparatuur, systemen met beperkte toegang, isolatoren);
- gebruik van apparatuur met gangreserve (bijvoorbeeld airconditioners, filters, enz.), waarbij u rekening moet houden met apparatuur met meer gangreserve nominaal vermogen verbruikt minder energie om een bepaalde taak uit te voeren;
Let op - Bij dezelfde luchtstroom zal een ventilator (airconditioner) met een hoger nominaal vermogen minder energieverbruik hebben.
- overige maatregelen conform 4.4.2.
4.3 Speciale maatregelen
Deze maatregelen houden rekening met de kenmerken van cleanrooms en omvatten:
- het tot een redelijk minimum beperken van de oppervlakte van schone kamers en andere gebouwen met airconditioning;
- uitsluiting van het vaststellen van onredelijk hoge reinheidsklassen;
- rechtvaardiging van de luchtwisselkoersen, waarbij buitensporig hoge waarden worden vermeden, onder meer vanwege onredelijk strenge eisen aan de hersteltijd;
- gebruik van HEPA- en ULPA-filters met lage drukval, bijvoorbeeld Teflon-membraanfilters;
- het afdichten van lekken bij de verbindingen van omhullende constructies;
- toepassing van lokale bescherming bij het vaststellen van een hoge klasse in een beperkt gebied op basis van de eisen van het proces;
- het verminderen van het aantal personeelsleden of het gebruik van onbemande technologieën (bijvoorbeeld het gebruik van gesloten apparatuur, isolatoren);
- vermindering van het luchtverbruik buiten werktijd;
- bepaling in de stadia van certificering en werking van de werkelijke waarde van de gangreserve die door het project wordt geleverd;
- strikte naleving van operationele vereisten, inclusief kleding, personeelshygiëne, training, enz.;
- bepaling van de werkelijk noodzakelijke luchtdebieten tijdens het testen en tijdens bedrijf en regeling van de luchtdebieten op minimumwaarden, op basis van deze gegevens;
- exploitatie van een cleanroom met verminderd energieverbruik, mits voldaan wordt aan de eisen voor de reinheidsklasse;
- bevestiging van het vermogen om tegen lagere energiekosten te werken door huidige controle netheid (monitoring) en hercertificeringen;
- overige maatregelen conform 4.4.2.
4.4 Energiebesparende stappen
4.4.1 Algemeen
De eisen aan energiebronnen worden beoordeeld tijdens de ontwerp-, certificerings- en exploitatiefase.
De belangrijkste factor die de behoefte aan energiebronnen bepaalt, is het luchtverbruik (luchtwisselkoers).
De luchtstroom moet in de ontwerpfase worden bepaald. In dit geval wordt enige terughoudendheid geboden om rekening te houden met onzekerheid als gevolg van het ontbreken van nauwkeurige gegevens over de uitstoot van deeltjes door apparatuur, processen en om andere redenen.
In de certificeringsfase wordt de juistheid van ontwerpoplossingen gecontroleerd en wordt de werkelijke reserve van ventilatie- en airconditioningsystemen in termen van luchtstroom bepaald.
Tijdens bedrijf wordt gecontroleerd of de cleanroom voldoet aan de opgegeven reinheidsklasse.
OPMERKING Deze aanpak wijkt af van de huidige praktijk. Traditioneel wordt de luchtstroom bepaald in de ontwerpfase (in het project); in de gebouwde ruimte wordt tijdens de certificering gecontroleerd of de luchtstroom voldoet aan de specificaties in het project en deze luchtstroom wordt tijdens bedrijf gehandhaafd. In dit geval voorziet het ontwerp in redundantie in de luchtstroom vanwege de aanwezigheid van enige onzekerheid, maar deze redundantie komt tijdens het testen niet aan het licht. Bovendien wordt het pand excessief gebruikt hoge vergrotingen luchtuitwisseling, wat leidt tot overmatig energieverbruik.
Deze norm voorziet in de bepaling van de reële reserve in ontwerpoplossingen en de exploitatie van cleanrooms in reële omstandigheden noodzakelijke uitgaven lucht, die minder blijken te zijn dan de ontwerpwaarden door de hoeveelheid reserve die tijdens het testen is vastgesteld.
De standaard biedt een flexibele procedure voor het bepalen van luchtwisselkoersen.
4.4.2 Ontwerp
Algemene en specifieke energiebesparende maatregelen (zie 4.2-4.3) moeten worden genomen, rekening houdend met de reële mogelijkheden.
Daarnaast moet het volgende worden verstrekt:
- regeling van de luchtstroom door middel van automatisering, inclusief instellingsmodi voor werk- en niet-werkuren en het verstrekken van microklimaatparameters afhankelijk van specifieke omstandigheden;
- overgang van het garanderen van een reinheidsklasse in het gehele pand naar lokale bescherming, waarbij de reinheidsklasse alleen wordt vastgesteld en gecontroleerd werkgebied, of er wordt in de werkruimte een hogere mate van netheid geboden dan in de rest van de kamer;
- het verantwoorden van de bediening van laminaire flowkasten en laminaire flowzones. In dit geval wordt de luchtstroom uit de laminaire flowkast (zone) toegevoegd aan de luchtstroom om de zuiverheid van de airconditioner te garanderen;
- voor ruimtes waar alleen plaatselijke bescherming nodig is, moet de wenselijkheid van het gebruik van een horizontale luchtstroom in plaats van een verticale worden overwogen. In sommige gevallen is het mogelijk om een luchtstroom onder een hoek te creëren, bijvoorbeeld onder een hoek van 45° ten opzichte van het plafond;
- vermindering van de weerstand tegen de luchtstroom op alle elementen van het luchtstroompad, ook als gevolg van de lage luchtsnelheid in het luchtkanaal.
Energiebesparende methoden verschillen voor kamers (zones) met unidirectionele en niet-unidirectionele stroom.
4.4.2.1 Unidirectionele luchtstroom
Voor zones met unidirectionele stroom sleutelfactor is de snelheid van de luchtstroom. Het wordt aanbevolen om een unidirectionele stroomsnelheid van ongeveer 0,3 m/s aan te houden regelgevende documenten niet anders voorzien. In geval van tegenstrijdigheid wordt de snelheidswaarde vermeld die is vastgelegd in regelgevingsdocumenten. GOST R 52249 (bijlage 1) voorziet bijvoorbeeld in een snelheid van unidirectionele luchtstroom in het bereik van 0,36-0,54 m/s; GOST R 52539 - 0,24-0,3 m/s (in operatiekamers en intensive care-afdelingen).
4.4.2.2 Niet-unidirectionele luchtstroom
Voor cleanrooms met niet-unidirectionele (turbulente) stroming is de doorslaggevende factor de luchtverversingssnelheid (zie paragraaf 5).
4.4.3 Attestering
Certificering (testen) van cleanrooms wordt uitgevoerd in overeenstemming met GOST R ISO 14644-3 en GOST R ISO 14644-4.
Daarnaast is het noodzakelijk om de mogelijkheid te onderzoeken om de zuiverheidsklasse te handhaven met een marge bij lagere multipliciteiten en reële deeltjesemissiewaarden, d.w.z. de reserve aan ventilatie- en airconditioningsystemen bepalen. Dit wordt gedaan voor de uitgeruste en operationele toestanden van de cleanroom.
4.4.4 Bediening
Het is noodzakelijk om de mogelijkheid te bevestigen om in de echte modus met verlaagde luchtwisselkoersen te werken bij het uitvoeren van een technologisch proces met een bepaald aantal personeelsleden, met behulp van deze kleding, enz.
Voor dit doel wordt voorzien in periodieke en/of continue monitoring van de deeltjesconcentratie.
Er moeten maatregelen worden genomen om de uitstoot van deeltjes uit alle mogelijke bronnen en het binnendringen van deeltjes in de gebouwen te verminderen effectieve verwijdering deeltjes uit de kamer, inclusief van personeel, processen en apparatuur, cleanroomstructuren (gemak en efficiëntie van schoonmaken).
De belangrijkste maatregelen om de uitstoot van deeltjes terug te dringen zijn:
1) personeel:
- gebruik van passende technische kleding;
- naleving van hygiënevoorschriften;
- correct gedrag op basis van de eisen van de reinheidstechnologie;
- onderwijs;
- gebruik van plakmatten bij de ingang van cleanrooms;
2) processen en apparatuur:
- schoonmaken (wassen, schoonmaken);
- gebruik van lokale afzuiging (verwijdering van verontreinigingen van de plaats waar ze vrijkomen);
- het gebruik van materialen en structuren die geen vervuiling adsorberen en die de efficiëntie en het gemak van de reiniging garanderen;
3) schoonmaken:
- de juiste technologie en de vereiste schoonmaakfrequentie;
- gebruik van apparatuur en materialen die geen deeltjes uitstoten;
- controle over het schoonmaken.
5 Luchtwisselkoers
5.1 Instellen van de luchtwisselkoers
Rekening houdend met de sleutelrol van de luchtstroom in het energieverbruik, moeten de luchtwisselkoersen worden beoordeeld voor alle factoren die hierop van invloed zijn:
a) vereisten voor buitenlucht volgens sanitaire normen;
b) compensatie voor plaatselijke afzuiging (zuiging);
c) het handhaven van het drukverschil;
d) het verwijderen van overtollige warmte;
e) het garanderen van een bepaalde reinheidsklasse.
Er moeten maatregelen worden genomen om luchtstromen te verminderen die geen verband houden met reinheid ( vermeldingen ad) tot waarden die lager zijn dan nodig om netheid te garanderen (e).
Om het ventilatie- en airconditioningsysteem te berekenen, wordt het veelvoud van de slechtste (grootste) waarde genomen.
De vereiste frequentie van luchtuitwisseling (luchtstroom) is afhankelijk van de vereisten voor de reinheidsklasse (maximaal toelaatbare concentratie van deeltjes in de lucht) en hersteltijd.
De methode voor het berekenen van de luchtuitwisseling om de zuiverheid te garanderen, wordt gegeven in bijlage A.
5.2 Zorgen voor reinheidsklasse
De classificatie van cleanrooms wordt gegeven in GOST ISO 14644-1.
Vereisten voor zuiverheidsklassen worden vastgesteld in overeenstemming met regelgevende documenten (voor de productie van medicijnen - volgens GOST R 52249, medische instellingen- volgens GOST R 52539) of ontwerpopdracht ( referentievoorwaarden voor de ontwikkeling) van een cleanroom op basis van de specificaties van het technologische proces en in overleg tussen de klant en de aannemer.
In de ontwerpfase kan de intensiteit van de deeltjesemissie slechts bij benadering worden geschat. Daarom moet er een reserve aan luchtwisselkoersen worden aangelegd.
5.3 Hersteltijd
De hersteltijd wordt genomen in overeenstemming met de wettelijke vereisten voor de daarin voorziene gevallen. GOST R 52249 stelt bijvoorbeeld een hersteltijd van 15-20 minuten in voor de productie van steriele medicijnen. In andere gevallen kunnen de klant en de opdrachtnemer op basis van specifieke omstandigheden andere hersteltijdwaarden instellen (30, 40, 60 minuten, etc.).
De methodologie voor het berekenen van de reductie van de deeltjesconcentratie en de hersteltijd wordt gegeven in bijlage A.
De concentraties van zwevende deeltjes en de hersteltijden worden sterk beïnvloed door de kleding van het personeel en andere bedrijfsomstandigheden (zie het voorbeeld in bijlage B).
Als er een ruimte is met een unidirectionele luchtstroom in de kamer, moet rekening worden gehouden met het effect ervan op de luchtzuiverheid (zie bijlage A).
Bijlage A (informatief). Afhankelijkheid van de deeltjesconcentratie en hersteltijd van de luchtverversingssnelheid
Bijlage A
(informatief)
De belangrijkste besmettingsbron in een cleanroom zijn mensen. In veel gevallen is de uitstoot van verontreinigende stoffen door apparatuur en constructies klein in vergelijking met de uitstoot door mensen en kan deze worden verwaarloosd.
Deeltjesconcentratie C in de lucht van kamers waar op dat moment toevoerventilatie aanwezig is T wordt (in het algemene geval) berekend met de formule
Waar C- deeltjesconcentratie op het eerste moment (wanneer het ventilatiesysteem wordt ingeschakeld of nadat verontreinigende stoffen in de lucht zijn geïntroduceerd) T=0, deeltjes/m;
N- intensiteit van de deeltjesemissie binnenshuis, deeltjes/s;
V- volume van de kamer, m;
k- coëfficiënt berekend met formule (A.2);
k- coëfficiënt berekend met formule (A.3).
waar is de efficiëntiecoëfficiënt van het ventilatiesysteem, voor schone ruimtes met niet-unidirectionele (turbulente) stroming wordt genomen = 0,7;
Q- toevoerluchtstroom, m/s;
Q- het luchtvolume dat de kamer binnendringt als gevolg van lekkage (luchtinfiltratie), m/s;
- aandeel gerecirculeerde lucht;
- efficiëntie van de filtratie van gerecirculeerde lucht.
waar is de efficiëntie van buitenluchtfiltratie;
C- concentratie van deeltjes in de buitenlucht, deeltjes/m;
C is de concentratie van deeltjes in de lucht die binnenkomt als gevolg van infiltratie, deeltjes/m.
Formule (A.1) bevat twee termen: variabel C en permanent C.
C=C+C, (A.4)
Waar ,
.
Het variabele deel karakteriseert het overgangsproces wanneer de concentratie van deeltjes in de kamerlucht afneemt na het inschakelen van de ventilatie of het introduceren van verontreinigende stoffen in de kamer.
Het constante deel karakteriseert het steady-state proces waarbij het ventilatiesysteem deeltjes verwijdert die in de kamer zijn gegenereerd (door personeel, apparatuur, enz.) en die van buitenaf de kamer binnenkomen (met de toevoerlucht, als gevolg van infiltratie).
Bij praktische berekeningen nemen we:
- luchtinfiltratie gelijk aan nul, Q=0;
- filtratie-efficiëntie gelijk aan 100%, d.w.z. =0 en =0.
Dan zijn de coëfficiënten gelijk
k=
Q=0,7Q,
k=0
Formule (A.1) is vereenvoudigd
Waar N- luchtwisselkoers, h;
Q = N·V.(A.6)
Voorbeeld A.1 Cleanroom in uitgeruste toestand (geen personeel, geen proces in uitvoering)
Overweeg een cleanroom met de volgende parameters:
- volume V =100 m3
;
- ISO reinheidsklasse 7; uitgeruste staat; gespecificeerde deeltjesgrootte 0,5 µm (352000 deeltjes/m
);
0,5 µm binnenshuis
=10
deeltjes/en;
-
MET
=10
deeltjes/m
, deeltjes met afmetingen
0,5 µm;
- luchtwisselkoers N, komt overeen met de reeks 15*, 10, 15, 20, 30;
___________________
- luchtstroom Q, m
/s, berekend met formule (A.6)
waarbij 3600 het aantal seconden in 1 uur is;
- de efficiëntiecoëfficiënt van het ventilatiesysteem voor cleanrooms met niet-unidirectionele (turbulente) stroming wordt geaccepteerd
=0,7.
De vermindering van de deeltjesconcentratie na tijd t wordt berekend met behulp van formule (A.5):
Waar .
NB - Bij het berekenen moet de tijd worden uitgedrukt in seconden.
De berekeningsgegevens staan vermeld in Tabel A.1.
Tabel A.1 - Variatie van deeltjesconcentratie met grootte
0,5 µm in de lucht, afhankelijk van de frequentie van de luchtuitwisseling in de loop van de tijd in de uitgeruste toestand
De gegevens in Tabel A.1 worden grafisch weergegeven in Figuur A.1.*
___________________
*De tekst van het document komt overeen met het origineel. - Opmerking van de fabrikant van de database.
Uit Tabel A.1 en Figuur A.1 blijkt duidelijk dat aan de voorwaarde voor een hersteltijd van minder dan 15-20 minuten (waardoor de concentratie van deeltjes in de lucht met een factor 100 wordt verminderd) wordt voldaan bij luchtverversingssnelheden van 15, 20 en 30 uur
. Als we de hersteltijd 40 minuten laten bedragen, kan de frequentie van de luchtuitwisseling worden teruggebracht tot 10 uur
. In bedrijf betekent dit dat ventilatiesystemen 40 minuten vóór aanvang van de werkzaamheden in de bedrijfsmodus moeten worden gezet.
Figuur A.1 - Verandering in de concentratie van deeltjes met een grootte van minimaal 0,5 µm in de lucht, afhankelijk van de frequentie van luchtuitwisseling in de loop van de tijd in de uitgeruste toestand
Figuur A.1 - Verandering in deeltjesconcentratie met de grootte
0,5 µm in de lucht, afhankelijk van de frequentie van de luchtuitwisseling in de loop van de tijd in de uitgeruste toestand
Voorbeeld A.2. Schone kamer in bedrijf
De cleanroom is dezelfde als in voorbeeld A.1.
Voorwaarden:
- bedrijfstoestand;
- aantal personeelsleden 4 personen;
- intensiteit van de afgifte van deeltjes met afmetingen
0,5 micron door één persoon is gelijk aan 10
deeltjes(en) (er wordt cleanroomkleding gebruikt);
- er is vrijwel geen uitstoot van deeltjes uit de apparatuur, d.w.z. er wordt alleen rekening gehouden met de uitstoot van deeltjes door personeel;
- N
=4·10
deeltjes/en;
- MET
=10
deeltjes/m
.
Laten we de afname van de deeltjesconcentratie in de loop van de tijd berekenen met behulp van de formules
,
De berekeningsresultaten zijn weergegeven in Tabel A.2.
Tabel A.2 - Variatie van deeltjesconcentratie met grootte
De gegevens in Tabel A.2 worden grafisch weergegeven in Figuur A.2.
Figuur A.2 - Verandering in de concentratie van deeltjes met een grootte van minimaal 0,5 micron in de lucht, afhankelijk van de frequentie van luchtuitwisseling in de loop van de tijd (er wordt kleding voor cleanrooms gebruikt)
Figuur A.2 - Verandering in deeltjesconcentratie met de grootte 0,5 micron in de lucht, afhankelijk van de frequentie van de luchtuitwisseling in de loop van de tijd (er wordt cleanroomkleding gebruikt)
Zoals blijkt uit voorbeeld A.2, met een luchtverversingssnelheid van 10 uur
ISO klasse 7 wordt bereikt 35 minuten nadat het ventilatiesysteem in werking treedt (als er geen andere bronnen van vervuiling zijn). Betrouwbaar onderhoud van ISO-zuiverheidsklasse 7 is gegarandeerd met een marge bij een luchtverversingssnelheid van 15-20 uur
.
Bijlage B (informatief). Beoordeling van de impact van kleding op de vervuilingsniveaus
Bijlage B
(informatief)
Laten we eens kijken naar het effect van kleding op de concentratie van deeltjes in de lucht voor de volgende gevallen:
- gewone kleding voor cleanrooms - jas/broek, deeltjesemissiesnelheid 10 deeltjes/s;
- hoogwaardige kleding - overalls voor cleanrooms, deeltjesemissie-intensiteit 10 deeltjes/s.
De gegevens in Tabel B.1 zijn verkregen met behulp van de methodologie uit Bijlage A.
Tabel B.1 - Concentraties van deeltjes met een grootte van 0,5 micron in de lucht voor diverse soorten kleding voor cleanrooms bij een luchtverversingssnelheid van 10 uur
Opmerking - Er wordt aangenomen dat het personeel voldoet aan de eisen op het gebied van hygiëne, gedrag, kleding en andere bedrijfsomstandigheden van cleanrooms in overeenstemming met GOST R ISO 14644-5.
De gegevens in Tabel B.1 worden grafisch weergegeven in Figuur B.1.
Figuur B.1 - Concentraties van deeltjes met een grootte van minimaal 0,5 micron in de lucht voor verschillende soorten kleding bij een luchtverversingssnelheid van 10 uur_(-1)
Figuur B.1 - Concentraties van deeltjes met een grootte van 0,5 micron in de lucht voor verschillende soorten kleding bij een luchtverversingssnelheid van 10 uur
Uit Tabel B.1 en Figuur B.1 blijkt dat het gebruik van hoogwaardige kleding ISO-klasse 7 reinheidsniveaus kan bereiken met een luchtverversingssnelheid van 10 uur en een hersteltijd van 40 minuten (als er geen andere mogelijkheden zijn). bronnen van besmetting).
Bibliografie
Cleanroom-energie - Praktijkcode voor het verbeteren van de energie in cleanrooms en apparaten voor schone lucht |
||
VDI 2083 deel 4.2 | Cleanroomtechnologie - Energie-efficiëntie, Beuth Verlag, Berlijn (april 2011) |
UDC-543.275.083:628.511:006. 354 | OKS 13.040.01; | |
Trefwoorden: schone kamers, energiebesparing, ventilatie, airconditioning, luchtstroom, luchtwisselkoers |
||
Elektronische documenttekst
opgesteld door Kodeks JSC en geverifieerd aan de hand van:
officiële publicatie
M.: Standaardinform, 2015
Bij het ontwerp van elke cleanroom wordt een belangrijke plaats gegeven aan het ventilatiesysteem. Het vermogen om te onderhouden vereiste niveau netheid zonder bijzondere inspanning. Onjuist uitgeruste ventilatie in cleanrooms kan alle inspanningen om deze uit te rusten verpesten.
Ons bedrijf is gespecialiseerd in het ontwerpen en installeren van circulatie- en reinigingssystemen luchtstroom voor schone kamers lange tijd Daarom gebruiken medewerkers uitsluitend moderne technieken en hulpmiddelen. En dit is de sleutel tot een succesvolle en langdurige service van het systeem als geheel.
| ISO-klasse (classificatienummer N) |
Grenzen van de maximale concentraties (deeltjes/m3 lucht) van deeltjes met een grootte gelijk aan of groter dan hieronder aangegeven, micron |
Mk | |||||
| 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,5 | 1,0 | 5,0 | ||
| Klasse 1 ISO | 10 | 2 | - | - | - | - | nl |
| Klasse 2 ISO | 100 | 24 | 10 | 4 | - | - | nl |
| Klasse 3 ISO | 1 000 | 237 | 102 | 35 | 8 | - | nl |
| Klasse 4 ISO | 10 000 | 2 370 | 1 020 | 352 | 83 | - | nl |
| Klasse 5 ISO | 100 000 | 23 700 | 10 200 | 3 520 | 832 | 29 | 5+ |
| Klasse6 ISO | 1 000 000 | 237 000 | 102 000 | 35 200 | 8 320 | 293 | 50 |
| Klasse 7 ISO | - | - | - | 352 000 | 83 200 | 2 930 | 100 |
| Klasse 8 ISO | - | - | - | 3 520 000 | 832 000 | 29 300 | 100 |
| Klasse 9 ISO | - | - | - | 35 200 000 | 8 320 000 | 293 000 | 500 |
Wat is de installatie van cleanroomventilatie?
Dit element van het bouwen van apparatuur met de noodzaak om betere reinheidsomstandigheden te creëren is momenteel ontwikkeld moderne systemen, voor luchtcirculatie en filtratie. Voor dit doel wordt het gebruikt groot aantal elementen die rechtstreeks zorgen voor luchttoevoer en -afvoer, een groep filters en apparatuur voor verzendingscontrole.
Dit alles moet sindsdien altijd in een schone ruimte plaatsvinden deze apparatuur Hiermee kunt u een groep belangrijke problemen oplossen:
Het binnen aanvaardbare grenzen houden van aërosoldeeltjes in de lucht.
Controle en creatie van indicatoren voor het juiste microklimaat in de kamer, zoals vochtigheid, temperatuur, luchtmobiliteit.
Het voorkomen van drukverschillen tussen cleanrooms en de daaraan grenzende ruimtes.
Regelmatige toevoer van schone lucht naar de ruimte en afvoer van daar gestagneerde lucht.
Met behulp van innovatieve systemen werkt dit allemaal automatisch en vereist het geen speciale inspanningen van de lokale medewerkers. Fabrikanten van moderne ventilatieapparatuur garanderen een lange levensduur en verbeteren deze voortdurend, zodat de werking van de apparaten een minimum aan geluid creëert en het comfortabele verblijf van mensen in de kamer niet verstoort.
Hoe het systeem werkt
De ventilatie van de cleanroom werkt naar behoren en laat alles toe standaard indicatoren dankzij juiste organisatie alle elementen van het systeem:- · Voordat lucht de kamer binnenkomt, doorloopt deze 4 filtratiefasen met behulp van 4 verschillende filters, die elk de stroom reinigen van een specifieke groep verontreinigingen.
· Er wordt gezorgd voor een laminaire luchtstroom, die de gerichte beweging van gezuiverde lucht mogelijk maakt, waardoor aërosoldeeltjes uit de bestaande lucht worden verwijderd.
· Het belangrijkste element van de gehele installatie is het centrale airconditioningsysteem, gecreëerd in een speciaal “hygiënisch” ontwerp. Dit is waar het gebeurt meest luchtzuiverings- en voorbereidingsprocessen.
· Apparatuur voor de automatisering en verzending van het hele systeem, waaronder veel sensoren voor het bewaken van indicatoren, elementen voor de overdracht van commando's op afstand, enz., maakt het gemakkelijk om de constante netheid in de kamer te beheren en te handhaven.
De bedrijfsstatus van alle apparaten in het systeem na de inbedrijfstelling kan eenvoudig worden gecontroleerd door medewerkers die in de kamer werken, en in het geval van eventuele afwijkingen of noodsituaties, software zal dit snel melden.
De belangrijkste taak voor een goede werking soortgelijke apparatuur is een competent eerste ontwerp en installatie. Anders hebben de eigenaren en werknemers geen enkel probleem.
Kenmerken van aanbiedingen van ons bedrijf
Wij helpen elke klant fouten bij de voorbereiding en installatie van ventilatieapparatuur te voorkomen, aangezien het bedrijf alleen specialisten van de hoogste categorie in dienst heeft. Bovendien bevat de productcatalogus uitsluitend moderne en betrouwbare elementen van ventilatiesystemen.
Als u contact met ons opneemt, ontvangt u:
· Een systeem geïntegreerd met gerelateerde systemen zoals voeding, software, enz.
· Energiezuinige apparatuur die werkt op minimale kosten elektriciteit en daarmee ook financiële investeringen.
· Apparatuur die met minimaal geluid werkt en geen ongemak veroorzaakt voor iedereen in de kamer.
· Betrouwbare ruimte-inrichting met kwaliteitscertificaten en garantie.
Onze specialisten helpen u bij het kiezen van de optimale oplossing voor elke specifieke ruimte, waardoor de financiële investeringen worden verminderd en een maximale bedrijfsefficiëntie wordt bereikt. Dit alles stelt ons in staat te beweren dat de bij ons bestelde ventilatiesystemen vele jaren meegaan en geen problemen opleveren.
Voor zorginstellingen is wetenschappelijke centra, evenals bedrijven die micro-elektronica en medicijnen produceren, zijn ventilatiesystemen die zijn ontworpen voor “clean rooms” geschikt.
Schone kamerconcept
Onder een “schone” ruimte wordt verstaan een ruimte met alle bijbehorende structuren waarin de concentratie van micro-organismen en deeltjes in de lucht wordt gehandhaafd op het niveau gedefinieerd door SNiP 41-01-2003(8) en GOST ISO 14644-1-2002 . Zijn eigen netheidsklassen en sanitaire normen ook beschikbaar in de VS en EU-landen.
Afhankelijk van het aantal zwevende deeltjes, variërend in grootte van 0,1-5,0 micron per 1 m 3 in een cleanroom, zijn er 9 steriliteitsklassen vastgesteld.
Klasse 5 ISO heeft bijvoorbeeld 2 subtypen:
- “A” – maximaal toegestane concentratie micro-organismen 1/m3;
- “B” – MPC van micro-organismen is niet hoger dan 5/m3.
Voor cleanrooms geldt de toepasselijke ISO-categorie en één van deze staten: ‘uitgerust’, ‘gebouwd’ of ‘in bedrijf’.
Apparaten voor het creëren van “schone” luchtuitwisseling
Het organiseren van airconditioning- en blaassystemen is een arbeidsintensief proces dat gespecialiseerde kennis, de beschikbaarheid van bepaalde hulpmiddelen en specifieke technische oplossingen vereist.
De lucht die een dergelijke ruimte binnenstroomt, moet al gefilterd zijn van micro-organismen, bacteriën en verontreinigingen. Daarom speelt een van de belangrijkste rollen bij het creëren van een gunstig micro-milieu in schone kamers ah wordt toegewezen aan het toevoerluchtzuiveringssysteem. Onder een lopend filtersysteem wordt verstaan de installatie na de ventilator van verschillende groepen reinigingselementen:
- Ruwe reiniging van mechanische verontreinigingen;
- Fijne reiniging en antibacteriële filtratie;
- Absolute zuivering van binnenkomende luchtmassa's.
Naast filterapparatuur omvat de ventilatie van cleanrooms: luchtinlaat- en luchtverdeeleenheden, luchtsluizen, apparaten voor het automatisch handhaven van de vereiste temperatuur en vochtigheid, ventilatoren, evenals afsluit- en regelapparatuur. De keuze voor een specifieke set apparatuur hangt in de eerste plaats af van het doel van de cleanroom en de luchtmassareinheidsklasse die vereist is voor de exploitatie van deze faciliteit.
Bij het ontwikkelen van ventilatiesystemen voor cleanrooms moet grote aandacht worden besteed aan het ontwerp en het materiaal van de leidingen en filterkamers, die systematisch moeten worden behandeld met het oog op antimicrobiële preventie.
Kenmerken van luchtuitwisseling
Om de zuiverheid van de binnenlucht te behouden, is het noodzakelijk om ventilatie te gebruiken met een overmatig instroomvolume uitlaat eenheid in de aangrenzende kantoren.
- Als er geen ramen in de kamer zijn, zou het overwicht van de instroom over de uitlaat 20% moeten bedragen;
- Als de kamer ramen heeft die infiltratie mogelijk maken, moet het rendement van de luchttoevoer ongeveer 30% hoger zijn dan dat van de afzuigkap.
Een dergelijk luchtuitwisselingssysteem voorkomt het binnendringen van verontreinigingen in de kamer en bevordert de beweging van lucht van een schoon kantoor naar aangrenzende kamers. Er wordt veel aandacht besteed aan de mogelijkheden om luchtstromen in cleanrooms toe te laten en is in de regel afhankelijk van hun doel.
De luchttoevoer naar ruimtes met reinheidsklasse 1-6 wordt verzekerd door luchtverdeelapparaten die de luchtmassa's gelijkmatig richten met een snelheid van 0,2 tot 0,45 m/s. In ruimtes met een lager reinheidsniveau is het toegestaan om een niet-unidirectionele stroom te creëren; hiervoor worden plafondroosters gebruikt. De frequentie van luchtuitwisseling in cleanrooms is 25-60 keer per 60 minuten.
Veelgebruikte schema's
Bij het ontwikkelen van luchtkanalen wordt rekening gehouden met een van de meest urgente problemen bekwaam apparaat lucht stroomt. Momenteel worden meestal 5 methoden voor het plaatsen van luchtdistributie-apparaten gebruikt, waarvan de keuze direct afhangt van het doel van de cleanroom. Beschouw deze diagrammen:
- Unidirectionele luchtstroom wordt uitgevoerd via een schuin ventilatierooster;
- Niet-unidirectionele instroom van luchtmassa's wordt bereikt door het gebruik van plafondroosters;
- De toevoerlucht naar de operatiekamer wordt via een geperforeerd plafondblok gevoerd, waardoor een unidirectionele stroom van het luchtmengsel ontstaat;
- De toevoer van verse lucht vindt plaats dankzij de plafondluchtverdeler, die een unidirectionele luchtstroom naar de werkplek creëert;
- Niet-unidirectionele lucht wordt toegevoerd met behulp van een ronde luchtslang.
Afzuigventilatie in operatiekamers wordt uitgevoerd door afzuigventilatoren en toevoerroosters uitgerust met terugslagkleppen.
De praktijk heeft uitgewezen dat het beste apparaat voor het creëren van een unidirectionele luchtstroom in de operatiekamer aan het plafond gemonteerde luchtverdelers van gaas zijn. Een laminair plafond van 1,8x2,4 meter in een operatiekamer, met een oppervlakte van 40 m2, maakt het bijvoorbeeld mogelijk een 25-voudige luchtuitwisseling te organiseren met een snelheid van de luchtmassa die het apparaat verlaat van 0,2 m/s . Deze indicatoren zijn voldoende om overtollige warmte van de werking van apparatuur en het aantal medische hulpverleners in de operatiekamer te assimileren.
De ontwikkeling van ventilatie- en airconditioningsystemen in cleanrooms is een complex proces waarbij iemand kennis moet hebben van luchtuitwisselingsprocessen en de complexiteit van het gebruik van luchtdistributie-eenheden. Het is om deze reden dat om de hele structuur bij dergelijke faciliteiten samen te stellen, het noodzakelijk is om alleen contact op te nemen met de meesters van hun vak.
Tekstnavigatie:
Ventilatie in ruimtes zoals de operatiekamer is noodzakelijk om de hygiënische omstandigheden te behouden. Cleanrooms zijn een omgeving waar geen micro-organismen en schadelijke stoffen voorkomen die de menselijke gezondheid negatief beïnvloeden. Het is onder deze omstandigheden dat ze produceren geneesmiddelen, patiënten opereren en behandelen, bloed transfunderen, horloges en optica produceren, micro-elektronica assembleren en voedsel verwerken. Het bieden en onderhouden van sanitaire en hygiënische omstandigheden, evenals een gecontroleerd klimaat in dergelijke gebouwen, spelen een bijzonder belangrijke rol. Een gunstig microklimaat wordt bereikt met behulp van ventilatiesystemen. Ventilatie in cleanrooms mag echter niet standaard zijn. De keuze voor een dergelijk klimaatapparaat is afhankelijk van de functionele belasting, grootte en reinheidsklasse. Dit laatste vertegenwoordigt bepaalde eisen voor het gehalte aan deeltjes en onzuiverheden in de lucht.
Cleanrooms zijn onderverdeeld in drie klassen, die verschillen in het aantal micro-organismen per volume-eenheid:
Ventilatie in cleanrooms vermindert de verspreiding van micro-organismen, levert schone lucht, voorkomt het binnendringen van verontreinigde lucht en regelt de temperatuur en vochtigheidsniveaus. Het meest effectieve luchtdistributiesysteem wordt beschouwd als de installatie van filters langs de gehele omtrek van het plafondoppervlak. In de regel zijn cleanrooms onderverdeeld in vier hoofdtypen, die elk een andere luchtstroom hebben:
- Schone kamer met multidirectionele luchtstroom. Dit kan worden bereikt met conventionele ventilatie, die verschilt klassieke methode toevoer via luchtverdelers.
- Schone kamer met unidirectionele luchtstroom. Bij dit type wordt schone lucht aangevoerd via een filtersysteem met behoud van de bewegingsrichting. Deze stroming wordt ook wel “laminair” genoemd, wat ervoor zorgt grote waarde luchtuitwisseling met lage snelheid (0,3 m/sec over de hele zone).
- Schone kamer met gemengde stroom. In ruimtes waar het product wordt blootgesteld aan verontreiniging, wordt een laboratoriumkast met unidirectionele doorstroming geïnstalleerd.
Toevoer- en afvoerventilatiesystemen voor cleanrooms
Cleanrooms omvatten ruimtes waar micro-elektronica wordt geassembleerd, medicijnen worden vervaardigd en horloges worden geproduceerd. Het microklimaat in deze kamers moet stabiel zijn
Toevoerventilatie van een cleanroom voert schone lucht in de ruimte met de gespecificeerde parameters voor een gunstig microklimaat. Dit ventilatiesysteem verwerkt en zuivert de lucht vóór de toevoer, regelt de luchtvochtigheid en temperatuur. Afzuigventilatie een cleanroom verwijdert verontreinigde lucht, zorgt voor de noodzakelijke frequentie van luchtuitwisseling en handhaaft de onderdruk in bepaalde delen van de kamer.
De specialisten van ons bedrijf “Vent-m” beschikken over de nodige kennis en praktische vaardigheden om ventilatie in cleanrooms te installeren. Rekening houdend met alle kenmerken van dergelijke gebouwen, kiezen ze een bepaald type apparaat en installeren ze dit hoog niveau kwaliteit.
Laden...
