Однонаправленный поток воздуха

Организация чистых помещений и рабочих зон должна стремиться к минимизации нарушений потока воздуха в рабочей среде. Выбор между вертикальным и горизонтальным потоком зависит от конкретных условий работы. Когда речь идет о чистоте воздуха в зоне однонаправленного потока, она одинакова во всех точках, при условии отсутствия предметов между ними и источником потока, такими как фильтры.

Горизонтальный поток целесообразен, когда процессы развертываются в горизонтальной плоскости, например, монтаж оборудования. В таких случаях его следует размещать в области вертикального однонаправленного потока. Наоборот, если процессы развиваются в вертикальной плоскости, их лучше поместить в зону горизонтального потока.

Важно отметить, что оптимальный уровень чистоты достигается ближе к приточным фильтрам, и по мере движения потока вероятность загрязнения увеличивается. Поэтому зоны с более высокими требованиями к чистоте должны располагаться ближе к фильтрам, за которыми следуют персонал и материалы. Для обеспечения эффективной локальной защиты рекомендуется использовать ламинарные шкафы с горизонтальным потоком воздуха.

Чистые помещения с вертикальным потоком воздуха широко используются, где поток идет от потолочных НЕРА или ULPA фильтров к вытяжным отверстиям в полу или стенах. Например, в электронной промышленности поток воздуха направлен от потолка к перфорированному (двойному) полу для эффективного удаления загрязнений из помещения.

В фармацевтической и медицинской промышленности, где требуется защита от частиц и микроорганизмов, избегают применения двойных полов из-за необходимости дезинфекции поверхностей и контроля микробного загрязнения между верхним и нижним полами.

Поток воздуха взаимодействует с поверхностями разной формы по-разному. Прямоугольные или острые края могут создавать вихри воздуха и опасность осаждения частиц, в то время как цилиндрические предметы или предметы с закругленными краями обеспечивают лучшую аэродинамическую картину, облегчая удаление частиц из зоны.

Важно, чтобы поверхности в чистых помещениях были гладкими. Качество однонаправленного потока воздуха существенно зависит от конструкции распределителя, через который воздух поступает в чистое помещение. Этот распределитель располагается между НЕРА фильтрами и самим помещением. Если установлена камера статического давления, распределитель размещается непосредственно между камерой и помещением. Такие распределители могут быть в виде решеток, одинарных или двойных сеток.

Размеры отверстий в распределителе и расстояние между ними оказывают существенное влияние на качество потока воздуха. Большое расстояние между отверстиями может создавать "мертвые зоны" и ухудшать качество потока. Один из оптимальных вариантов – использование сетчатых распределителей воздуха, таких как СС-распределители фирмы Zellweger Luwa Ltd. Они состоят из двух параллельных сеток из синтетического материала или металла с небольшими отверстиями, что снижает локальные турбулентности и обеспечивает лучшую защиту чистых зон.

Распределители создают дополнительное сопротивление потоку воздуха, что важно при ограниченной мощности вентилятора. Качество потока и чистота воздуха в зоне работы зависят от правильной организации оборудования, расположения рабочих мест, учета тепловых источников и других факторов.

Примеры ситуаций, описанных в ГОСТ Р ИСО 14644-4, демонстрируют, как неправильные решения могут нарушить однонаправленный поток. Например, стол, прижатый к стене, вызывает завихрение потока воздуха, что можно исправить, создав вытяжку под столом или отодвинув его от стены. Также важно избегать турбулизации воздуха у горизонтальных поверхностей и правильно организовывать рабочие места, чтобы избежать загрязнения воздуха. Учет тепловых источников также необходим для поддержания эффективности потока воздуха в чистом помещении.

Скорость однонаправленного потока воздуха играет значительную роль в обеспечении чистоты в чистых помещениях. Недостаточная скорость может сделать поток неустойчивым, особенно вблизи рабочей зоны, в то время как излишне высокая скорость приводит к излишним затратам, помехам в процессе и созданию дискомфорта.

Стандарты производства лекарственных средств, такие как ГОСТ Р 52249-2009 и СМР ЕС 2008 г., устанавливают оптимальную скорость однонаправленного потока воздуха в пределах 0,36-0,54 м/с. Это требование имеет свою историю, начавшуюся в 1960-е годы в США, где Федеральный стандарт Еед. $14. 209В устанавливал скорость в 90 фут/мин, что соответствует 0,45 м/с в метрической системе. Позднее эти требования были перенесены в правила СМР ЕС и США.

Однако опыт работы показал, что стабильность однонаправленного потока достижима и при более низких скоростях. Например, в микроэлектронике и приборостроении, где нет строгих регламентов СМР, скорость потока воздуха часто ограничивается 0,3 м/с.

В отрасли больниц, согласно ГОСТ Р 52539-2006, скорость однонаправленного потока устанавливается в диапазоне 0,24-0,30 м/с. Эти значения обеспечивают однонаправленность потока и соответствуют требованиям для операционных условий.

Нормативные требования к скорости потока воздуха необходимо рассматривать в контексте обеспечения однородности потока и других важных факторов. Контроль скорости потока обычно выполняется с использованием анемометров.

Терминологический сдвиг от "ламинарного потока" к "однонаправленному потоку" имеет свое происхождение в 1990-х годах. Несмотря на этот переход, термины "ламинарные шкафы" и "ламинарные зоны" все еще широко используются в практике, несмотря на попытки переименования в "шкафы с однонаправленным потоком воздуха" и подобное. Однако важно помнить, что эти термины остаются устоявшимися и понятными в промышленности.