نظام التكييف والتهوية في الغرف النظيفة شرح: MAU ، FFU ، DCC ونظام التبريد

في الصناعات مثل أشباه الموصلات والصناعات الدوائية والتصنيع الدقيق ، تلعب أنظمة HVAC في الغرف النظيفة دورًا حاسمًا في ضمان جودة المنتج واستقرار العملية.غرفة نظيفة يجب أن تتحكم في نفس الوقت بثلاثة معايير رئيسية: الجسيمات المحمولة بالهواء، درجة الحرارة، والرطوبة.

في حين أن مستويات النظافة يتم تحديدها من قبل المعايير الدولية مثل ISO 14644،يجب أن يتم حساب طرق تحقيقها، وخاصة معدلات تغير الهواء وتصميم النظام، على أساس متطلبات المشروع المحددة.وتشمل هذه الحمل الحراري، وكثافة الموظفين، وانبعاثات العملية، ووقت الاسترداد.

في هندسة الغرف النظيفة الحديثة ، فإن الحل الأكثر استخدامًا هو نظام منفصل يتكون من MAU و FFU و DCC ، مدعوم من محطة تبريد مركزية.

يعتمد تصنيف الغرفة النظيفة على تركيز الجسيمات المحمولة في الهواء. على سبيل المثال، تتطلب بيئات الفئة 5 من ISO مراقبة صارمة للجزيئات ≥ 0.5 μm ،مما يجعلها مناسبة لتصنيع أشباه الموصلات والتصنيع المتقدم.

معدلات تغيير الهواء ليست قيم ثابتة ولكنها مستمدة من سرعة تدفق الهواء وحجم الغرفة. تشمل الممارسات الصناعية النموذجية:

• فئة ISO 5: معدلات تغيير الهواء العالية مدفوعة بتدفق الهواء أحادي الاتجاه
• فئة ISO 6 ‬8: معدلات تغيير الهواء المعتدلة حسب التطبيق

تتطلب العمليات المختلفة ظروف بيئية مختلفة:

• عمليات عالية الدقة: التحكم الصارم ضمن ± 0.1 درجة مئوية و ± 2٪ RH
• الإنتاج العام: نطاقات أوسع مثل 20 ٪ 24 °C و 40 ٪ 60٪ RH

تقلبات درجة الحرارة يمكن أن تؤثر بشكل مباشر على جودة المنتج، وخاصة في التصوير الضوئي والتصنيع البصري.

يتم الحفاظ على الضغط الإيجابي لمنع دخول التلوث:

• بين المناطق النظيفة وغير النظيفة: ≥10 Pa
• بين فئات مختلفة من الغرف النظيفة: ≥5 Pa

يتم تحقيق توازن الضغط عن طريق ضبط تدفق الهواء الإمداد والتصريف ، أساسا من خلال نظام MAU.

تتولى الوحدة معالجة الهواء الخارجي، بما في ذلك التصفية والتبريد والإزالة من الرطوبة وإعادة التدفئة والرطوبة. وهي تتعامل مع كامل الحمل الكامن للغرفة النظيفة.

تشكيل MAU النموذجي يشمل:

• مرشحات سابقة ومتوسطة لإزالة الجسيمات
• ملفات تبريد للتكييف المسبق
• إزالة الرطوبة العميقة باستخدام المياه المبردة منخفضة الحرارة
• إعادة تسخين الملفات لتعديل درجة حرارة الهواء
• أنظمة الرطوبة في الظروف الجافة
• مروحة إمداد لتوصيل الهواء

يتم حساب نقطة الندى الهواء الإمداد بعناية لضمان السيطرة السليمة على الرطوبة. في التطبيقات المطالبة مثل تصنيع أشباه الموصلات أو البطاريات،قد تكون هناك حاجة إلى أنظمة تجفيف لتحقيق نقاط الندى المنخفضة للغاية.

يتم تثبيت وحدات الهواء الصلب في شبكة السقف وتوفير تدفق الهواء المستمر من خلال مرشحات عالية الكفاءة.

السمات الرئيسية:

• مروحة متكاملة ومرشح HEPA/ULPA
• تدفق الهواء القابل للتعديل لتلبية متطلبات تغيير الهواء
• نطاق تدفق الهواء النموذجي: 800~2000 متر3/ساعة
• محركات الاتحاد الأوروبي منخفضة الضوضاء وفعالة في استخدام الطاقة

اختيار المرشح يعتمد على متطلبات النظافة:

• HEPA (H14): مناسبة لمعظم تطبيقات الغرف النظيفة
• ULPA (U15/U16): مطلوبة للبيئات النظيفة للغاية

تعمل وحدات التنظيف المستمرة للحفاظ على السيطرة على الجسيمات وضمان أداء غرفة نظيفة مستقرة.

يتعامل نظام DCC مع الأحمال الحرارية المعقولة دون التأثير على الرطوبة. يستخدم الماء المبرد بدرجة حرارة متوسطة ، عادة ما تكون بين 13 ∼ 18 درجة مئوية ، لتجنب التكثيف.

اعتبارات التصميم الرئيسية:

• يجب أن تبقى درجة حرارة مياه الإمداد فوق نقطة الندى في الغرفة
• سرعة الهواء عبر الملفات المثلى لتحسين كفاءة نقل الحرارة
• انخفاض ضغط منخفض للحفاظ على أداء تدفق الهواء

من خلال فصل التحكم في درجة الحرارة (DCC) عن التحكم في الرطوبة (MAU) ، يحقق النظام دقة أعلى وكفاءة طاقة أعلى.

تعتمد أنظمة التكييف الجوي في الغرف النظيفة على محطة تبريد مركزية لتوفير المياه الباردة.

• أجهزة التبريد: أجهزة التبريد المزدوجة بالماء أو الطرد المركزي للكفاءة العالية
• أبراج التبريد: تبديد الحرارة من حلقة المكثف
• المضخات: تدفق المياه المبردة والباردة في جميع أنحاء النظام

هناك طريقتان شائعتان:

• نظام التبريد الواحد: يوفر المياه منخفضة درجة الحرارة، مع مبادلات الحرارة لتوليد المياه متوسطة درجة الحرارة
• نظام التبريد المزدوج: أجهزة تبريد منفصلة لدرجات الحرارة المنخفضة والمتوسطة ، مما يحسن كفاءة استخدام الطاقة بنسبة تصل إلى 20٪

يعتمد الاختيار على حجم المشروع والميزانية وتكاليف التشغيل طويلة الأجل.

• تقوم MAU بإزالة الرطوبة العميقة وإعادة التدفئة
• DCC يزيل حرارة داخلية
• تعمل المبردات تحت الحمل الكامل أو الجزئي
• أبراج التبريد تعدل بناء على ظروف المكثفات

• تغير الوحدة التشغيلية إلى وضع التدفئة والترطيب
• انخفاض حمولة DCC بشكل كبير
• يمكن أن تعمل أجهزة التبريد بتقليل السعة أو إيقاف تشغيلها جزئياً

عندما تكون الظروف الخارجية مواتية، يمكن استخدام التبريد المجاني لتقليل استهلاك الطاقة عن طريق زيادة استهلاك الهواء النقي وتقليل حمولة المبرد.

• النظافة: يتم الحفاظ عليها من خلال تشغيل FFU المستمر وسلامة المرشح
• الضغط: يتم التحكم به عن طريق ضبط تدفق الهواء MAU
• درجة الحرارة والرطوبة: يتم إدارتها بشكل مستقل بواسطة أنظمة DCC و MAU

هذا النهج المنفصل يضمن الأداء المستقر ويقلل من هدر الطاقة.

التشغيل والصيانة السليمة ضروريان للثقة على المدى الطويل.

مجالات التركيز الرئيسية:

• اختبار وتغيير منتظمين لسلامة المرشح
• مراقبة درجة حرارة المياه الباردة لمنع التكثيف
• الحفاظ على أنظمة الرطوبة ونوعية المياه
• تنظيف أبراج التبريد ومنع النمو البيولوجي
• التفتيش الروتيني للمبردات والمضخات وأنظمة التحكم

• استخدام الماء منخفض درجة الحرارة في DCC، مما يسبب التكثيف
• تثبيت مرطب مستقل داخل الغرف النظيفة
• ارتفاع معدلات تغير الهواء مما يؤدي إلى إهدار الطاقة
• اختيار كفاءة تصفية غير كافية للغرف النظيفة عالية الجودة
• إزالة أنظمة إعادة التدفئة، مما يؤدي إلى ضبط درجة الحرارة غير المستقرة

أصبح نظام MAU + FFU + DCC ، مدعوم بمحطة تبريد فعالة ، معيار الصناعة للغرف النظيفة عالية الأداء.ومراقبة النظافة، مما يسمح بدقة عالية وكفاءة الطاقة.

بالنسبة للمهندسين والمشترين B2B ، تتطلب مشاريع الغرف النظيفة الناجحة تصميمًا مخصصًا بناءً على احتياجات العملية ومعايير الامتثال والاعتبارات المتعلقة بتكلفة دورة الحياة.لا يوجد حل واحد يناسب الجميع فقط الهندسة المحسوبة بشكل جيد توفر أداءً مثالي.

نظام HVAC للغرفة النظيفة ، MAU FFU DCC ، نظام معالجة الهواء في الغرفة النظيفة ، نظام التبريد في الغرفة النظيفة ، مراقبة درجة حرارة الرطوبة في الغرفة النظيفة ، HVAC في الغرفة النظيفة شبه الموصل ، تصميم تدفق الهواء في الغرفة النظيفة ،وحدة تصفية FFU, حلول غرف نظيفة صناعية, هندسة غرف نظيفة