В условиях чистых помещений типичный диапазон скорости ламинарного потока воздуха составляет 0,36–0,45 метра в секунду (м/с). Этот диапазон считается оптимальным для контроля за загрязнением частицами, не создавая при этом турбулентности. Широко признанный промышленный стандарт — это скорость 0,45 м/с, поскольку она обеспечивает хороший баланс между удалением частиц и поддержанием стабильного потока воздуха.

• 0,36 м/с часто используется в менее критичных чистых помещениях или в зонах, где приоритетом является снижение энергопотребления.
• 0,45 м/с — это стандарт для более строгих применений в чистых помещениях, таких как производство полупроводников, фармацевтическое производство и другие чувствительные операции, где важен контроль за частицами.

Почему 0,45 м/с?

• Транспортировка и удаление частиц: При скорости 0,45 м/с поток воздуха достаточно силён для того, чтобы постоянно перемещать частицы в воздухе и предотвращать их оседание на поверхностях. Это критично для поддержания класса чистоты помещения, особенно в чистых помещениях ISO класса 5 или 6.
• Минимизация турбулентности: Более высокие скорости могут создавать турбулентность, которая нарушает ламинарный поток и поднимает загрязняющие вещества. Скорость 0,45 м/с обеспечивает контролируемый, однонаправленный поток, минимизирующий риск турбулентности и эффективно удаляющий загрязнения из чистого помещения.
• Соответствие стандартам ISO и GMP: Чистые помещения, работающие по стандартам ISO класса 5 (или выше) и руководствам GMP, требуют, чтобы скорость воздушного потока оставалась в диапазоне 0,36–0,45 м/с для обеспечения стабильной работы и соответствия нормативным стандартам.

Применение и примеры использования в чистых помещениях

1. Производство полупроводников
   • FFU с воздушным потоком 0,45 м/с обеспечивают постоянное удаление частиц, защищая пластины (wafer) от загрязнений.
   • Турбулентность сводится к минимуму, предотвращая оседание частиц на критических компонентах.
   • Эта скорость воздушного потока необходима для поддержания ламинарного потока во всем чистом помещении и обеспечения того, чтобы частицы контролируемо перемещались подальше от чувствительных зон.
2. Фармацевтические чистые помещения
   • Ламинарные вытяжки и FFU, обеспечивающие поток воздуха со скоростью 0,45 м/с, создают защитный слой стерильного воздуха вокруг рабочих зон.
   • Скорость воздушного потока помогает предотвратить загрязнение со стороны персонала и оборудования, обеспечивая более высокий уровень безопасности продукции и снижая риск загрязнения частицами, находящимися в воздухе.
3. Производство биотехнологий и медицинских изделий
   • Ламинарный поток обеспечивает контролируемое перемещение частиц, снижая риск загрязнения медицинских изделий, которые должны оставаться стерильными.
   • Скорость воздушного потока 0,45 м/с обеспечивает стабильный и контролируемый воздушный поток, что имеет решающее значение как для качества продукции, так и для соответствия нормативным требованиям.

Частота воздухообмена (ACH)

Скорость ламинарного потока также влияет на количество воздухообменов в час в чистом помещении. Например:

• В чистом помещении ISO класса 5 стандартная частота воздухообмена составляет примерно 240–600 обменов воздуха в час. Для достижения этого FFU с потоком воздуха 0,45 м/с обеспечивают достаточное количество чистого воздуха для замены загрязнённого воздуха и удаления частиц из помещения.
• Ламинарные поточные устройства, работающие при этой скорости, значительно способствуют достижению этих уровней воздухообмена, обеспечивая постоянный поток фильтрованного воздуха через HEPA-фильтры.

Энергетические соображения

Хотя 0,45 м/с является промышленным стандартом для чистых помещений, требующих высокого уровня чистоты, иногда рассматриваются более низкие скорости (например, 0,36 м/с) для снижения затрат на электроэнергию:

• Уменьшение скорости снижает потребляемую вентилятором энергию, необходимую для подачи воздуха через HEPA-фильтры.
• Однако любое снижение скорости воздушного потока должно быть тщательно оценено, чтобы гарантировать, что способность чистого помещения соответствовать требованиям по контролю частиц не будет нарушена.

Техническое влияние на проектирование

При проектировании систем чистых помещений, таких как FFU или ламинарные устройства:

• Выбранная скорость воздушного потока 0,45 м/с напрямую влияет на перепад давления через HEPA- или ULPA-фильтры. Более высокие скорости требуют большей мощности вентилятора для преодоления этого сопротивления.
• Устройства для мониторинга давления (например, манометры Magnehelic) часто устанавливаются для обеспечения работы фильтров в необходимых параметрах при этой скорости.
• Правильное размещение FFU и ламинарных устройств обеспечивает равномерное движение воздуха по всему чистому помещению, без создания мёртвых зон, где могут скапливаться частицы.
• Поддержание перепадов давления между чистыми помещениями и соседними зонами является ещё одним важным фактором, который обеспечивается за счёт правильной скорости ламинарного потока.