In diesem Dokument werden die Anforderungen an die Differenzdruckregelung in Reinräumen erörtert und die Methode zur Differenzdruckregelung in Reinräumen erläutert.

a) Herstellung der Druckdifferenz im Reinraum

Die Prüfung und Inspektion des Reinraums erfolgt anhand der Konstruktions- und Bauzeichnungen der Baueinheit gemäß der Konstruktionseinheit. Nachdem die gesamte Lüftungs- und Klimaanlage installiert und installiert ist, werden die Unterpunkte für einige Projekte separat geprüft und gemessen, hauptsächlich die Luftmengen- und Differenzdruckprüfung, die Sauberkeitsprüfung sowie die Messung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Reinraum.
(1) Inbetriebnahme des Luftvolumens: Gemäß der Konstruktions- und Bauzeichnung werden die Zu- und Rückleitungen ausgelegt; die Größe des Auslegungsluftvolumens wird bestimmt, der Öffnungszustand jedes Rückluftventils der Rohrleitung wird ermittelt und das Luftvolumen jedes Zweigs wird geprüft. Dieser Artikel wird hier nicht behandelt.
(2) Sauberkeitsprüfung: Diese wird in eine Prüfung unter Luftbedingungen, eine Prüfung unter statischen Bedingungen und eine Prüfung unter dynamischen Bedingungen unterteilt. Der Staubgehalt im Reinraum wird separat geprüft.
Test unter leeren Bedingungen bedeutet, dass das System (Reinraum) im Normalbetrieb ist, die Prozessausrüstung und das Produktionspersonal jedoch nicht getestet wurden.
Test unter statischen Bedingungen bedeutet, dass sich das System (Reinraum) im Normalbetrieb befindet, die Prozessausrüstung installiert, aber nicht in Betrieb ist und der Test ohne Produktionspersonal im Raum durchgeführt wird.
Ein Test unter dynamischen Bedingungen bedeutet, dass das System (Reinraum) im Normalbetrieb war und die Prozessausrüstung und das Produktionspersonal gearbeitet haben.
Anhand der oben genannten Testergebnisse muss die Baueinheit die Staubkonzentration unter verschiedenen Bedingungen der Produktionsumgebung testen, um den vom Bauplaner und der Baueinheit geforderten Sauberkeitsgrad zu erreichen und sicherzustellen, dass die Staubkonzentration immer unter diesem Wert liegt, und eine qualifizierte Lieferung an die Baueinheit zur Verwendung durchführen.
(3) Differenzdruck-Debugging: Um die Verschmutzung des Reinraums von außen zu verhindern und die Reinheit des Raums zu erhöhen, muss der Innendruck höher als der Außendruck sein. In Reinräumen mit unterschiedlichen Reinheitsanforderungen muss ein bestimmter Druckgradient aufrechterhalten werden, um eine Verschmutzung oder Kontamination benachbarter Räume durch den Druckunterschied im Reinraum wirksam zu vermeiden. Um die Anzahl der Luftwechsel im Reinraum und die Wirkung der Geräteabluft und der Staubentfernung sicherzustellen, sollten bei der Differenzdruck-Debugging die Luftzufuhr und die Luftmenge des Geräteabluftventilators und des Staubentfernungsventilators nicht verändert werden. Der Druckunterschied wird hauptsächlich durch die Anpassung der Rückluftmenge und der Systemabluftmenge eingestellt. Die Reinraum-Designspezifikation besagt eindeutig, dass der Druck im Reinraum höher als der Außendruck ist, was als Überdruck-Reinraum und Unterdruck-Reinraum bezeichnet wird. Überdruck versus Unterdruck: Ein Raum ist ein Überdruckraum zur Atmosphäre, ein anderer kann ein Unterdruckraum sein. Es ist außerdem festgelegt, dass der Druckunterschied zwischen dem Reinraum und dem reinen Bereich und dem nicht reinen Bereich nicht geringer sein darf als 5 Pa und der Druckunterschied zwischen dem sauberen Bereich und dem Außenbereich darf nicht weniger als 10 Pa betragen.
Betrieb des Reinigungssystems. Durch Debugging können wir die Probleme verstehen, die beim Betrieb des Systems auftreten, sodass das Designschema verbessert, der Bauablauf standardisiert und die oben genannten Probleme vermieden werden können. Die Inbetriebnahme ist ein wichtiger und notwendiger Schritt, um sicherzustellen, dass Druckunterschied und Sauberkeit des Reinraums den Standards entsprechen. Der normale Betrieb des Systems entspricht einer normalen Produktionsnutzung.

2.Auswahl und Diskussion der Druckdifferenz-Kontrollmethode im Reinraum

Derzeit gibt es grundsätzlich zwei Arten von Differenzdruckregelungsmethoden, die üblicherweise in Reinräumen verwendet werden. Eine wird als statische Regelung (Konstantluftvolumenregelung) bezeichnet, die andere als dynamische Regelung.

2.1 Prinzip der Luftmengenregelung

Klimaanlagen können durch die sinnvolle Auslegung und Regelung des Luftzufuhr-, Rücklauf- und Abluftvolumensystems unterschiedliche Sauberkeitsgrade und Druckunterschiede im Innen- und Außenbereich erreichen.

Die Druckdifferenz stellt sich ein, wenn im Reinraum ein Gleichgewicht zwischen Zuluftmenge und Abluftmenge + Differenzdruckluftmenge (Restluftmenge) besteht. Die Abluftmenge setzt sich dabei zusammen aus der nach außen abzuführenden Abluftmenge und der Rückluftmenge.

Bei DC-System: Frischluft = Abluft + PDC

Für das Kreislaufsystem gilt: Frischluft + Rückluft = Rückluft + Abluft + Differenzdruckluft

Das Wesentliche der Druckdifferenz ist also letztendlich: Neuluftvolumen = Abluftvolumen + Druckdifferenzluftvolumen

Daher sollte die Anpassung der Einrichtung von PDC im Reinraum das Gleichgewicht zwischen Frischluftmenge und Abluftmenge + PDC widerspiegeln:

(1) Dem Gleichstromsystem wird eine bestimmte Luftmenge zugeführt und die Abluftmenge wird an die entstehende Druckdifferenz angepasst.

(2) Für das Kreislaufsystem wird eine bestimmte Luftmenge zugeführt. Im Allgemeinen kann die Abluftmenge nach Bedarf eingestellt werden, und dann kann die Rückluftmenge angepasst werden, um die Druckdifferenz herzustellen.

(3) Wenn in manchen Reinräumen kein separates Abluftvolumen vorhanden ist, wird das Rückluftvolumen angepasst, um den Druckunterschied herzustellen. Das Zuluftvolumen des Reinraums muss fest sein und kann daher nicht als Steuergröße verwendet werden. Durch eine angemessene Konstruktion und Fehlersuche kann der Druckunterschied erreicht werden.

2.2 Steuerungsmodus

Zur konstanten Luftmengenregelung gibt es zwei Systeme:

(1) Manuelle Steuerung

Nach der manuellen Einstellung des Differenzdrucks werden die Zuluft-, Rückluft- und Abluftventile verriegelt und bei verändertem Systemwiderstand neu eingestellt. Die Bedienung und Wartung des Systems ist einfach und leicht. Wird häufig zur Einschränkung fabriknaher Reinräume eingesetzt.

Die Zufuhr- und Rücklaufventilatoren (Einzel- oder Doppelventilatoren) des HUAC-Systems sind nicht mit einer automatischen Luftmengenregelung ausgestattet. Natürlich kann der Druckunterschied im Reinraum stabiler sein, wenn eine automatische Luftmengenregelung eingestellt ist (z. B. muss der statische Druck auf die Hauptluftzufuhr den Einzelventilator oder das Auslasssteuerventil des Zufuhr- und Rücklaufventilators steuern), aber die automatische Luftmengenregelung ist im Allgemeinen nicht eingestellt.

(2) Konstante Luftvolumenventilsteuerung

Grundsätzlich besteht im Reinraum die Möglichkeit, an jedem Zuluft-, Rückluft- und Abluftschlauch ein Ventil für die Luftmenge einzustellen. Es müssen aber auch nur Zuluft- und Abluftschläuche eingestellt werden und die Rückluftschläuche dürfen nicht eingestellt werden. Ersteres ist natürlich besser, aber die Investition ist etwas höher.

Das Ventil für konstantes Luftvolumen besteht aus einer mechanischen Feder und einem Ventilkörper. Es kann Änderungen des statischen Drucks im Kanal durch die Verschiebung des Federkörpers ausgleichen, wodurch das Luftvolumen und der Widerstand im HUAC-System automatisch aufrechterhalten werden. Änderungen im Luftvolumen müssen eingehalten werden (das Ventil für konstantes Luftvolumen hat die Funktion des Widerstands, manche liegen zwischen 105 und 750 Pa, manche zwischen 20 und 1000 Pa). Die Luftvolumenregelung ist daher präzise. Daher ist es nicht erforderlich, automatische Maßnahmen zur Anpassung des Luftvolumens für die Ventilatoren einzurichten, die häufig in Isolierstationen, Operationssälen und Laboren eingesetzt werden.

2.3 Energiesparmaßnahmen für den Regelbetrieb mit konstanter Luftmenge

(1) Um Energie zu sparen, kann das Ventil für konstantes Luftvolumen bistabil sein. Das bedeutet, dass im Reinraum während des Betriebs das Nennluftvolumen verwendet wird und außerhalb des Betriebs zur Energieeinsparung ein Betrieb mit niedrigem Luftvolumen verwendet wird. Der Lüfter kann mit doppelter Geschwindigkeit oder mit variabler Frequenz und variabler Geschwindigkeit verwendet werden. Der bistabile Zustand kann manuell eingestellt (im Betrieb) oder durch Licht usw. gesteuert werden. Derzeit wird dies häufig in Operationssälen und einigen Laboren verwendet.

(2) Um Energie zu sparen, haben einige Pharmafabriken Verbindungsstifte für Rückluft und teilweise Abluft eingeführt (einer öffnet und einer schließt), um den Druckunterschied im Innenbereich aufrechtzuerhalten. Wenn die teilweise Abluft der Abzugshaube oder des Geräts im Innenbereich nicht funktioniert, muss das Abluftventil geschlossen und das zugehörige Rückluftventil geöffnet werden, um eine Verriegelungsumschaltung mit der gleichen Luftmenge durchzuführen und so den Druckunterschied im Innenbereich aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zeitpunkt sollte der Rückluftventilator ein Doppelventilator sein, der Rückluftventilator sollte eine variable Geschwindigkeit haben und auch der Abluftventilator sollte eine variable Geschwindigkeit haben, sodass die Geschwindigkeit des Ventilators entsprechend dem statischen Druck des jeweiligen Luftkanals gesteuert werden kann.

2.4 Anpassbarkeit der Methode zur konstanten Luftmengenregelung an das Öffnen und Schließen von Türen

Wie oben erwähnt, kann die Regelungsmethode für ein konstantes Luftvolumen den Rückstrom beim Öffnen und Schließen der Tür nicht verhindern. Derzeit verwenden einige Operationssäle eine Verriegelung zwischen Türöffnung und -schließung sowie dem Abluftventilator, um den niedrigen Druckunterschied ohne Rückstrom aufrechtzuerhalten. Dabei ist zu beachten: Wenn das Abluftvolumen des Reinraums selbst ≥ der zur Aufrechterhaltung des Luftdruckunterschieds geöffneten Tür ist, ist der Effekt positiv, andernfalls tritt kaum ein Rückstrom auf, insbesondere wenn die Tür etwas länger geöffnet ist.

Darüber hinaus wird in vielen Operationssälen derzeit die Differenzdruckregelungsmethode eines konstanten Luftvolumenventils verwendet. Diese basiert hauptsächlich auf einer zentralisierten, gleichmäßigen Luftzufuhr über dem Operationstisch im Operationssaal, wodurch das Eindringen von Schadstoffen in die Umgebung besser verhindert werden kann und die mikrobielle Konzentration in der Umgebung nicht so gut ist wie in einem sauberen Korridor.

2.2 Konstante Luftmengenregelung

2.2.1 Eigenschaften und Anwendungsvoraussetzungen

Seine Eigenschaften sind wie folgt: Wenn die Reinraumtür ist geschlossen, Luftzufuhr (Frischluft * Rückluft) + Rückluft * Abluft * Differenzdruck-Luftmenge herstellen und den Differenzdruckwert ermitteln; alle Luftmengen werden beibehalten, außer der Differenzdruck-Luftmenge.

Die Methode der konstanten Luftmengenregelung kann die durch die Änderung der Abluftmenge und das Öffnen und Schließen der Tür bedingten Störungen aufgrund der Druckdifferenz nicht lösen, d. h. in diesen Fällen tritt ein Rückfluss auf. Daher lautet die Prämisse ihrer Anwendung:

(1) Es ist eine bestimmte Abluftmenge erforderlich oder zumindest für einen bestimmten Zeitraum eine bestimmte Luftmenge, die bei späteren Änderungen angepasst werden sollte.

(2) gute Luftdichtheit der Gehäusestruktur und der Türen;

(3) Es muss eine Pufferkammer oder Luftschleuse eingesetzt werden, und die Anzahl der Luftwechsel muss bei Bedarf erhöht werden, um die Luftschleuse schnell wiederherzustellen und die erforderliche Sauberkeit aufrechtzuerhalten. Auch wenn in dem angrenzenden Raum ohne Pufferraum ein Rückfluss auftritt, wird die Verarbeitung oder das Verarbeitungsobjekt nicht wesentlich beeinträchtigt.