เอกสารนี้จะกล่าวถึงข้อกำหนดในการควบคุมความดันต่างของห้องสะอาด และหารือเกี่ยวกับวิธีการควบคุมความดันต่างของห้องสะอาด

ก) การกำหนดความแตกต่างของความดันในห้องสะอาด

การทดสอบและตรวจสอบห้องสะอาดคือแบบการออกแบบและการก่อสร้างของหน่วยก่อสร้างตามหน่วยออกแบบ หลังจากติดตั้งและออกแบบระบบระบายอากาศและปรับอากาศทั้งหมดแล้ว รายการย่อยจะได้รับการทดสอบและวัดแยกกันสำหรับบางโครงการ โดยหลักๆ คือ การแก้ไขปริมาณอากาศและการแก้ไขความดันที่แตกต่างกัน การทดสอบความสะอาด การวัดอุณหภูมิและความชื้นของห้องสะอาด
(1) การตรวจสอบปริมาณอากาศ: ตามการออกแบบและแบบร่างการก่อสร้าง ท่อส่งและท่อส่งกลับได้รับการออกแบบ กำหนดขนาดปริมาณอากาศที่ออกแบบ กำหนดสถานะการเปิดของวาล์วส่งอากาศกลับท่อแต่ละท่อ และทดสอบปริมาณอากาศของแต่ละสาขา บทความนี้ไม่ได้ครอบคลุมที่นี่
(2) การทดสอบความสะอาด: แบ่งออกเป็นการทดสอบภายใต้เครื่องปรับอากาศ การทดสอบภายใต้สภาวะคงที่ และการทดสอบภายใต้สภาวะไดนามิก โดยจะทดสอบเนื้อหาของฝุ่นในห้องคลีนรูมแยกกัน
การทดสอบภายใต้สภาวะว่างเปล่าหมายความว่าระบบ (ห้องสะอาด) อยู่ในการทำงานปกติ แต่ยังไม่ได้ทดสอบอุปกรณ์กระบวนการและบุคลากรการผลิต
การทดสอบภายใต้สภาวะคงที่ หมายถึง ระบบ (ห้องสะอาด) อยู่ในการทำงานปกติ มีการติดตั้งอุปกรณ์กระบวนการแล้วแต่ไม่ได้ทำงาน และมีการทดสอบโดยไม่มีบุคลากรฝ่ายผลิตอยู่ในห้อง
การทดสอบภายใต้เงื่อนไขไดนามิกหมายถึงระบบ (ห้องสะอาด) อยู่ในการทำงานปกติ และอุปกรณ์กระบวนการและบุคลากรการผลิตก็ทำงานอยู่
ตามผลการทดสอบข้างต้น หน่วยก่อสร้างจะทดสอบความเข้มข้นของปริมาณฝุ่นละอองในสภาวะแวดล้อมการผลิตที่แตกต่างกัน เพื่อให้ได้ระดับความสะอาดตามที่ผู้ออกแบบการก่อสร้างและหน่วยก่อสร้างต้องการ และให้แน่ใจว่าความเข้มข้นของฝุ่นละอองจะต่ำกว่าค่านี้เสมอ และส่งมอบให้หน่วยก่อสร้างใช้งานอย่างมีคุณภาพ
(3) การแก้ไขข้อบกพร่องที่แตกต่างกัน: เพื่อป้องกันการปนเปื้อนภายนอกเข้ามาในห้องสะอาดและทำให้ห้องสะอาดขึ้น ขอให้ความดันภายในห้องสูงกว่าความดันภายนอกที่อยู่ในข้อกำหนดห้องสะอาดของห้องสะอาดที่แตกต่างกันจะต้องรักษาระดับความดันบางอย่างซึ่งสามารถรักษาระดับความดันภายในห้องได้อย่างมีประสิทธิภาพ หลีกเลี่ยงห้องสะอาดภายใต้ความแตกต่างของความดันของมลพิษในห้องที่อยู่ติดกันหรือการปนเปื้อนในห้องที่อยู่ติดกัน ในกระบวนการแก้ไขข้อบกพร่องของความดันที่แตกต่างกัน เพื่อให้แน่ใจว่าจำนวนการเปลี่ยนแปลงอากาศในห้องสะอาดและผลของอากาศเสียของอุปกรณ์และการกำจัดฝุ่น พยายามไม่เปลี่ยนปริมาณอากาศที่จ่ายและปริมาณอากาศของพัดลมดูดอากาศของอุปกรณ์และพัดลมกำจัดฝุ่น ความแตกต่างของความดันส่วนใหญ่ปรับโดยการปรับปริมาณอากาศกลับและปริมาณอากาศเสียของระบบ ข้อกำหนดการออกแบบห้องสะอาดระบุไว้อย่างชัดเจนว่าความดันภายในห้องสะอาดสูงกว่าความดันภายนอก ซึ่งเรียกว่าห้องสะอาดแรงดันบวกและห้องสะอาดแรงดันลบ แรงดันบวกเทียบกับแรงดันลบ ห้องหนึ่งเป็นห้องแรงดันบวกต่อบรรยากาศ แต่ห้องอื่นอาจเป็นห้องแรงดันลบ นอกจากนี้ยังกำหนดว่าความแตกต่างของความดันระหว่างห้องสะอาดและพื้นที่สะอาดและ พื้นที่ที่ไม่สะอาดจะต้องไม่น้อยกว่า 5Pa และความแตกต่างของแรงดันระหว่างพื้นที่สะอาดและพื้นที่กลางแจ้งจะต้องไม่น้อยกว่า 10Pa
การทำงานของระบบการฟอกอากาศ ผ่านการดีบัก เราสามารถเข้าใจปัญหาที่เกิดขึ้นในการทำงานของระบบได้ ดังนั้นจึงสามารถปรับปรุงรูปแบบการออกแบบ การดำเนินการก่อสร้างให้เป็นมาตรฐาน และหลีกเลี่ยงปัญหาข้างต้นได้ งานทดสอบระบบเป็นขั้นตอนที่สำคัญและจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าความแตกต่างของแรงดันและความสะอาดของห้องสะอาดได้มาตรฐาน การทำงานปกติของระบบคือการใช้งานการผลิตตามปกติ

2.การเลือกและอภิปรายวิธีการควบคุมความแตกต่างของความดันในห้องคลีนรูม

ในปัจจุบันมีวิธีการควบคุมความดันที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน 2 ประเภทที่ใช้ในห้องคลีนรูม ประเภทหนึ่งเรียกว่าการควบคุมแบบคงที่ การควบคุมปริมาณอากาศคงที่ และอีกประเภทหนึ่งเรียกว่าการควบคุมแบบไดนามิก

2.1 หลักการควบคุมปริมาณอากาศ

ระบบปรับอากาศผ่านระบบจ่ายอากาศ คืน และปริมาณอากาศเสีย ออกแบบและควบคุมให้เหมาะสมเพื่อให้ได้ระดับความสะอาดที่แตกต่างกันและความต้องการความแตกต่างของแรงดันภายในและภายนอกอาคาร

ความแตกต่างของแรงดันจะเกิดขึ้นเมื่อเกิดความสมดุลระหว่างปริมาณอากาศที่เข้ามาและปริมาณอากาศที่ระบายออก + ปริมาณอากาศที่มีความดันต่างกัน (ปริมาณอากาศที่เหลือ) ในห้องสะอาด โดยปริมาณอากาศที่ระบายออกจะรวมถึง ปริมาณอากาศที่ระบายออกที่จะระบายออกสู่ภายนอกและปริมาณอากาศที่ไหลกลับ

สำหรับระบบ DC อากาศบริสุทธิ์ = อากาศเสีย + PDC

ในระบบไหลเวียน อากาศบริสุทธิ์ + อากาศกลับ = อากาศกลับ + อากาศเสีย + อากาศที่มีความดันต่างกัน

ดังนั้นในการวิเคราะห์ขั้นสุดท้าย สาระสำคัญของความแตกต่างของแรงดันคือ: ปริมาตรอากาศใหม่ = ปริมาตรอากาศเสีย + ปริมาตรอากาศความแตกต่างของแรงดัน

ดังนั้นการปรับปรุงการจัดตั้ง PDC ในห้องคลีนรูมควรสะท้อนความสมดุลระหว่างปริมาณอากาศบริสุทธิ์และปริมาณอากาศเสีย + PDC:

(1) ป้อนอากาศจำนวนหนึ่งเข้าไปในระบบ DC และปรับปริมาณอากาศที่ปล่อยออกให้สอดคล้องกับการสร้างแรงดันที่แตกต่างกัน

(2) สำหรับระบบไหลเวียนเลือด จะมีการป้อนอากาศเข้าไปในระบบในปริมาณหนึ่ง โดยทั่วไป สามารถปรับปริมาณอากาศเสียได้ตามต้องการ จากนั้นจึงปรับปริมาณอากาศกลับเพื่อสร้างความแตกต่างของแรงดัน

(3) เมื่อไม่มีปริมาณอากาศเสียแยกกันในห้องคลีนรูมบางห้อง ให้ปรับปริมาณอากาศที่ไหลกลับเพื่อสร้างความแตกต่างของแรงดัน ปริมาตรอากาศทางเข้าของห้องคลีนรูมต้องมีความแน่นอน ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้เป็นตัวแปรควบคุมได้ โดยการออกแบบและการดีบักที่เหมาะสม จะทำให้ได้ความแตกต่างของแรงดัน

2.2 โหมดการควบคุม

ระบบควบคุมปริมาณอากาศคงที่มี 2 ระบบ:

(1) การควบคุมด้วยมือ

หลังจากปรับค่าความดันต่างด้วยตนเองแล้ว ให้ล็อควาล์วจ่ายอากาศเข้า ลมกลับ และลมไอเสีย และปรับใหม่เมื่อความต้านทานของระบบเปลี่ยนแปลง ระบบนี้เรียบง่ายและใช้งานและบำรุงรักษาง่าย มักใช้เพื่อจำกัดห้องคลีนรูมที่เกี่ยวข้องกับโรงงาน

พัดลมป้อนและส่งกลับ (พัดลมเดี่ยวหรือคู่) ของระบบ HUAC ไม่มีอุปกรณ์ควบคุมปริมาณอากาศอัตโนมัติ แน่นอนว่า หากตั้งค่าการควบคุมปริมาณอากาศอัตโนมัติ (เช่น แรงดันคงที่ในท่อหลักจ่ายอากาศต้องควบคุมพัดลมเดี่ยวหรือวาล์วควบคุมทางออกของพัดลมป้อนและส่งกลับ) ความแตกต่างของแรงดันในห้องคลีนรูมอาจมีเสถียรภาพมากขึ้น แต่การควบคุมปริมาณอากาศอัตโนมัติโดยทั่วไปจะไม่ได้รับการตั้งค่า

(2) ควบคุมวาล์วปริมาณอากาศคงที่

พื้นฐานอยู่ในห้องคลีนรูม ส่งท่ออากาศ ท่อลมกลับ และท่อลมไอเสียในแต่ละการตั้งค่าวาล์วปริมาณอากาศ นอกจากนี้ ต้องอยู่ในท่ออากาศส่งเท่านั้น ท่อลมไอเสียในการตั้งค่า และท่อลมกลับไม่ตั้งค่า ซึ่งแน่นอนว่าแบบแรกจะดีกว่า แต่ต้องลงทุนเพิ่มมากกว่าเล็กน้อย

วาล์วควบคุมปริมาณอากาศคงที่แบบสปริงและตัววาล์วประกอบด้วยกลไก สามารถเปลี่ยนความดันคงที่ภายในท่อได้ด้วยการชดเชยการเคลื่อนที่ของตัวที่ขับเคลื่อนด้วยสปริง ทำให้ปริมาณอากาศคงที่ รักษาการเปลี่ยนแปลงความต้านทานในระบบ HUAC ไว้ได้โดยอัตโนมัติเพื่อรักษาปริมาณอากาศให้คงที่ (วาล์วควบคุมปริมาณอากาศคงที่มีบทบาทของความต้านทาน บางตัวอยู่ที่ 105 ~ 750 pa บางตัวอยู่ที่ 20 ~ 1,000 pa) และการควบคุมปริมาณอากาศก็แม่นยำ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องตั้งค่ามาตรการปรับปริมาณอากาศอัตโนมัติสำหรับพัดลม ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในหอผู้ป่วยแยกโรค ห้องผ่าตัด และห้องปฏิบัติการ

2.3 มาตรการประหยัดพลังงานสำหรับโหมดควบคุมปริมาณอากาศคงที่

(1) เพื่อการประหยัดพลังงาน วาล์วควบคุมปริมาณอากาศคงที่สามารถทำงานแบบ 2 เฟสได้ นั่นคือ ในห้องสะอาดที่ทำงานด้วยปริมาณอากาศที่กำหนด เมื่อไม่ได้ทำงาน จะใช้ปริมาณอากาศต่ำเพื่อประหยัดพลังงาน พัดลมสามารถใช้พัดลมความเร็วสองเท่าหรือความเร็วตัวแปรความถี่ได้ สถานะ 2 เฟสสามารถตั้งค่าได้ด้วยตนเอง (ขณะปฏิบัติหน้าที่) หรือควบคุมด้วยแสง เป็นต้น ปัจจุบัน มักใช้ในห้องผ่าตัดและห้องปฏิบัติการบางแห่ง

(2) เพื่อประหยัดพลังงาน โรงงานยาบางแห่งได้นำหมุดเชื่อมต่อของอากาศกลับและอากาศเสียบางส่วน (เปิดหนึ่งอันและปิดหนึ่งอัน) มาใช้เพื่อรักษาความแตกต่างของความดันภายในอาคาร หากอากาศเสียบางส่วนของเครื่องดูดควันภายในอาคารหรืออุปกรณ์ไม่ทำงาน วาล์วไอเสียจะต้องปิดและวาล์วอากาศกลับที่เชื่อมต่อจะต้องเปิดเพื่อทำการสลับล็อคด้วยปริมาณอากาศเท่ากันเพื่อรักษาความแตกต่างของความดันภายในอาคาร ในเวลานี้ พัดลมส่งกลับควรใช้พัดลมคู่ พัดลมส่งกลับและมีความเร็วแปรผัน พัดลมดูดอากาศก็เหมาะสมที่จะปรับความเร็วได้เช่นกัน โดยสามารถปรับความเร็วได้ตามความดันคงที่ของท่ออากาศที่เกี่ยวข้องเพื่อควบคุมความเร็วของพัดลม

2.4 ความสามารถในการปรับวิธีการควบคุมปริมาณอากาศคงที่ให้เหมาะกับการเปิดและปิดประตู

ดังที่ได้กล่าวมาแล้ว วิธีการควบคุมปริมาณอากาศคงที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงการไหลย้อนกลับของอากาศเมื่อประตูเปิดและปิดได้ ในปัจจุบัน ห้องผ่าตัดบางห้องใช้การล็อกการเปิด ปิดประตู และพัดลมดูดอากาศเพื่อรักษาความแตกต่างของแรงดันต่ำโดยไม่เกิดการไหลย้อนกลับ ควรสังเกตว่า: หากปริมาณอากาศเสียในห้องสะอาด ≥ ประตูเปิดออกเพื่อรักษาความแตกต่างของแรงดันอากาศ ผลที่ได้จะเป็นไปในเชิงบวก มิฉะนั้น จะยากที่จะไม่เกิดการไหลย้อนกลับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อประตูเปิดนานขึ้นเล็กน้อย

นอกจากนี้ ในปัจจุบัน ห้องผ่าตัดหลายแห่งใช้การควบคุมความดันต่างด้วยวาล์วควบคุมปริมาณอากาศคงที่ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้การจ่ายอากาศสม่ำเสมอแบบรวมศูนย์เหนือโต๊ะผ่าตัดในห้องผ่าตัด ซึ่งสามารถป้องกันการเข้ามาของสารมลพิษในบริเวณโดยรอบได้ดีกว่า และความเข้มข้นของจุลินทรีย์ในบริเวณโดยรอบไม่ดีเท่ากับทางเดินที่สะอาด

2.2 การควบคุมปริมาณอากาศคงที่

2.2.1 คุณลักษณะและข้อกำหนดการใช้งาน

ลักษณะเด่นของมันคือเมื่อ ประตูห้องสะอาด ปิดแล้ว ทำการจัดหาอากาศ (อากาศบริสุทธิ์ * อากาศกลับ) + อากาศกลับ * อากาศเสีย * ปริมาตรอากาศที่มีความดันต่างกัน และกำหนดค่าความดันต่างกัน ปริมาตรอากาศทั้งหมดจะคงอยู่ ยกเว้นปริมาตรอากาศที่มีความดันต่างกัน

วิธีการควบคุมปริมาณอากาศคงที่ไม่สามารถแก้ไขปัญหาการเปลี่ยนแปลงปริมาณอากาศเสียในกระบวนการและการเปิดและปิดประตูที่ส่งผลต่อความแตกต่างของความดันได้ นั่นคือ ในกรณีเหล่านี้อาจเกิดการไหลย้อนกลับ ดังนั้น หลักการในการนำมาใช้จึงเป็นดังนี้:

(1) จำเป็นต้องมีอากาศเสียในปริมาณหนึ่ง หรืออย่างน้อยต้องใช้อากาศในปริมาณหนึ่งเป็นระยะเวลาหนึ่ง และควรมีการปรับเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงในภายหลัง

(2) โครงสร้างตู้และประตูมีความหนาแน่นของอากาศดี

(3) จะต้องใช้ห้องบัฟเฟอร์หรือห้องลม และต้องเพิ่มจำนวนการเปลี่ยนอากาศหากจำเป็น เพื่อให้สามารถคืนสภาพห้องลมได้อย่างรวดเร็วและรักษาความสะอาดตามต้องการ แม้ว่าจะมีการไหลย้อนกลับในพื้นที่ใกล้เคียงที่ไม่มีห้องบัฟเฟอร์ วัตถุที่กำลังประมวลผลหรือกำลังประมวลผลจะไม่ได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ