หลักการออกแบบที่สำคัญสำหรับการจัดระเบียบการไหลเวียนของอากาศในห้องปลอดเชื้อ

หลักการออกแบบที่สำคัญสำหรับการไหลเวียนของอากาศแบบทิศทางเดียว

1. ป้องกันการรั่วซึมของตัวกรอง

หากตัวกรองรั่วซึม ข้อดีหลักของการไหลเวียนอากาศแบบทิศทางเดียวก็จะลดลง ดังนั้นจึงต้องป้องกันการรั่วซึม

2. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการไหลเวียนของอากาศสม่ำเสมอ

เพิ่มอัตราส่วนการครอบคลุมของตัวกรองเพื่อลดผลกระทบจากจุดบอดของเฟรม

3. ปรับปรุงความสม่ำเสมอของความเร็วลมที่จ่าย

ความเร็วในการจ่ายอากาศที่ไม่สม่ำเสมอโดยทั่วไปเกิดจากแรงดันที่ไม่เท่ากันในตัวกรองและท่อส่งอากาศ รวมถึงความเร็วในการไหลเข้าสู่ท่อส่งอากาศที่มากเกินไป มาตรการแก้ไขที่สำคัญ ได้แก่:

(1) เลือกตัวกรองประสิทธิภาพสูงอย่างเข้มงวด ในระหว่างการติดตั้ง ให้ปรับสมดุลหน่วยตามความต้านทานแต่ละหน่วยเพื่อให้ค่าเบี่ยงเบนระหว่างความต้านทานของตัวกรองใดๆ กับค่าเฉลี่ยของกลุ่มน้อยกว่า 5%

(2) ติดตั้งชั้นลดแรงสั่นสะเทือนไว้ใต้ตัวกรอง—แม้กระทั่งชั้นลดแรงสั่นสะเทือนที่ไม่สม่ำเสมอหากจำเป็น เพิ่มความสูงของช่องลม โดยควรสูงกว่า 800 มม.

(3) เปลี่ยนจากการจ่ายท่อส่วนกลางเข้าสู่ช่องลมเป็นการจ่ายท่อแบบกระจาย

(4) หากความเร็วขาเข้าสูงเกินไปหรือสามารถเข้าได้เพียงด้านเดียว ให้ติดตั้งแผ่นกั้นปรับได้บนตัวกรองใกล้กับทางเข้า หรืออีกทางเลือกหนึ่งคือ เพิ่มความต้านทานภายในห้องเก็บอากาศโดยการวางแผ่นเจาะรูไว้ใกล้กับทางออก

4. ปรับปรุงความสม่ำเสมอของความเร็วลมที่ไหลกลับ

มาตรการเดียวกันกับที่ใช้กับท่อส่งอากาศสามารถนำมาใช้กับท่อรับอากาศได้เช่นกัน ได้แก่ การกระจายท่อ การปรับสมดุลแดมเปอร์ วัสดุลดแรงสั่นสะเทือนที่ตะแกรงรับอากาศ การลดความเร็วลมที่หน้าท่อรับอากาศให้ต่ำกว่า 5 เมตร/วินาที และการปรับอัตราส่วนช่องเปิดที่พื้น

 

หลักการออกแบบที่สำคัญสำหรับการไหลเวียนของอากาศที่ไม่เป็นทิศทางเดียว

1. รักษาแรงดันให้เป็นบวก

(1) การไหลของอากาศอัด การไหลของอากาศอัดจะถูกกำหนดโดยการรั่วไหลของซองเป็นหลัก โดยแสดงเป็นการเปลี่ยนแปลงอากาศต่อชั่วโมง (ACH) ค่าอ้างอิงแสดงไว้ด้านล่าง สำหรับการประมาณคร่าวๆ ให้ใช้ 2–3 ACH

(2) การควบคุมแรงดัน พิจารณาความแข็งแรงของโครงสร้างผนังและความสะดวกในการเปิดประตู โดยทั่วไป ให้ควบคุมความแตกต่างของแรงดันกับห้องข้างเคียงให้อยู่ในช่วง 5–20 Pa (0.5–2.0 mmH₂O)

2. ควบคุมการเกิดฝุ่นละอองในพื้นที่

ในห้องปลอดฝุ่นที่ไม่ใช่ทิศทางเดียว การไหลเวียนของอากาศแบบปั่นป่วนจะทำให้ฝุ่นกระจายไปได้ทุกที่ หากฝุ่นที่เกิดขึ้นเฉพาะจุดส่งผลกระทบต่อทั้งห้องอย่างสม่ำเสมอ ผลลัพธ์ที่ได้จะไม่น่าพึงพอใจอย่างยิ่ง แม้แต่การเพิ่มการเปลี่ยนถ่ายอากาศอย่างมากก็ให้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นเพียงเล็กน้อย วิธีที่ดีที่สุดคือการจัดการการไหลเวียนของอากาศเฉพาะจุดโดยตรง ด้วยการปิดล้อมอุปกรณ์ที่ก่อให้เกิดฝุ่นเฉพาะจุดและจัดให้มีระบบระบายอากาศเฉพาะที่

3. การเลือกหัวพัดลมแรงดัน

วิธีการเลือกแรงดันพัดลมที่มีระยะเผื่อมากเกินไปแบบเดิมนั้นไม่เหมาะสม เนื่องจากตัวกรองทำงานต่ำกว่าอัตราการไหลของอากาศที่กำหนดไว้ในการใช้งานจริง การเลือกพัดลมที่มีความต้านทานเป็นสองเท่าของความต้านทานของตัวกรองจะสร้างระยะเผื่อแรงดันเริ่มต้นที่มากเกินไป ส่งผลให้ปริมาณการไหลและความเร็วของอากาศสูงเกินไป การปรับวาล์วควบคุมการไหลของอากาศมากเกินไปจะทำให้เกิดเสียงดังมาก เมื่อสามารถคำนวณความต้านทานของระบบได้อย่างละเอียด ความต้านทานสุดท้ายจากตัวกรองหยาบไปจนถึงตัวกรองประสิทธิภาพสูงอาจพิจารณาได้จากความต้านทานเริ่มต้นบวก 50–120 Pa หากการคำนวณความต้านทานของระบบทำได้ยากหรือต้องการเพียงค่าประมาณคร่าวๆ ก็ยังสามารถใช้วิธีการแบบดั้งเดิมคือสองเท่าของความต้านทานเริ่มต้นได้

4. การเลือกพัดลม

เลือกพัดลมที่มีประสิทธิภาพสูงและเสียงรบกวนต่ำ สิ่งสำคัญคือจุดการทำงานต้องอยู่บนส่วนที่ชันกว่าของกราฟประสิทธิภาพของพัดลม และกราฟนั้นควรชันมากกว่าที่จะราบเรียบ เพื่อให้แน่ใจว่าการเปลี่ยนแปลงความดันขนาดใหญ่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการไหลของอากาศน้อยที่สุด หลีกเลี่ยงผลกระทบต่อการทำงานอย่างมีนัยสำคัญ

 

สรุป

โดยสรุป การจัดการการไหลเวียนของอากาศเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งการออกแบบห้องปลอดเชื้อแอปพลิเคชันจำนวนมากต้องการซอฟต์แวร์จำลอง CFD สำหรับการวิเคราะห์การไหลของอากาศ โดยใช้การแสดงผลลัพธ์การจำลองเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของการออกแบบ