1. Yüksek temiz odaların özelliklerinin analizi
(1). Yüksek temiz odaların kendine özgü özellikleri vardır. Genel olarak, yüksek temiz odalar esas olarak üretim sonrası süreçte kullanılır ve genellikle büyük ekipmanların montajı için kullanılır. Yüksek temizlik gerektirmezler ve sıcaklık ve nem kontrol doğruluğu yüksek değildir. Ekipman, üretim sürecinde fazla ısı üretmez ve nispeten az sayıda insan bulunur.
(2). Yüksek temiz odalar genellikle büyük çerçeve yapılarına sahiptir ve sıklıkla hafif malzemeler kullanır. Üst plaka genellikle büyük bir yükü taşımakta zorlanır.
(3). Toz parçacıklarının oluşumu ve dağılımı Yüksek temiz odalar için ana kirlilik kaynağı, genel temiz odalardan farklıdır. İnsanlar ve spor ekipmanları tarafından üretilen toza ek olarak, yüzey tozu büyük bir paya sahiptir. Literatürde verilen verilere göre, bir kişi hareketsizken toz oluşumu 105 parçacık/(dak·kişi) iken, bir kişi hareket halindeyken toz oluşumu, kişinin hareketsizkenkinin 5 katı olarak hesaplanmaktadır. Normal yükseklikteki temiz odalar için yüzey toz oluşumu, 8 m2'lik zemin alanının yüzey toz oluşumunun, hareketsiz bir kişinin toz oluşumuna eşdeğer olduğu şeklinde hesaplanır. Yüksek temiz odalar için, arıtma yükü alt personel aktivite alanında daha büyük, üst alanda ise daha küçüktür. Aynı zamanda, projenin özelliklerinden dolayı, güvenlik için uygun bir güvenlik faktörü alınması ve öngörülemeyen toz kirliliğinin dikkate alınması gerekmektedir. Bu projenin yüzey toz oluşumu, 6 m2'lik zemin alanının yüzey toz oluşumuna dayanmaktadır; bu da hareketsiz bir kişinin toz oluşumuna eşdeğerdir. Bu proje, vardiya başına 20 kişinin çalıştığı varsayımıyla hesaplanmıştır ve personelin toz üretimi toplam toz üretiminin yalnızca %20'sini oluştururken, genel temiz odalarda personelin toz üretimi toplam toz üretiminin yaklaşık %90'ını oluşturmaktadır.
2. Yüksek tavanlı atölyelerin temiz oda dekorasyonu
Temiz oda dekorasyonu genel olarak temiz oda zeminlerini, duvar panellerini, tavanlarını ve klima, aydınlatma, yangın koruma, su temini ve drenaj gibi temiz odalarla ilgili diğer unsurları içerir. Gereksinimlere göre, temiz odanın dış cephesi ve iç dekorasyonunda, sıcaklık ve nem değişimlerinde iyi hava geçirmezlik ve az deformasyon özelliğine sahip malzemeler kullanılmalıdır. Temiz odalardaki duvar ve tavan dekorasyonu aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır:
(1). Temiz odalardaki duvar ve tavan yüzeyleri düz, pürüzsüz, tozsuz, parlamasız, tozun kolayca çıkarılabildiği ve düzensiz yüzeylerin az olduğu yüzeyler olmalıdır.
(2). Temiz odalarda tuğla duvarlar ve sıvalı duvarlar kullanılmamalıdır. Bunların kullanılması gerektiğinde, kuru iş yapılmalı ve yüksek kaliteli sıva standartları kullanılmalıdır. Duvarlar sıvandıktan sonra, boya yüzeyi boyanmalı ve alev geciktirici, çatlamayan, yıkanabilir, pürüzsüz, suyu emmeyen, bozulmayan ve küflenmeyen boya seçilmelidir. Genel olarak, temiz oda dekorasyonunda iç dekorasyon malzemesi olarak daha iyi toz boyalı metal duvar panelleri tercih edilir. Bununla birlikte, büyük alanlı fabrikalarda, yüksek kat yüksekliği nedeniyle, metal duvar paneli bölmelerinin montajı daha zordur, mukavemeti düşüktür, maliyeti yüksektir ve ağırlık taşıma kapasitesi yetersizdir. Bu proje, büyük fabrikalardaki temiz odaların toz oluşum özelliklerini ve oda temizliği gereksinimlerini analiz etmiştir. Geleneksel metal duvar paneli iç dekorasyon yöntemleri benimsenmemiştir. Orijinal inşaat mühendisliği duvarlarına epoksi kaplama uygulanmıştır. Kullanılabilir alanı artırmak için tüm alana tavan yerleştirilmemiştir.
3. Yüksek tavanlı temiz odaların hava akışı organizasyonu
Literatüre göre, yüksek temiz odalar için, temiz oda klima sisteminin kullanımı, sistemin toplam hava besleme hacmini büyük ölçüde azaltabilir. Hava hacminin azalmasıyla birlikte, daha iyi bir temiz hava klima etkisi elde etmek için makul bir hava akışı organizasyonu benimsemek özellikle önemlidir. Hava besleme ve dönüş hava sisteminin homojenliğini sağlamak, temiz çalışma alanındaki girdap ve hava akışı girdabını azaltmak ve hava besleme hava akışının seyreltme etkisinden tam olarak yararlanmak için hava besleme hava akışının difüzyon özelliklerini artırmak gereklidir. 10.000 veya 100.000 temizlik sınıfı gereksinimlerine sahip yüksek temiz atölyelerde, havaalanları ve sergi salonları gibi büyük alanlarda nozulların kullanımı gibi, konforlu klima için yüksek ve geniş alanların tasarım konsepti örnek verilebilir. Nozullar ve yan hava beslemesi kullanılarak, hava akışı uzun bir mesafeye yayılabilir. Nozul hava beslemesi, nozullardan üflenen yüksek hızlı jetlere dayanarak hava beslemesi sağlamanın bir yoludur. Esas olarak yüksek tavanlı temiz odalar veya yüksek katlı kamu binaları gibi yerlerdeki klima sistemlerinde kullanılır. Nozul yan hava beslemesi prensibini benimser ve nozul ile geri dönüş hava çıkışı aynı tarafta yer alır. Hava, mekâna yerleştirilmiş birkaç nozuldan daha yüksek hızda ve daha büyük hacimde yoğun bir şekilde püskürtülür. Jet belirli bir mesafeden sonra geri akar, böylece tüm klimalı alan geri akış alanında kalır ve daha sonra altta bulunan geri dönüş hava çıkışı onu klima ünitesine geri çeker. Özellikleri yüksek hava besleme hızı ve uzun menzildir. Jet, iç mekan havasını güçlü bir şekilde karıştırır, hız kademeli olarak azalır ve iç mekanda büyük bir girdaplı hava akışı oluşur, böylece klimalı alan daha homojen bir sıcaklık ve hız alanı elde eder.
4. Mühendislik tasarım örneği
Uzun ve temiz bir atölye (40 m uzunluğunda, 30 m genişliğinde, 12 m yüksekliğinde) için 5 m'nin altında temiz bir çalışma alanı, statik 10.000 ve dinamik 100.000 arıtma seviyesi, tn= 22℃±3℃ sıcaklık ve fn= %30~%60 bağıl nem gereklidir.
(1). Hava akışı organizasyonunun ve havalandırma sıklığının belirlenmesi
30 metreden daha geniş ve tavanı olmayan bu yüksek temiz odanın kullanım özelliklerini göz önünde bulundurarak, geleneksel temiz atölye hava besleme yönteminin kullanım gereksinimlerini karşılaması zordur. Temiz çalışma alanının (5 metrenin altında) sıcaklığını, nemini ve temizliğini sağlamak için nozullu katmanlı hava besleme yöntemi benimsenmiştir. Üfleme için nozullu hava besleme cihazı yan duvara eşit olarak yerleştirilmiş olup, sönümleme katmanlı geri dönüş hava çıkış cihazı ise atölyenin yan duvarının alt kısmında, yerden 0,25 m yükseklikte eşit olarak yerleştirilerek, çalışma alanına nozuldan ve yoğunlaştırılmış taraftan geri dönüş sağlayan bir hava akışı organizasyon formu oluşturulmuştur. Aynı zamanda, 5 metrenin üzerindeki temiz olmayan çalışma alanındaki havanın temizlik, sıcaklık ve nem açısından ölü bölge oluşturmasını önlemek, tavandan dışarıdan gelen soğuk ve sıcak radyasyonun çalışma alanına etkisini azaltmak, üst vinç çalışması sırasında oluşan toz partiküllerini zamanında tahliye etmek ve 5 metreden daha yüksekte yayılan temiz havayı tam olarak kullanmak amacıyla, temiz olmayan havalandırma alanına bir sıra küçük şeritli geri dönüş hava çıkışı yerleştirilerek küçük bir sirkülasyonlu geri dönüş hava sistemi oluşturulmuştur. Bu sistem, üst temiz olmayan alanın alt temiz çalışma alanına olan kirliliğini büyük ölçüde azaltabilir.
Temizlik seviyesi ve kirletici emisyonuna göre, bu proje 6 metrenin altındaki temiz havalandırılmış alan için 16 h-1 havalandırma sıklığı ve üst kısımdaki temiz olmayan alan için uygun egzoz sistemi kullanarak 4 h-1'den daha düşük bir havalandırma sıklığı benimsemiştir. Aslında, tüm tesisin ortalama havalandırma sıklığı 10 h-1'dir. Bu şekilde, tüm odanın temiz havalandırılmasıyla karşılaştırıldığında, temiz katmanlı nozul hava besleme yöntemi, temiz havalandırılmış alanın havalandırma sıklığını daha iyi garanti etmekle ve geniş açıklıklı tesisin hava akışı organizasyonunu karşılamakla kalmaz, aynı zamanda sistemin hava hacmini, soğutma kapasitesini ve fan gücünü de büyük ölçüde azaltır.
(2). Yan nozul hava beslemesinin hesaplanması
Besleme havası sıcaklık farkı
Temiz oda iklimlendirmesi için gereken havalandırma sıklığı, genel iklimlendirmeye göre çok daha fazladır. Bu nedenle, temiz oda iklimlendirmesinin büyük hava hacminden tam olarak yararlanmak ve besleme havası akışının sıcaklık farkını azaltmak, yalnızca ekipman kapasitesinden ve işletme maliyetlerinden tasarruf sağlamakla kalmaz, aynı zamanda temiz oda iklimlendirme alanının iklimlendirme doğruluğunu sağlamaya da daha elverişli hale getirir. Bu projede hesaplanan besleme havası sıcaklık farkı ts= 6℃'dir.
Temiz oda, 30 m genişliğinde nispeten büyük bir açıklığa sahiptir. Orta alanda örtüşme gereksinimlerinin sağlanması ve proses çalışma alanının dönüş havası alanında bulunmasının sağlanması gereklidir. Aynı zamanda, gürültü gereksinimleri de dikkate alınmalıdır. Bu projenin hava besleme hızı 5 m/s, nozul montaj yüksekliği 6 m ve hava akışı nozuldan yatay yönde dışarı gönderilmektedir. Bu projede nozul hava besleme akışı hesaplanmıştır. Nozul çapı 0,36 m'dir. Literatüre göre, Arşimet sayısı 0,0035 olarak hesaplanmıştır. Nozul hava besleme hızı 4,8 m/s, uçtaki eksenel hız 0,8 m/s, ortalama hız 0,4 m/s ve dönüş akışının ortalama hızı 0,4 m/s'den azdır, bu da proses kullanım gereksinimlerini karşılamaktadır.
Besleme havası akışının hacmi büyük ve besleme havası sıcaklık farkı küçük olduğundan, neredeyse izotermal jet ile aynıdır, bu nedenle jet uzunluğunu garanti etmek kolaydır. Arşimet sayısına göre, x/ds = 37 m'lik göreceli aralık hesaplanabilir; bu da karşı taraftaki besleme havası akışının 15 m'lik örtüşme gereksinimini karşılayabilir.
(3). Klima durumu tedavisi
Temiz oda tasarımında yüksek besleme hava hacmi ve düşük besleme hava sıcaklığı farkı özellikleri göz önüne alındığında, geri dönüş havasından tam olarak yararlanılır ve yaz aylarındaki klima uygulama yönteminde birincil geri dönüş havası ortadan kaldırılır. İkincil geri dönüş havasının azami oranı kullanılır ve taze hava sadece bir kez işlendikten sonra büyük miktarda ikincil geri dönüş havasıyla karıştırılır, böylece yeniden ısıtma ortadan kaldırılır ve ekipmanın kapasitesi ve işletme enerji tüketimi azaltılır.
(4). Mühendislik ölçüm sonuçları
Bu projenin tamamlanmasının ardından kapsamlı bir mühendislik testi gerçekleştirildi. Tesisin tamamında toplam 20 adet yatay ve dikey ölçüm noktası kuruldu. Temiz tesisin hız alanı, sıcaklık alanı, temizlik, gürültü vb. özellikleri statik koşullar altında test edildi ve gerçek ölçüm sonuçları nispeten iyiydi. Tasarım çalışma koşulları altındaki ölçüm sonuçları aşağıdaki gibidir:
Hava çıkışındaki ortalama hava akış hızı 3,0~4,3 m/s, iki zıt hava akışının birleşme noktasındaki hız ise 0,3~0,45 m/s'dir. Temiz çalışma alanının havalandırma sıklığı saatte 15 kez olarak garanti edilmekte olup, temizlik seviyesi 10.000 sınıfı içinde ölçülmüştür ve tasarım gereksinimlerini iyi bir şekilde karşılamaktadır.
İç mekan A seviyesi gürültü seviyesi, dönüş havası çıkışında 56 dB olup, diğer çalışma alanlarının tamamında 54 dB'nin altındadır.
5. Sonuç
(1). Çok yüksek gereksinimleri olmayan yüksek temiz odalar için, hem kullanım gereksinimlerini hem de temizlik gereksinimlerini karşılamak üzere basitleştirilmiş dekorasyon benimsenebilir.
(2). Sadece belirli bir yüksekliğin altındaki alanın temizlik seviyesinin 10.000 veya 100.000 sınıfında olması gereken yüksek temiz odalar için, temiz katmanlı klima nozullarının hava besleme yöntemi nispeten ekonomik, pratik ve etkili bir yöntemdir.
(3). Bu tip yüksek temiz odalar için, vinç raylarının yakınında oluşan tozu uzaklaştırmak ve tavandan gelen soğuk ve sıcak radyasyonun çalışma alanı üzerindeki etkisini azaltmak amacıyla, üst temiz olmayan çalışma alanına bir sıra şerit dönüş hava çıkışı yerleştirilir; bu da çalışma alanının temizliğini, sıcaklığını ve nemini daha iyi sağlayabilir.
(4). Yüksek temiz odaların yüksekliği, genel temiz odaların yüksekliğinin 4 katından fazladır. Normal toz üretim koşullarında, birim alan arıtma yükünün genel alçak temiz odalara göre çok daha düşük olduğu söylenebilir. Bu nedenle, bu açıdan bakıldığında, havalandırma sıklığının, ulusal standart GB 73-84 tarafından önerilen temiz oda havalandırma sıklığından daha düşük olduğu belirlenebilir. Araştırma ve analizler, yüksek temiz odalar için havalandırma sıklığının, temiz alanın farklı yüksekliklerine bağlı olarak değiştiğini göstermektedir. Genellikle, ulusal standart tarafından önerilen havalandırma sıklığının %30 ila %80'i arıtma gereksinimlerini karşılayabilir.
Yayın tarihi: 18 Şubat 2025