潔凈室之分類(lèi)原理及其特點(diǎn) 新聞中心新聞動(dòng)態(tài) > 首頁(yè) >
1.室內氣流組織：
潔凈室一般按照室內的氣流形態(tài)進(jìn)行分類(lèi)。室內氣流的基本形態(tài)，可分為非層流方式(Conventional Airflow Type)、層流方式(Laminar Airflow Type)和混合方式(Mined Airflow Type)三種。潔凈室的分類(lèi)見(jiàn)表1-1。這些方式只是基本方案，設計時(shí)要在考慮各自特點(diǎn)的基礎上，對各種方式進(jìn)行組合，改進(jìn)，以便選定與所要求的潔凈度、管理方武、建設費、運行費相適應的方式。
表1-1 潔凈室的分類(lèi)
(1) 非層流方式，非層流方式又稱(chēng)為亂流方式(Turbulent Airflow Type)。亂流方式實(shí)現凈化的基本考慮是稀釋混合，是在污染產(chǎn)生的瞬間進(jìn)行擴散混合。反過(guò)來(lái)說(shuō)，就是把從污染源散發(fā)出來(lái)的塵埃向室內擴散作為前提來(lái)考慮的。用通過(guò)過(guò)濾器的潔凈空氣將污染沖淡，從而使室內保持潔凈。因此，所需要的換氣次數是隨著(zhù)要求的潔凈度和室內的發(fā)塵情況不同而變化很大。圖4-1、2是一般非層流潔凈室的流程圖。潔凈度低于100,000級的潔凈室，發(fā)塵量小時(shí)，可以不用HEPA過(guò)濾器，而用中效或亞高效空氣過(guò)濾器就可以了。如圖4-2所示，回風(fēng)口設在地板上，考濾室內氣流狀況適當地布置回風(fēng)口，可以較好地控制塵埃的擴散，達到1000級左右的潔凈度是完全可能的。另外，對于要求潔凈度高，但面積小且位置確定的場(chǎng)合，往往是在亂流潔凈室內設置潔凈工作臺、層流罩等，以確保局部實(shí)現高潔凈度。
圖4-1 非層流方式(側回風(fēng))(10,000-100,000萬(wàn)級)
圖4-2 非層流方式(地板回風(fēng))(1,000~1萬(wàn)級)
(2) 層流方式，圖4-3為層流潔凈室防止污染擴散的示意圖。在層流潔凈室中氣流被調整得非常好，從室內一側平穩地流向其相對應的另一測。因此，層流方式具有兩個(gè)特點(diǎn)，一是可以將污染源散發(fā)出來(lái)的塵埃在未向室內擴散以前就被壓出室外，二是潔凈的空氣對于污染源有隔離作用，隔斷塵埃向空間的擴散。要充分發(fā)揮這兩個(gè)特點(diǎn)，最重要的是整流。如何整流好，如何不產(chǎn)生亂流，是層流潔凈室的關(guān)鍵所在。
圖4-3 層流潔凈室防止污染擴散原理
a. 垂直層流方式垂直層流方式垂直層流方式是從頂棚全面送風(fēng)，回風(fēng)從地板或接近地板的墻面上吸入的一種形式，因為氣流均勻地向下流動(dòng)，在室內空間產(chǎn)生的塵埃直接被壓向下風(fēng)側。層流方式一般用于100級及以下的潔凈室。圖4-4是醫院生物潔凈手術(shù)室的空氣處理流程。這種場(chǎng)合，如果就手術(shù)區而言可以說(shuō)是全面層流，但從整個(gè)房間而言，就很難說(shuō)是全面層流。作為全面層流方式的定義，必須明確層流送風(fēng)面積占房間全部頂棚面積的比率，然而至今尚沒(méi)有公認的定義比率。美國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì )(lnstiute or Environmental Sci-ences)把層流送風(fēng)面積在80％以上的層流方式稱(chēng)為全面層流方式。圖4-5、6是全面垂直層流方式中室內潔凈度、溫濕度條件的示例。
(1)卷繞濾網(wǎng)＋中效濾網(wǎng) (2)空調箱 (3)加壓風(fēng)機
(4)定風(fēng)量裝置(CVA) (5)高效空氣濾網(wǎng)(HEPA)
圖4-4 生物潔凈手術(shù)室系統圖
圖4-5 全面垂直層流(地板回風(fēng))
圖4-6 全面垂直層流(地板回風(fēng))+小室
b..斜流方式這種方式的稱(chēng)呼現在還沒(méi)有在日本基本上也未見(jiàn)到實(shí)際應用但在美國卻是常用的一種方式，一般稱(chēng)為斜流方式圖4-7表示斜流方式的氣流流型。送風(fēng)口和回風(fēng)口布置在上、下對角在線(xiàn)，潔凈空氣從斜上角送出，沿對角線(xiàn)流動(dòng)，雖然說(shuō)不上是完全的層流，卻近似層流向一個(gè)方向流動(dòng)，性能上接近水平層流方式，施工比較簡(jiǎn)單。
圖4-7 斜流潔凈室
c.混合方式，混合方式是亂流式和層流式在同一房間內組合使用的方式，全室層流方式的設備費和運行費很高。但就潔凈室使用上看，往往只是部分要求高潔凈度，而不是整個(gè)房間。因此，將層流部分晝量減小，其他部分用亂流方式替代，可以使凈化設備更有效地發(fā)揮作用。對于在亂流方式中布置部分層流的島嶼方式、沿生產(chǎn)線(xiàn)布置的潔凈隧道方式、將潔凈工作臺連接起來(lái)布置的潔凈工作臺方式等各種凈化隧道方式，其相應的潔凈度溫濕度條件見(jiàn)圖4-8~4-11。
圖4-8 隊道A
(A)通道0.3μm 100級 25±1℃ 40±5%
(B)工作區0.1μm 10級 ±1℃ ±5%
圖4-9 隊道B
(A)通道0.3μm 100級 25±1℃ 40±5%
(B)工作區0.1μm 10級 ±1℃ ±5%
圖4-10 隊道C
(A)通道0.3μm 100級 25±1℃ 40±5%
(B)工作區0.1μm 10級 ±1℃ ±5%
圖4-11 隊道D
(A)通道0.3μm 100級 25±1℃ 40±5%
(B)工作區0.1μm 10級 ±1℃ ±5%
2. 空氣凈化系統的分類(lèi)：
空氣凈化成式A是潔凈室空氣凈化系統的基本形式，而S是由A演變來(lái)的。也就是說(shuō)，B的回風(fēng)過(guò)濾器F，與F：合而為一就是A。但是，空氣凈化系統必須考慮空調器和循環(huán)風(fēng)機的位置，或者說(shuō)必須考慮風(fēng)量的分配。
圖4-12 空氣凈化系統的基本形式
(1) 空氣凈化系統的分類(lèi)，空調箱與風(fēng)機串聯(lián)所推動(dòng)的風(fēng)壓大，所以可以推動(dòng)比較高阻力的過(guò)濾器，或者用于風(fēng)管較長(cháng)的場(chǎng)合下?？照{箱與風(fēng)機并聯(lián)使RA獨立用風(fēng)機來(lái)回風(fēng)，形成短循環(huán)現象，使得空調箱風(fēng)扇可以縮小。
3.按空氣循環(huán)方式分類(lèi)
(1).潔凈室分類(lèi)
1.空調箱集中風(fēng)箱式– PLENUM TYPE FAN MVDULE SYSTEM
2.空調箱分散風(fēng)管式– DUCTED FAN MODULE SYSTEM
3.中央處理式 – FAN BAY SYSTEM
4.風(fēng)機濾網(wǎng)式 – FAN FILTER UNIT (FFU) SYSTEM
5.迷你型潔凈室 – Minienvironment
(2).系統之比較
以L(fǎng)CM無(wú)塵室廠(chǎng)房為例，LCM制程特性為: 高設備機臺發(fā)熱量，操作人員眾多(高人員潛熱)，大制程排氣量，需要大量循環(huán)冷卻空氣以帶走無(wú)塵室內部所產(chǎn)生之熱量，同時(shí)又需維持穩定的溫度(23±2°C)及相對濕度(60±5%)。
為了因應LCM產(chǎn)業(yè)制程需求，本篇將針對功能性、操作性、及成本方面比較2種主要無(wú)塵室設計，一為FFU/Dry Coil系統，另一為PCC系統，以提供業(yè)主作為選擇系統的參考。
a. FFU/DRY COIL 系統(詳圖4-13)
˙FFU: Filter Fan Unit w/ HEPA，無(wú)塵室高效率過(guò)濾循環(huán)風(fēng)機;作為無(wú)塵室內部空氣循環(huán)的動(dòng)力，及發(fā)生精密過(guò)濾的機構單元。
˙D.C: Dry Coil，無(wú)塵室冷卻用干盤(pán)管;為了冷卻無(wú)塵室內空氣及維持一定的相對濕度，干盤(pán)管只用作除去室內顯熱之用，也就是在冷卻過(guò)程中不會(huì )產(chǎn)生凝結水。
˙OA/MA : Outside Air，新鮮空氣補充，又稱(chēng)MA: Make-up Air;為了補償無(wú)塵室內制程排氣，提供操作人員新鮮空氣，及維持室內正壓及一定濕度，經(jīng)外氣空調箱(Make-Up Air Handling Unit: MAU)處理過(guò)后外氣，再送入無(wú)塵室內的回風(fēng)道中。
圖4-13 FFU/DRY COIL 系統
b. PCC 系統(詳圖二)
˙PCC: Packaged Cooling Coil，無(wú)塵室室內循環(huán)空調機;作為無(wú)塵室內部空氣循環(huán)的動(dòng)力，及冷卻無(wú)塵室空氣用。
˙HEPA Box: 高效率過(guò)濾器;銜接經(jīng)PCC冷卻后的室內空氣風(fēng)管，并精密過(guò)濾。
˙OA/MA : Outside Air，新鮮空氣補充，又稱(chēng)MA: Make-up Air;為了補償無(wú)塵室內制程排氣，提供操作人員新鮮空氣，及維持室內正壓及一定濕度，經(jīng)外氣空調箱(Make-Up Air Handling Unit: MAU)處理過(guò)后外氣，再送入無(wú)塵室內。
圖4-14 PCC系統
FFU/DC及PCC系統比較(詳表4-2)
基本上兩系統均適用于LCM制程，最主要是前者FFU設備本身單價(jià)較高，保留較大因應系統變動(dòng)彈性;而后者須配置較多風(fēng)管(包括PCC送風(fēng)管，銜接HEPA Box的軟管，及OA風(fēng)管)及較多的PCC控制回路。以下為兩系統特性比較表:
表4-2
| Items | FFU/DC System | PCC System |
| 風(fēng)管(天花板上) | 少(OA only) | 多(PCC,OA,HEPA) |
| 配管 | 單純(Aligned) | 復雜(Scattered) |
| 控制閥 | 少(DC Group) | 多(PCC Individual) |
| 風(fēng)車(chē)數量 | 多(FFU No’s) | 少(PCC No’s) |
| 控制組件 | 少(DC Group) | 多(PCC Individual) |
| 濕度控制 | 普通 | 優(yōu) |
| 溫度控制 | 優(yōu) | 優(yōu) |
| 噪音 | 低 | 高 |
| 系統可變彈性 | 優(yōu) | 劣 |
| 系統升級性 | 易 | 難 |
| 系統穩定性 | 優(yōu) | 優(yōu) |
| 操作維護 | 易 | 普通 |
| 排水管 | 不需要 | 需要(PCC除濕) |
| 初設成本 | 較高 | 較低 |
| 運轉成本 | 較低 | 較高 |
| 二次冰水 | 需要 | 不需要 |
| 占用室內面積 | 無(wú) | 大 |
