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無塵室用空調箱與建筑材料選用注意事項

無塵室用空調箱與建筑材料選用注意事項

2016-12-28 河南米凈瑞發

無塵室有五個特性 : 
(l)耐久性;(2)成本; (3)適應性; (4)可維護性;(5)清洗 。

(1) 耐久性:

無塵室要有符合環境、無塵室內部的清洗溶液及振動、設備、空氣過濾系統的耐久材料。而耐久性,同時也依賴無塵室等級來建造。初中高效過濾器半導體 Fabs 傾向選擇鋁,基于它的耐久性,然而,它不是便宜的物質。

(2) 清洗:

在制藥和生物工學工業,無塵室的墻壁需要有容易被清洗和擦拭,直到防止濾過性病毒或細菌的污染之特性。在 biotech 市場,清洗真正地是一個最重要的企業。

(3) 成本:

微電子 C/R 建設費可能花費到$10億。fab 能更快的被建造起來,產品也就能更快達到這市場。 許多半導體公司的口號是較便宜和較好的。然而 "錢" 將成為一個很重要的考慮因素。

(4) 適應性:

一些廠商認為適應性可節省一筆金錢,而適應性意指系統可任意移動或改變而不會招致極大的損失。C/R 的擁有者和設計者的能力為改變一 C/R的關鍵,高效送風口所以他們從不將最初的設計定型。

(5) 維護性:

對無塵室 C/R 而言,較嚴格要求的部分為地板、天花板,以及墻壁的部分。 至于維修的問題,對材料的選擇是否容易清潔性及維修性都應有其優先級。在應用力面、天花板、地板及墻壁三者之中最重要的為天花板,其包含 HEPA 及 ULPA 等濾網,其可過濾掉房間的微粒子,且其常會因各個不同的需要,便其分開來,供應各個不同區域的小房間,曾有人說 :若建造之預算因某種原因被限制,除了少數的小錢外,其天花板將趨于更貴的地步,其實天花板是一個頗復雜的系統其必須嚴格地過濾粒子,故其設計必須精確。

許多了解無塵室的人都贊同,第一次擁有無塵室的擁有者,應使用較好之C/R 建筑或工程設計公司或了解建筑 C/R 設計之建筑承包商若假設他們不了解, 則必會浪費一大筆不必要花的錢,故選擇一建造C/R 的公司也是非常重要的。

對 C/R 而言, 最好的FFU 其選擇地板的材料也是很重要的。低廉的 C/R 地板覆蓋著一層乙烯基在薄板上,若太硬的地板覆蓋會引起塵埃,而太軟的地板會造成地板彎曲甚致破裂,但并不是所有 C/R 的地板,都會覆蓋,乙烯基。有些地板是沖孔式、格子式,而全面層流都是沖孔式。

乙烯基有一作用即脫氧,但高濃度乙烯基與其它物若混合的話將會有減低脫氧的效果,而無塵室的墻若以鋁作為材料則將會非常昂貴,但鋁卻可以保護墻面不被空氣所氧化,可是卻易受酸性氣體的侵蝕,而避免的方法是使用電鍍,便鋁表面增厚,不易氧化,再在鋁表面上再涂上一層亮光漆即可防止金屬氧化。

對于半導體工業而言,無塵室是一必要且不可缺之設備,其對空氣中的粒子要求非常之嚴格,故對天花板、墻壁、地板的要求亦非常嚴格。地板是人員、臺車及重量的運輸,而清除地板所用者大部分為消毒藥品及化學藥品,當我們看見地板磨損時,也就是使用期已太久,快破裂了,不僅會使得清靜度的降級,也會因地板的磨損而發生空氣中粒子的增加。

另外,C/R最怕的就是粒子泄漏。天花板中的濾網有很多種。例如層流式 C/R 而花板的組成組件包含了HEPA/ULPA 濾網組燈光組亦有可能包含空白的嵌板,這類型的天花板優點為,放置方式并沒有嚴格的限制。

C/R 之墻壁還有一種是以薄鋼制成,但必須在表層涂上一層保護層,否則亦會腐蝕,它并不容易電鍍,而在表層涂上的保護層會變得易碎,很容易剝落,但若選擇高質量的不銹鋼,就不必涂上保護層7,而使用玻璃作的 C/R 會使得房間的光線大增,以及美觀,但必須涂上一抗紫外線的障礙物,且可以視覺互通,較不會產生幽閉恐懼癥。



 

無塵室用空調箱選用時應注意的事項 
本篇文章所討論到問題就是選用清凈室之 AHU 所應考慮到的問題。對每個工程師或設計師而言,選用清凈室的空調系統大概是最復雜的問題之一,因為清凈室之空調條件要比平常的空調區間來的復雜且較嚴格,人都用于醫院、藥品制造、精密電子零件制造場等。

選用正確的設備是設計者應盡的義務。本篇文章將其分成幾個部份作討論,吾將其作為整理后作成下列報告。

(一) 就政府法令而言

各個國家政府對清凈式的設計條件要求不同,應注意設計時政府之時令。 設計清凈室之 AHU 應府合 FDA 法規或 EPA 排放空氣法則。 IAQ 已漸漸被重視,設計時應注意 IAQ 之法規。 視使用場合而定,過濾方法又可分成機械過濾法與化學過濾法。 初級過濾,中級過濾,高效過濾與無菌的環境以機械過濾法即能達成。 為達到排氣之環境要求化學洗滌器 (scrubber) ,焚化爐或更多的機械及化學過濾設備必需被應用。 活性碳或高錳酸鹽能有效達到化學過濾的要求。

(二) 就成本而言

在一些外表特殊的建筑物中,那些增加的設計和設備使用的費用在長期的利益中須作正確的判斷。 在一些特別的應用上,通常都習慣設計兩至三次的過濾以達到所要求的狀態。 傳統的清凈室若遇上要求較為嚴格的部份時,設計必須有許多額外加價的部份。 清凈室應盡量避免停機的現象,在建造的成本里必須注意耐久性及可*度。 在風門調整上,設計者設計時,對溫度及濕度的要求不同,就像是在設計人們的居住環境一般。 在居住環境中,停機期和溫濕度上的要求較放置設備上來得高。所以質量上及所提供的服務成果是不能忽視的。 在特殊的清凈室傳送或接收的設備,在錯誤修改應用上費用是比 較昂貴的,且若不能與設計圖上一樣,可能會無法執行。 在設計特殊的清凈室時,建筑的成本中包括運轉成本,而運轉成本又包括須能持續運轉的馬達成本及修護成本。 成本的歸納有裝置費,持續運轉費,維修費。 計算運轉成本必須考慮到能量的消耗及效率的高低。 就高效率或新機臺啟動前,會先引進外氣,這樣對旋轉的原動力、交流板、排氣的管路和空氣回流混合系統中,長期使用可保持較高的效率。 在操作上和持續運轉費用上必須考慮是否提高整個的設備費用。

(三) 就工作參數設定而言

特有的溫度、濕度噪音、振動及運作的環境要求下,大部份將影響到設備的選用。 就某些實例而言,溫濕度的設定 點在可接受的范圍內必須要維持在一個長時期或較完整的環境及過程。 清凈室的加熱力法可用熱水、水蒸氣瓦斯和電能,可用冰水,乙醇或冷媒冷卻。 使用水蒸氣、注射器、噴霧器及滲透的方法可以加濕。 當評估加濕的來源時,特別要注意的是加濕過程和加濕的方法是否保證清潔。 典型的清凈室通風管理裝置使用一個有吸收力或吸附力的物質去除大氣中的濕氣或使用低溫乙醇螺管系統去濕。 溫濕度設定后,就必須考慮空氣流量參數是否滿足所需。 典型的清凈室必須維持在大氣常壓下。因此房內之壓力及體積之值必須適當予以控制。 風扇的噪音與震動必須被考慮上去。 適當的裝配器材及馬達轉速可避免不必要的噪音和振動。 風扇結構可使用皮帶驅動或直接驅動。 風速控制及可變頻率控制可以依體積需要來決定噪音及振動的限度。 最普通的減振方法為裝置彈簧基座、固定基座及將空調箱遠離。 常用的聲音衰減器有可動式地板、緩沖機和風扇彎曲度及伸縮度控制。 聲音衰減器隔離風扇和設計成薄的特性,可降低幾度音階結合。 除了粒子的控制之外,特別要考慮的有(a)帶細菌的操作過程,(b)腐蝕物或有毒的化學物品,(c)揮發性或易爆發的藥劑,(d)還有室內及排氣的空氣質量,(e)安全,(f)設備壽命和保養能力等。

(四) 就建筑考慮方面

空間的使用率會影響 AHU 的實際大小。 保養門和通路儀表板的位置必須謹慎地決定,特別是位于小空間的設備。 應防止表面凝結,除了涉及濕氣作用和凝結在設備的外部之外,濕氣對于空氣傳遞設備內部構成要素也有不利的影響,混氣對內部構成也有不利影響,將使壽命縮短,成本提高。 濕氣作用將會散布弊病和污染物,便得效率低的令人害怕。 減低建筑物的腐蝕物質和鋁、不銹鋼或涂上一層合金,可以使用上列物質使清凈室壽命增加。 看著初中高效過濾器,選著 高效送風口,還想知道 最好的FFU 設計設備空間時,應保留適當的通路,以備打掃或維修用。 對于銅制的、不銹鋼制和鋁制的盤管,應注意那種場合適用那些盤管。

五) 就管理合成物的規格方法

詳述一 C/R 的 AHU 是一個極大的工作,并完全增加探討和了解這加工方法能夠提供其范圍于 C/R環境,可使用的操作上和地理性的參數運用上也必須被估量。

有專業和有經驗的 AHU 廠商能夠協助使用者在使用上的復雜細節以使機器不會過量設計,此項重點在 C/R 設計階段即應詳加注意。

其要求是否容易對材料的選擇而言天花板中的濾網有許多種,其最怕的就是粒子泄漏。

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