تطبيق أنظمة الهواء النقي في المصانع النظيفة

مقدمة

مع تطور المجتمع الصناعي، يُستخدم تكييف الهواء النظيف في مجموعة واسعة من المجالات الاجتماعية، بما في ذلك صناعة الإلكترونيات، وصناعة الطيران، وصناعة الأدوية، والرعاية الطبية، وصناعة النسيج، وغيرها. ويلعب الهواء النقي دورًا حاسمًا في تكييف الهواء النقي. في مصانع الإلكترونيات النظيفة، تتراوح مستويات النظافة بشكل أساسي من الفئة 300,000 إلى الفئة 100، أو حتى أعلى. ونتيجة لذلك، يتعين أن تختلف معدلات إمداد الهواء والتهوية لمكيفات الهواء من عشرات إلى مئات المرات، مما يجعلها صناعة ذات استهلاك مرتفع للطاقة. من خلال التصاميم المحددة في السنوات الأخيرة، وُجد أن المعالجة المسبقة المركزية للهواء النقي لها العديد من المزايا من حيث الحفاظ على الطاقة والتحكم فيها وإدارتها. ستتناول هذه المقالة بإيجاز حساب حجم الهواء النقي في مصانع الإلكترونيات النظيفة، ومزايا المعالجة المسبقة المركزية للهواء النقي، وحلول معالجة حرارة ورطوبة الهواء والتحكم فيها.

1.1 في أنظمة تكييف الهواء النظيف، يُعدّ الهواء النقي ذا أهمية بالغة لسلامة الإنتاج وجودة المنتج. فنظرًا لأهمية عملية الأيض، يحتاج جسم الإنسان إلى استنشاق الأكسجين وإخراج ثاني أكسيد الكربون باستمرار. وقد يؤدي العمل في بيئة خالية من الهواء النقي إلى أعراض نقص الأكسجين، مثل الدوخة والغثيان والانفعال وانخفاض كفاءة العمل. لذلك، في أنظمة تنقية الهواء، لا يقل حجم الهواء النقي اللازم لتلبية المتطلبات الصحية للعاملين عن 40 مترًا مكعبًا/ساعة.

1.2 عادةً ما تحتاج المساحات النظيفة إلى هواء عادم لعملية التطهير. ولموازنة كمية الهواء الخارج، يجب على نظام التنقية تعويض ذلك بكمية مناسبة من الهواء النقي.

1.3 لمنع تسرب الهواء الخارجي أو الغرف المجاورة لأغراض أخرى إلى الورشة المكيفة والمُنقّاة، مما يؤثر على نظافتها أو درجة حرارتها أو رطوبتها، تُضاف كمية الهواء اللازمة للحفاظ على الضغط الإيجابي إلى كمية الهواء النقي. يشمل حساب هذا الجزء من حجم الهواء النقي بشكل أساسي طريقة التشقق وطريقة معدل تغيير الهواء، والتي لن يتم شرحها بالتفصيل هنا.

1.4 يجب أن يلبي حجم الهواء النقي نسبة معينة من إجمالي حجم الهواء. وفقًا للتجربة، وبالنظر إلى أن الضغط الإيجابي في وحدات تكييف الهواء وقنوات إمداد الهواء في نظام تكييف الهواء النظيف مرتفع نسبيًا، فقد يكون هناك تسرب كبير على طول الطريق. لأسباب تتعلق بالسلامة، وخاصة في الصناعات مثل الأدوية، يجب أن تلبي نسبة حجم الهواء النقي 10٪ - 30٪ من إجمالي حجم الهواء في الغرف النظيفة ذات التدفق غير أحادي الاتجاه و2٪ - 4٪ من إجمالي حجم الهواء في الغرف النظيفة ذات التدفق أحادي الاتجاه. في هذا الوقت، إذا كان هناك عدد قليل من الأشخاص في الغرفة النظيفة، وقليل من هواء العادم للعملية، وضغط إيجابي كافٍ، وكان حجم الهواء النقي المحسوب بنسبة أكبر من طلب النظام، فيجب اتخاذ تدابير لزيادة حجم هواء العادم لنظام تكييف الهواء النظيف.

2.1 في الغرف النظيفة، يُعدّ الهواء النقي مصدرًا رئيسيًا لتلوث نظام تكييف الهواء. فالهواء النقي بدون ترشيح قد يسد مبرد السطح، ويقلل من معامل انتقال الحرارة فيه، كما أن الجزيئات الكيميائية الضارة تُسبب تآكلًا له. كما تتكاثر البكتيريا بكثرة بالقرب منه، مما يُقلل من عمر خدمة مبرد السطح وفلتر الهواء عالي الكفاءة. لضمان نظافة الغرفة النظيفة، يجب أن يمر الهواء النقي الخارجي بترشيح متعدد المراحل قبل إرساله إلى الغرفة النظيفة.

2.2 في نظام تكييف الهواء النظيف، نظرًا لاختلاف قيمة المحتوى الحراري للهواء النقي الخارجي اختلافًا كبيرًا عن الهواء الداخلي، فإن حمل الحرارة والرطوبة للهواء النقي يشكل نسبة كبيرة في نظام تكييف الهواء النقي. إذا تم توجيه الهواء النقي مباشرةً إلى الغرفة النظيفة دون معالجة حرارية ورطوبة، فمن المستحيل تلبية متطلبات درجة الحرارة والرطوبة للغرفة النظيفة.

2.3 بشكل عام، تُصمم معظم أنظمة تكييف الهواء النظيف كأنظمة إرجاع هواء كلاسيكية. يُخلط الهواء النقي الخارجي مباشرةً مع هواء الإرجاع الداخلي، ثم يُرشَّح ويُعالَج بالحرارة والرطوبة. تُعد هذه الطريقة الأكثر شيوعًا. في مصانع التنظيف الإلكتروني، يكون توليد الرطوبة الداخلية في معظم الغرف ضئيلًا جدًا، بينما يكون توليد الحرارة من المعدات كبيرًا جدًا، وتكون نسبة الحرارة والرطوبة في الهواء الداخلي كبيرة للغاية، وهو خط عمودي في مخطط القياس النفسي. لذلك، بالنظر إلى جوانب مثل الاستثمار والإدارة وترشيد الطاقة، يُوصى باعتماد مزيج من المعالجة المسبقة المركزية للهواء النقي ووحدات تكييف الهواء الدائرية (MAU + RCAU).

في نظام "MAU + RCAU"، تكون عملية تدفق الهواء للمعالجة المسبقة المركزية للهواء النقي هي: مدخل الهواء النقي → مرشح التأثير الخشن → مرشح التأثير المتوسط ​​→ السخان → المرطب → مبرد السطح → مروحة التزويد → قناة إمداد الهواء → كل وحدة تكييف هواء دائرية (RCAU)؛

عملية تدفق الهواء لوحدة معالجة الهواء المتداولة هي: خلط الهواء النقي وهواء العودة (الهواء النقي من MAU) → مبرد السطح → السخان → مروحة التزويد → مرشح التأثير المتوسط ​​→ قناة إمداد الهواء → مخرج هواء المرشح عالي الكفاءة → منطقة نظيفة → مدخل هواء العودة المقسم → قناة هواء العودة → خلط الهواء النقي وهواء العودة؛

3.1 في بعض ورش العمل النظيفة ذات متطلبات الدقة العالية للتحكم في درجة الحرارة والرطوبة، يجب تجهيز كل ورشة بوحدة تكييف هواء مستقلة، ويجب تجهيز وحدات التكييف هذه بقسم وظيفي كامل مثل قسم وظيفة معالجة الهواء النقي. وهذا يعني أن جميع صناديق تكييف الهواء مجهزة تجهيزًا كاملاً. إذا كان هناك العديد من ورش العمل النظيفة في مبنى المصنع، فسيكون عدد صناديق تكييف الهواء كبيرًا، مما يؤدي إلى غرفة كبيرة لآلات تكييف الهواء وزيادة الاستثمار وزيادة عبء عمل الصيانة. إذا تم اعتماد معالجة الهواء النقي المركزية ثم توزيعها على كل نظام تنقية تكييف الهواء، على الرغم من إضافة وحدة هواء نقي إضافية (MAU)، يتم تقليل العديد من الأقسام الوظيفية لصناديق تكييف الهواء الدائرية الأخرى (RCAU)، مما يوفر استثمار المعدات ومساحة غرفة آلات تكييف الهواء وعدد فتحات تهوية الهواء النقي على الجدار الخارجي لغرفة الآلات.

3.2 في المناطق الشمالية، حيث تكون درجة الحرارة الخارجية منخفضة نسبيًا في الشتاء، غالبًا ما يتطلب الهواء النقي تسخينًا مسبقًا. وإلا، عند خلطه مباشرةً مع هواء العودة، تزداد احتمالية تكوّن الماء المكثف. تتطلب ورش العمل النظيفة عادةً رطوبة عالية، وغالبًا ما تتطلب عملية المعالجة في الشتاء ترطيب الهواء، مما يزيد من حمل الترطيب دون جدوى. في الصيف، يكون الهواء النقي ذا نسبة رطوبة عالية ودرجة حرارة عالية. بعد خلطه مباشرةً مع هواء العودة، قد يتطلب معالجةً بمبردات سطحية متعددة المراحل والصفوف، مما يزيد العبء على مبردات السطح في وحدة تكييف الهواء بشكل كبير. ومع ذلك، بعد المعالجة المركزية، يُرسل الهواء النقي إلى صندوق تكييف الهواء الدائري ويُخلط بهواء العودة، مما يقلل من الأجزاء الوظيفية لصندوق تكييف الهواء الدائري وتكرار استبدال المرشح، ويقلل من ضغط مروحة صندوق تكييف الهواء الدائري، ويتجنب هدر الطاقة.

3.3 باعتبارها مصدرًا مهمًا للتلوث الذي يتم التحكم فيه في الغرف النظيفة، فإن المعالجة المسبقة المركزية يمكن أن تعزز ترشيح الهواء النقي وتسهل الإدارة، مما يوفر ضمانًا أكثر أمانًا لتشغيل الغرف النظيفة.

3.4 في طريقة "MAU + RCAU"، يُعالَج الهواء النقي إلى نقطة الندى لتزويد الهواء الداخلي لتلبية متطلبات الرطوبة في الغرفة النظيفة. يُرسَل الهواء النقي المُعالَج إلى كل صندوق تكييف هواء مُدوّر عبر مجرى الهواء، وبعد خلطه مع هواء الإرجاع، يُعالَج بالتبريد أو التسخين السطحي لتلبية متطلبات درجة حرارة الغرفة النظيفة. هذا يجعل رطوبة ودرجة حرارة نظام تكييف الهواء النقي مسؤولية كلٍّ من وحدة معالجة الهواء النقي ووحدة تدوير تكييف الهواء، مما يجعل التحكم في درجة الحرارة والرطوبة مستقلاً وقابلاً للتشغيل. تتضح تفوقها بشكل واضح، خاصةً عند تغير حجم الهواء النقي في الغرفة النظيفة.

شركة سوتشو للآلات الدوائية المحدودة

2025/12/09

جينو