१० सोप्या टप्प्यांमध्ये क्लीनरूम डिझाइन

वर सुचवलेले प्रति तास हवेच्या बदलांचे प्रमाण हे केवळ डिझाइनसाठी एक ढोबळ नियम आहे. त्याची गणना HVAC क्लीनरूम तज्ञाकडून केली पाहिजे, कारण खोलीचा आकार, खोलीतील लोकांची संख्या, खोलीतील उपकरणे, संबंधित प्रक्रिया, उष्णता वाढणे इत्यादी अनेक बाबी विचारात घेणे आवश्यक आहे.

पाचवी पायरी: जागेतील हवेच्या बाहेर जाण्याचा प्रवाह निश्चित करा

बहुतांश क्लीनरूम सकारात्मक दाबाखाली असतात, ज्यामुळे कमी स्थिर दाब असलेल्या लगतच्या जागांमध्ये नियोजितपणे हवा बाहेर जाते आणि इलेक्ट्रिकल आउटलेट्स, लाईट फिक्स्चर, खिडक्यांच्या चौकटी, दारांच्या चौकटी, भिंत/जमीन जोडणी, भिंत/छत जोडणी आणि प्रवेशद्वारांमधून अनियोजितपणे हवा बाहेर जाते. हे समजून घेणे महत्त्वाचे आहे की खोल्या पूर्णपणे हवाबंद नसतात आणि त्यात गळती असते. एका चांगल्या प्रकारे हवाबंद केलेल्या क्लीनरूममध्ये १% ते २% व्हॉल्यूम गळतीचा दर असतो. ही गळती वाईट आहे का? नेहमीच नाही.

पहिले म्हणजे, गळती पूर्णपणे शून्य असणे अशक्य आहे. दुसरे म्हणजे, जर सक्रिय पुरवठा, परतीची आणि बाहेर जाणारी हवा नियंत्रण उपकरणे वापरत असाल, तर पुरवठा, परतीची आणि बाहेर जाणारी हवा व्हॉल्व्ह एकमेकांपासून स्थिरपणे वेगळे करण्यासाठी पुरवठा आणि परतीच्या हवेच्या प्रवाहात किमान १०% फरक असणे आवश्यक आहे. दरवाजांमधून बाहेर जाणाऱ्या हवेचे प्रमाण हे दरवाजाचा आकार, दरवाजाच्या दोन्ही बाजूंच्या दाबातील फरक आणि दरवाजा किती चांगल्या प्रकारे सील केला आहे (गॅस्केट, डोअर ड्रॉप्स, बंद करण्याची पद्धत) यावर अवलंबून असते.

आपल्याला माहित आहे की नियोजित हवा आत येणे/बाहेर जाणे एका जागेतून दुसऱ्या जागेत जाते. मग अनियोजित हवा बाहेर कुठे जाते? ही हवा स्टड स्पेसच्या आतून वरच्या बाजूने बाहेर पडते. आपल्या उदाहरण प्रकल्पाकडे (आकृती १) पाहिल्यास, ३ बाय ७ फूट दरवाजातून बाहेर जाणारी हवा ०.०३ इंच डब्ल्यूजीच्या विभेदक स्थिर दाबासह १९० सीएफएम आणि ०.०५ इंच डब्ल्यूजीच्या विभेदक स्थिर दाबासह २७० ​​सीएफएम आहे.

सहावी पायरी: जागेतील हवेचे संतुलन निश्चित करा

जागेतील हवेचा समतोल म्हणजे जागेत येणारा सर्व हवेचा प्रवाह (पुरवठा, अंतःप्रवेश) आणि जागेतून बाहेर जाणारा सर्व हवेचा प्रवाह (निर्गमन, बहिःप्रवेश, परतीचा प्रवाह) यांची बेरीज समान असणे. बोन सिमेंट सुविधेतील जागेच्या हवेच्या समतोलाकडे (आकृती २) पाहिल्यास, “सॉल्व्हेंट पॅकेजिंग” मध्ये २,२५० cfm पुरवठा हवेचा प्रवाह आणि 'स्टराइल एअर लॉक'कडे २७० cfm हवेचा बहिःप्रवेश होतो, ज्यामुळे १,९८० cfm चा परतीचा हवेचा प्रवाह मिळतो. “स्टराइल एअर लॉक” मध्ये २९० cfm पुरवठा हवा, 'सॉल्व्हेंट पॅकेजिंग'मधून २७० cfm अंतःप्रवेश आणि “गाऊन/अनगाऊन”कडे १९० cfm बहिःप्रवेश होतो, ज्यामुळे ३७० cfm चा परतीचा हवेचा प्रवाह मिळतो.

“बोन सिमेंट पॅकेजिंग” मध्ये ६०० सीएफएम पुरवठा वायुप्रवाह, 'बोन सिमेंट एअर लॉक' मधून १९० सीएफएम हवा गाळण, ३०० सीएफएम धूळ संकलन एक्झॉस्ट आणि ४९० सीएफएम रिटर्न एअर आहे. “बोन सिमेंट एअर लॉक” मध्ये ३८० सीएफएम पुरवठा हवा, 'बोन सिमेंट पॅकेजिंग'कडे १९० सीएफएम निर्गमन आहे. “बोन सिमेंट पॅकेजिंग” मध्ये ६७० सीएफएम पुरवठा हवा, “गाऊन/अनगाऊन”कडे १९० सीएफएम निर्गमन आहे. “फायनल पॅकेजिंग” मध्ये ६७० सीएफएम पुरवठा हवा, 'गाऊन/अनगाऊन'कडे १९० सीएफएम निर्गमन आणि ४८० सीएफएम रिटर्न एअर आहे. “गाऊन/अनगाऊन” मध्ये ४८० सीएफएम पुरवठा हवा, ५७० सीएफएम अंतःप्रवेश, १९० सीएफएम निर्गमन आणि ८६० सीएफएम रिटर्न एअर आहे.

आम्ही आता क्लीनरूममधील पुरवठा, अंतःप्रवेश, बहिःप्रवेश, निष्कासन आणि परतीचा वायुप्रवाह निश्चित केला आहे. अनियोजित हवा बहिःप्रवेशासाठी, स्टार्ट-अप दरम्यान अंतिम जागेतील परतीचा वायुप्रवाह समायोजित केला जाईल.

सातवी पायरी: उर्वरित चलांचे मूल्यांकन करा

मूल्यांकन करणे आवश्यक असलेल्या इतर घटकांमध्ये खालील बाबींचा समावेश आहे:

तापमान: क्लीनरूममधील कामगार सूक्ष्म कणांची निर्मिती आणि संभाव्य प्रदूषण कमी करण्यासाठी त्यांच्या नेहमीच्या कपड्यांवर स्मॉक किंवा संपूर्ण बनी सूट घालतात. या अतिरिक्त कपड्यांमुळे, कामगारांच्या आरामासाठी जागेचे तापमान कमी ठेवणे महत्त्वाचे आहे. जागेचे तापमान ६६°F ते ७०°F च्या दरम्यान असल्यास आरामदायक परिस्थिती निर्माण होते.

आर्द्रता: क्लीनरूममधील जास्त हवेच्या प्रवाहामुळे, एक मोठा स्थिरविद्युत प्रभार (इलेक्ट्रोस्टॅटिक चार्ज) तयार होतो. जेव्हा छतावर आणि भिंतींवर उच्च स्थिरविद्युत प्रभार असतो आणि जागेची सापेक्ष आर्द्रता कमी असते, तेव्हा हवेतील सूक्ष्म कण पृष्ठभागाला चिकटतात. जेव्हा जागेची सापेक्ष आर्द्रता वाढते, तेव्हा स्थिरविद्युत प्रभार मुक्त होतो आणि सर्व चिकटलेले सूक्ष्म कण कमी वेळात बाहेर पडतात, ज्यामुळे क्लीनरूम विनिर्देशांच्या बाहेर जातो. उच्च स्थिरविद्युत प्रभारामुळे स्थिरविद्युत प्रभारास संवेदनशील असलेल्या सामग्रीचेही नुकसान होऊ शकते. स्थिरविद्युत प्रभाराचा संचय कमी करण्यासाठी जागेची सापेक्ष आर्द्रता पुरेशी जास्त ठेवणे महत्त्वाचे आहे. ४५% + ५% ही आर्द्रतेची इष्टतम पातळी मानली जाते.

स्तरितता: HEPA फिल्टर आणि प्रक्रिया यांच्यामधील हवेच्या प्रवाहात दूषित घटक शिरण्याची शक्यता कमी करण्यासाठी, अत्यंत महत्त्वाच्या प्रक्रियांमध्ये स्तरित प्रवाहाची आवश्यकता असू शकते. IEST मानक #IEST-WG-CC006 हवेच्या प्रवाहाच्या स्तरिततेसाठीच्या आवश्यकता प्रदान करते.
स्थिरविद्युत विसर्जन: जागेतील आर्द्रता वाढवण्याव्यतिरिक्त, काही प्रक्रिया स्थिरविद्युत विसर्जनामुळे होणाऱ्या नुकसानीसाठी अत्यंत संवेदनशील असतात आणि त्यामुळे भू-संलग्नित सुवाहक फरशी बसवणे आवश्यक असते.
आवाजाची पातळी आणि कंपन: काही अचूक प्रक्रिया आवाज आणि कंपनासाठी खूप संवेदनशील असतात.
आठवी पायरी: यांत्रिक प्रणालीची मांडणी निश्चित करा

क्लीनरूमच्या यांत्रिक प्रणालीच्या मांडणीवर अनेक घटक परिणाम करतात: जागेची उपलब्धता, उपलब्ध निधी, प्रक्रियेच्या गरजा, स्वच्छतेचे वर्गीकरण, आवश्यक विश्वसनीयता, ऊर्जेचा खर्च, बांधकाम नियम आणि स्थानिक हवामान. सामान्य ए/सी प्रणालींच्या विपरीत, क्लीनरूम ए/सी प्रणालींमध्ये थंड करण्याची आणि गरम करण्याची गरज भागवण्यासाठी आवश्यकतेपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त पुरवठा हवा असते.

क्लास 100,000 (ISO 8) आणि कमी क्लास 10,000 (ISO 7) क्लीनरूममध्ये सर्व हवा AHU मधून जाऊ शकते. आकृती 3 मध्ये पाहिल्याप्रमाणे, परत आलेली हवा (रिटर्न एअर) आणि बाहेरील हवा छतावरील टर्मिनल HEPA फिल्टर्सना पुरवण्यापूर्वी मिसळली जाते, फिल्टर केली जाते, थंड केली जाते, पुन्हा गरम केली जाते आणि आर्द्र केली जाते. क्लीनरूममध्ये दूषित घटकांचे पुनर्चक्रण टाळण्यासाठी, परत आलेली हवा भिंतीच्या खालच्या रिटर्न्सद्वारे घेतली जाते. उच्च क्लास 10,000 (ISO 7) आणि क्लीनरूमसाठी, हवेचा प्रवाह इतका जास्त असतो की सर्व हवा AHU मधून जाऊ शकत नाही. आकृती 4 मध्ये पाहिल्याप्रमाणे, परत आलेल्या हवेचा एक छोटासा भाग कंडिशनिंगसाठी AHU कडे परत पाठवला जातो. उर्वरित हवा सर्क्युलेशन फॅनकडे परत पाठवली जाते.

पारंपारिक एअर हँडलिंग युनिट्सचे पर्याय
फॅन फिल्टर युनिट्स, ज्यांना इंटिग्रेटेड ब्लोअर मॉड्यूल्स असेही म्हणतात, हे एक मॉड्यूलर क्लीनरूम फिल्ट्रेशन सोल्यूशन आहे, ज्याचे पारंपरिक एअर हँडलिंग सिस्टीमच्या तुलनेत काही फायदे आहेत. त्यांचा वापर लहान आणि मोठ्या दोन्ही जागांमध्ये केला जातो, जिथे स्वच्छतेचे रेटिंग आयएसओ क्लास ३ इतके कमी असू शकते. हवेच्या बदलाचा दर आणि स्वच्छतेच्या आवश्यकतांवरून आवश्यक फॅन फिल्टर्सची संख्या निश्चित केली जाते. आयएसओ क्लास ८ क्लीनरूमच्या छतासाठी छताच्या केवळ ५-१५% भागावर फिल्टर लावण्याची आवश्यकता असू शकते, तर आयएसओ क्लास ३ किंवा त्याहून अधिक स्वच्छ क्लीनरूमसाठी ६०-१००% भागावर फिल्टर लावण्याची आवश्यकता असू शकते.

नववी पायरी: उष्णता/थंडपणाची गणना करा

क्लीनरूममधील तापमानवाढ/थंड होण्याच्या गणनेसाठी, खालील बाबी विचारात घ्या:

सर्वात सुरक्षित हवामान परिस्थिती वापरा (99.6% हीटिंग डिझाइन, 0.4% ड्रायबल्ब/मीडियन वेटबल्ब कूलिंग डिझाइन आणि 0.4% वेटबल्ब/मीडियन ड्रायबल्ब कूलिंग डिझाइन डेटा).
गणनेमध्ये गाळणीचा समावेश करा.
गणनेमध्ये ह्युमिडिफायर मॅनिफोल्डच्या उष्णतेचा समावेश करा.
गणनेमध्ये प्रक्रिया भाराचा समावेश करा.
गणनेमध्ये पुनर्संचरण पंख्याच्या उष्णतेचा समावेश करा.

दहावी पायरी: मेकॅनिकल रूममधील जागेसाठी संघर्ष करा

क्लीनरूममध्ये यांत्रिक आणि विद्युत उपकरणांची मोठ्या प्रमाणात आवश्यकता असते. क्लीनरूमचे स्वच्छतेचे वर्गीकरण जसजसे अधिक स्वच्छ होत जाते, तसतसे त्या क्लीनरूमला पुरेसा आधार देण्यासाठी अधिक यांत्रिक पायाभूत सुविधांच्या जागेची आवश्यकता असते. १,००० चौरस फूट क्लीनरूमचे उदाहरण घेतल्यास, क्लास १००,००० (आयएसओ ८) क्लीनरूमला २५० ते ४०० चौरस फूट आधारभूत जागेची, क्लास १०,००० (आयएसओ ७) क्लीनरूमला २५० ते ७५० चौरस फूट आधारभूत जागेची, क्लास १,००० (आयएसओ ६) क्लीनरूमला ५०० ते १,००० चौरस फूट आधारभूत जागेची आणि क्लास १०० (आयएसओ ५) क्लीनरूमला ७५० ते १,५०० चौरस फूट आधारभूत जागेची आवश्यकता असेल.

प्रत्यक्ष आवश्यक जागेचे क्षेत्रफळ हे एअर हँडलिंग युनिटच्या (AHU) एअरफ्लो आणि जटिलतेवर (साधे: फिल्टर, हीटिंग कॉइल, कूलिंग कॉइल आणि फॅन; जटिल: साउंड अॅटेन्युएटर, रिटर्न फॅन, रिलीफ एअर सेक्शन, आउटसाइड एअर इनटेक, फिल्टर सेक्शन, हीटिंग सेक्शन, कूलिंग सेक्शन, ह्युमिडिफायर, सप्लाय फॅन आणि डिस्चार्ज प्लेनम) आणि समर्पित क्लीनरूम सपोर्ट सिस्टीमच्या संख्येवर (एक्झॉस्ट, रीसर्क्युलेशन एअर युनिट्स, चिल्ड वॉटर, हॉट वॉटर, स्टीम आणि DI/RO वॉटर) अवलंबून असेल. डिझाइन प्रक्रियेच्या सुरुवातीलाच आवश्यक यांत्रिक उपकरणांच्या जागेचे क्षेत्रफळ प्रोजेक्ट आर्किटेक्टला कळवणे महत्त्वाचे आहे.

अंतिम विचार

क्लीनरूम हे रेस कारसारखे असतात. जेव्हा त्यांची रचना आणि बांधणी योग्य प्रकारे केली जाते, तेव्हा ते अत्यंत कार्यक्षम कामगिरी करणारे यंत्र ठरतात. जेव्हा त्यांची रचना आणि बांधणी सदोष असते, तेव्हा ते नीट चालत नाहीत आणि अविश्वसनीय ठरतात. क्लीनरूममध्ये अनेक संभाव्य धोके असतात, आणि तुमच्या पहिल्या काही क्लीनरूम प्रकल्पांसाठी, क्लीनरूमचा व्यापक अनुभव असलेल्या अभियंत्याच्या देखरेखीखाली काम करण्याची शिफारस केली जाते.

स्रोत: गोटोपॅक