1. Kõrgete puhaste ruumide omaduste analüüs
(1). Kõrgetel puhasruumidel on oma iseloomulikud omadused. Üldiselt kasutatakse kõrgeid puhasruume peamiselt järeltootmisprotsessis ja neid kasutatakse tavaliselt suurte seadmete kokkupanekuks. Need ei vaja suurt puhtust ning temperatuuri ja niiskuse reguleerimise täpsus ei ole kõrge. Seadmed ei tekita tootmisprotsessi ajal palju soojust ja seal on suhteliselt vähe inimesi.
(2). Kõrgetel puhasruumidel on tavaliselt suured raamkonstruktsioonid ja sageli kasutatakse kergeid materjale. Ülemine plaat ei ole üldiselt suure koormuse kandmiseks kerge.
(3). Tolmuosakeste teke ja jaotumine Kõrgete puhaste ruumide peamine saasteallikas erineb üldiste puhaste ruumide omast. Lisaks inimeste ja spordivarustuse tekitatud tolmule moodustab suure osa ka pinnatolm. Kirjanduse andmete kohaselt on tolmu teke inimese paigalseisul 105 osakest/(min·inimese kohta) ja tolmu teke inimese liikumisel arvutatakse 5 korda suuremana kui inimese paigalseisul. Tavalise kõrgusega puhaste ruumide puhul arvutatakse pinnatolmu teke järgmiselt: 8 m2 maapinna tolmu teke võrdub puhkeasendis oleva inimese tolmu tekkega. Kõrgete puhaste ruumide puhastuskoormus on suurem alumises personali tegevusalas ja väiksem ülemises alas. Samal ajal on projekti eripärade tõttu vaja ohutuse tagamiseks ja ettenägematu tolmureostuse arvessevõtmiseks võtta sobiv ohutustegur. Selle projekti pinnatolmu teke põhineb 6 m2 maapinna tolmu tekkel, mis võrdub puhkeasendis oleva inimese tolmu tekkega. See projekt on arvutatud 20 vahetuse kohta töötava inimese põhjal ja personali tolmu teke moodustab vaid 20% kogu tolmu tekitamisest, samas kui personali tolmu teke üldises puhasruumis moodustab umbes 90% kogu tolmu tekitamisest.
2. Kõrgete töökodade puhaste ruumide kaunistamine
Puhasruumi sisekujundus hõlmab üldiselt puhasruumi põrandaid, seinapaneele, lagesid ning toetavat kliimaseadet, valgustust, tulekaitset, veevarustust ja kanalisatsiooni ning muud puhasruumiga seotud sisu. Nõuete kohaselt peaksid puhasruumi hooneümbris ja sisekujunduses kasutama materjale, millel on hea õhutihedus ja väike deformatsioon temperatuuri ja niiskuse muutudes. Puhasruumide seinte ja lagede sisekujundus peaks vastama järgmistele nõuetele:
(1). Puhaste ruumide seinte ja lagede pinnad peaksid olema tasased, siledad, tolmuvabad, pimestamisvabad, tolmust kergesti eemaldatavad ja vähem ebatasasusi omavad.
(2). Puhasruumides ei tohiks kasutada müüritiseinu ega krohvitud seinu. Kui neid on vaja kasutada, tuleks teha kuivtööd ja kasutada kõrgekvaliteedilisi krohvimisstandardeid. Pärast seinte krohvimist tuleks värvida värvipind ning valida värv, mis on leegiaeglustav, pragudeta, pestav, sile ning ei ima vett, ei lagune ega hallitust. Üldiselt valitakse puhasruumide siseviimistlusmaterjalideks peamiselt paremaid pulbervärvitud metallseinapaneele. Suurte tehaste puhul on aga metallseinapaneelide paigaldamine kõrge põrandakõrguse tõttu keerulisem, kuna need on nõrga tugevusega, kallid ja ei suuda kanda raskust. See projekt analüüsis suurte tehaste puhasruumide tolmu tekitamise omadusi ja ruumide puhtuse nõudeid. Tavapäraseid metallseinapaneelide siseviimistlusmeetodeid ei kasutatud. Algsetele tsiviilehitusseintele kanti epoksükate. Kogu ruumis ei paigaldatud lage, et suurendada kasutatavat pinda.
3. Kõrgete puhaste ruumide õhuvoolu korraldus
Kirjanduse kohaselt võib kõrgete puhasruumide puhul puhasruumi kliimaseadme kasutamine oluliselt vähendada süsteemi kogu õhuvarustusmahtu. Õhumahu vähendamisel on eriti oluline õhuvoolu mõistlik korraldus, et saavutada parem puhta õhu konditsioneerimise efekt. On vaja tagada õhuvarustuse ja tagasivoolusüsteemi ühtlus, vähendada keeriseid ja õhuvoolu keeriseid puhtas tööpiirkonnas ning parandada õhuvarustuse õhuvoolu difusiooniomadusi, et anda õhuvarustuse õhuvoolu lahjendusefektile täielik mõju. Kõrgetes puhasruumides, mille puhtusnõuded on 10 000 või 100 000 klassi, võib kõrgete ja suurte ruumide mugava kliimaseadme disainikontseptsioonina mainida düüside kasutamist suurtes ruumides, nagu lennujaamad ja näitusesaalid. Düüside ja külgmise õhuvarustuse abil saab õhuvoolu hajutada pika vahemaa tagant. Düüsiga õhuvarustus on viis õhuvarustuse saavutamiseks, tuginedes düüsidest puhutavatele kiiretele joadele. Seda kasutatakse peamiselt kõrgete puhasruumide või kõrge põrandakõrgusega avalike hoonete kliimaseadmetes. Düüs on suunatud külgmisele õhuvoolule ning nii düüs kui ka tagasivooluõhu väljalaskeava on paigutatud samale küljele. Õhk suunatakse kontsentreeritud õhuvoolu kaudu ruumis paiknevatest mitmest düüsist suurema kiiruse ja õhukogusega välja. Teatud vahemaa möödudes voolab juga tagasi, nii et kogu konditsioneeritud ala on tagasivoolualal, ja seejärel juhitakse see alumises asendis oleva tagasivooluõhu väljalaskeava kaudu tagasi kliimaseadmesse. Selle omadusteks on suur õhuvoolu kiirus ja pikk ulatus. Juga segab siseõhku tugevalt, kiirus väheneb järk-järgult ja siseruumides tekib suur keerlev õhuvool, nii et konditsioneeritud ala saavutab ühtlasema temperatuuri- ja kiirusvälja.
4. Inseneriprojekti näide
Kõrge puhas töökoda (40 m pikk, 30 m lai, 12 m kõrge) vajab alla 5 m laiust puhast tööala, mille puhastustase on staatiline 10 000 ja dünaamiline 100 000, temperatuur tn = 22 ℃ ± 3 ℃ ja suhteline õhuniiskus fn = 30–60%.
(1). Õhuvoolu korralduse ja ventilatsioonisageduse määramine
Arvestades selle kõrge, üle 30 m laiuse ja laeta puhta ruumi kasutusomadusi, on tavapärane puhta töökoja õhuvarustusmeetod raskesti täidetav. Puhta tööala (alla 5 m) temperatuuri, niiskuse ja puhtuse tagamiseks kasutatakse düüsikihilist õhuvarustusmeetodit. Puhumisdüüsi õhuvarustusseade on ühtlaselt paigutatud külgseinale ja tagasivooluõhu väljalaskeseade koos summutuskihiga on ühtlaselt paigutatud töökoja külgseina alumisse ossa 0,25 m kõrgusele maapinnast, moodustades õhuvoolu organisatsioonilise vormi, kus tööala naaseb düüsist ja naaseb kontsentreeritud küljelt. Samal ajal, et vältida üle 5 m kõrgusel asuva mittepuhta tööala õhu puhtuse, temperatuuri ja niiskuse osas surnud tsooni teket, vähendada laest tuleva külma ja soojuskiirguse mõju tööalale ning eemaldada ülemise kraana töötamise ajal tekkivad tolmuosakesed õigeaegselt ja kasutada täielikult ära üle 5 m kõrgusele hajutatud puhast õhku, on mittepuhta kliimaseadme alale paigutatud rida väikeseid ribakujulisi tagasivooluõhu väljalaskeavasid, moodustades väikese ringleva tagasivooluõhu süsteemi, mis võib oluliselt vähendada ülemise mittepuhta ala reostust alumisse puhtasse tööalasse.
Puhtusastme ja saasteainete heitkoguste põhjal rakendab see projekt alla 6 m2 laiuse puhta kliimaseadmega ala ventilatsioonisagedust 16 h-1 ja ülemise mittepuhta ala jaoks sobivat väljatõmbeventilatsiooni, mille ventilatsioonisagedus on alla 4 h-1. Tegelikult on kogu tehase keskmine ventilatsioonisagedus 10 h-1. Sel viisil, võrreldes kogu ruumi puhta kliimaseadmega, tagab puhta kihilise düüsiga õhuvarustusmeetod mitte ainult paremini puhta kliimaseadmega ala ventilatsioonisageduse ja vastab suure avaga tehase õhuvoolu korraldusele, vaid säästab oluliselt ka süsteemi õhuhulka, jahutusvõimsust ja ventilaatori võimsust.
(2). Külgdüüsi õhuvarustuse arvutamine
Sissepuhkeõhu temperatuuride erinevus
Puhasruumi kliimaseadme jaoks vajalik ventilatsioonisagedus on palju suurem kui üldise kliimaseadme puhul. Seega saab puhasruumi kliimaseadme suure õhumahu täieliku ärakasutamise ja sissepuhkeõhu temperatuuri erinevuse vähendamisega mitte ainult säästa seadmete võimsust ja tegevuskulusid, vaid ka parandada puhasruumi kliimaseadmega ala kliimaseadme täpsust. Selles projektis arvutatud sissepuhkeõhu temperatuuri erinevus on ts = 6 ℃.
Puhasruumil on suhteliselt suur ulatus, laiusega 30 m. Keskmises piirkonnas on vaja tagada kattuvuse nõuded ja veenduda, et protsessi tööala oleks tagasivooluõhu piirkonnas. Samal ajal tuleb arvestada müranõuetega. Selle projekti õhuvarustuskiirus on 5 m/s, düüsi paigalduskõrgus on 6 m ja õhuvool suunatakse düüsist horisontaalsuunas. See projekt arvutas düüsi õhuvarustusõhuvoolu. Düüsi läbimõõt on 0,36 m. Kirjanduse kohaselt on Archimedese arv arvutatud 0,0035-ks. Düüsi õhuvarustuskiirus on 4,8 m/s, aksiaalne kiirus otsas on 0,8 m/s, keskmine kiirus on 0,4 m/s ja tagasivoolu keskmine kiirus on alla 0,4 m/s, mis vastab protsessi kasutusnõuetele.
Kuna sissepuhkeõhu voolu õhumaht on suur ja sissepuhkeõhu temperatuuride vahe väike, on see peaaegu sama mis isotermilisel joal, seega on joa pikkust lihtne garanteerida. Archimedeani arvu järgi saab arvutada suhtelise ulatuse x/ds = 37m, mis vastab vastaskülje sissepuhkeõhu voolu 15m kattuvuse nõudele.
(3). Kliimaseadme seisukorra reguleerimine
Pidades silmas puhasruumi disainis suurt sissepuhkeõhu mahtu ja väikest sissepuhkeõhu temperatuuride erinevust, kasutatakse suvise kliimaseadme töötlusmeetodi puhul täielikult ära tagasivooluõhku ja esmane tagasivooluõhk eemaldatakse. Kasutatakse maksimaalset osakaalu teisest tagasivooluõhust ning värsket õhku töödeldakse ainult üks kord ja seejärel segatakse suure hulga teisese tagasivooluõhuga, välistades seeläbi ümberkuumenemise ning vähendades seadmete võimsust ja tööenergia tarbimist.
(4). Insenerimõõtmiste tulemused
Pärast selle projekti valmimist viidi läbi põhjalik insenerikatse. Kogu tehases paigaldati kokku 20 horisontaalset ja vertikaalset mõõtepunkti. Puhta tehase kiirusvälja, temperatuurivälja, puhtust, müra jne testiti staatilistes tingimustes ning tegelikud mõõtmistulemused olid suhteliselt head. Projekteerimistingimustes mõõdetud tulemused on järgmised:
Õhuvoolu keskmine kiirus õhu väljalaskeavas on 3,0–4,3 m/s ja kiirus kahe vastassuunalise õhuvoolu ühenduskohas on 0,3–0,45 m/s. Puhta tööala ventilatsioonisagedus on garanteeritult 15 korda tunnis ja puhtusaste on mõõdetuna klassi 10 000, mis vastab hästi projekteerimisnõuetele.
Siseruumides on A-taseme müratase tagasivooluõhu väljundis 56 dB ja muudes tööpiirkondades alla 54 dB.
5. Kokkuvõte
(1). Kõrgete puhaste ruumide puhul, millele ei esitata väga kõrgeid nõudeid, saab nii kasutus- kui ka puhtusnõuete täitmiseks kasutada lihtsustatud sisekujundust.
(2). Kõrgete puhasruumide puhul, kus on vaja, et teatud kõrgusest allpool asuva ala puhtusaste oleks klass 10 000 või 100 000, on puhaste kihiliste kliimaseadmete düüside õhuvarustusmeetod suhteliselt ökonoomne, praktiline ja tõhus meetod.
(3). Seda tüüpi kõrgete puhasruumide puhul paigaldatakse ülemisse mittepuhasse tööpiirkonda rida ribakujulisi tagasivooluõhu väljalaskeavasid, et eemaldada kraana rööbaste lähedalt tekkiv tolm ja vähendada laest tuleva külma- ja soojuskiirguse mõju tööpiirkonnale, mis aitab paremini tagada tööpiirkonna puhtuse, temperatuuri ja niiskuse.
(4). Kõrge puhasruumi kõrgus on üle nelja korra suurem kui üldise puhasruumi kõrgus. Tavapäraste tolmu tekitamise tingimuste korral on üksuse ruumi puhastuskoormus palju väiksem kui üldise madala puhasruumi kõrgusel. Seetõttu võib sellest vaatenurgast lähtuvalt määrata ventilatsioonisageduse madalamaks kui riikliku standardi GB 73-84 soovitatud puhasruumi ventilatsioonisagedus. Uuringud ja analüüsid näitavad, et kõrgete puhasruumide ventilatsioonisagedus varieerub puhasala erineva kõrguse tõttu. Üldiselt suudab puhastusnõuded täita 30–80% riikliku standardi soovitatud ventilatsioonisagedusest.
Postituse aeg: 18. veebruar 2025