クリーンルームHVAC設計

HVACクリーンルームとは？

HVACとは、Heating（暖房）、Ventilation（換気）、Air Conditioning（空調）の略。室内環境快適化の総称で、室内空気の質（1時間当たりの空気の入れ替え量、温度、湿度）を提供する。

従来のHVACとクリーンルームHVAC

標準的なHVACと同様に、クリーンルームのHVACは、快適な環境を作り出すために、温度と湿度を異なるレベルの精度で制御します。クリーンルームのHVACは、快適性とともに、給気量の増加、気流パターン、高効率フィルターの使用、部屋の加圧によって、従来のシステムとの差別化を図っています。給気量の増加により、HEPAフィルターでろ過された空気が1時間に何度もクリーンルームに循環し、1時間あたりの空気の入れ替えが多くなります。それに比べ、従来のHVACシステムは通常1時間当たり2～4回の空気の入れ替えであるのに対し、クリーンルームでは15～250回以上にもなります。

クリーンルームのHVAC設計には、規制、清浄度レベルのガイドライン、気流、部屋の加圧、温度制御、湿度制御、内部で行われるプロセスの計算などの知識が必要です。

換気ダクトもまた異なっており、エンジニアリングの知識が必要となる。HVACはまた、クリーンルーム内の清浄度の低いゾーンから清浄度の高いゾーンへの空気の漏れを防ぐために、適切な圧力差を維持しなければならない。

HVACシステムとHVACユニットの比較

人々はしばしばHVACシステムとHVACエアハンドリングユニット（AHU）を混同する。エア・ハンドラーは、空気を加熱、濾過、冷却するための筐体である。DX冷却コイル、冷水コイル、電熱または温水熱コイル、加湿器などが含まれる。HVACシステムとは、その名の通りシステム全体のことで、エアハンドリングユニットだけでなく、ダクト、ディフューザー、HEPAフィルター、エアリターン、制御・監視システムなどが含まれる。

適切なシステムを選択／設計する

HVACの設計は、要求されるクリーンルームの清浄度（ISOクラス）だけでなく、要求される温度、湿度、圧力差によっても左右されます。これらの条件は、クリーンルーム内のプロセスや、室内で働く人々の快適さによって決まります。

風量（CFM）

クリーンルームのサプライヤーやメーカーが最初に尋ねる質問は、必要な空気流量（CFM：立方フィート毎分）を計算するために、クリーンルーム内で1時間あたり何回の空気の入れ替えが必要かということです。これは簡単に答えられる質問ではありません。確かに、クリーンルームの1時間当たりの換気回数（ACH）の計算機はインターネットで見つけることができます。実際には、適切なCFMを計算するためには、クリーンルームのHVACエンジニアがより多くのデータを考慮して計算する必要があります。CFMの決定が難しい理由は、以下の要素を考慮しなければならないからです：

• クリーンルームの清浄度レベル（空気1立方フィートあたりの粒子数）：クリーンルームのクラス（ISO 5-6-7-8、GMP A-B-Cなど）によって決定されることが多い。
• クリーンルームで働く人の数：クリーンルームの汚染の70～80％は、クリーンルームのオペレーターによって発生する、
• そして、1時間当たりの空気の入れ替えが多くなればなるほど
• クリーンルームの広さと内部の部屋数
• クリーンルーム内の機器、什器、備品は、空気中の微粒子や汚染を発生させる。
• 熱利得
• クリーンルーム内外の人や物の移動

温度と湿度

温度と相対湿度（RH）の精度（±）もまた、空調の設計における主要な要素である。

利用者と機器の両方から発生する熱を空調で補う必要があります。そのため、クリーンルーム内で作業する人数、設置されている機器、その機器が発生する熱量（ワット）を把握することが重要です。

さらに、クリーンルーム内で行われるプロセスによっては、温度と湿度のコントロールが非常に重要で、±0.25℃と±2%の精度が要求されることもあります。

圧力差

ほとんどのクリーンルームは陽圧に保たれています（ただし、危険な製品を扱う場合は陰圧に保たなければなりません）。これは、空気が室内に流入する代わりに室外に流出することを意味し、その結果、濾過されていない空気や空気の微粒子がクリーンルームに流入するのを防ぎます。HVACシステムは、クリーンルームの分割とクリーンルームの外との間に圧力カスケードを保つために圧力差を作成する責任があります。

ヒュームフードやバイオセーフティキャビネット（BSC）の存在は、HVACシステム設計において考慮されなければならない。クリーンルーム内の適正な圧力を維持するためには、空気の出力を新鮮な空気で補正する必要があります。

スペースの制限

エアハンドリングユニットは、水平または垂直に立てるように設計することができます。また、クリーンルームの横の床やクリーンルームの屋根の上に配置することもできます。

もうひとつの選択肢は、HVACサプライヤーが事前に組み立て、現場で設置できるように一体化して出荷することだ。メーカーによっては、現場で組み立てることも可能で、スペースに制約がある場合には興味深い。より簡単なメンテナンスのために、HVACウォークインユニットも販売されている。

このアドバイスが、クリーンルームでHVACが果たす中心的な役割を明確にし、将来のプロジェクトで後回しにされないことを願う。

クリーンルーム・メーカー

徐州傑森環境保護技術有限公司は、様々な産業向けに高品質の空気浄化ソリューションと製品を提供することを専門としています。

同社は、一次、中、高効率エアフィルター、ケミカルフィルター、FFUファンフィルターユニット、高効率吹出口、エアシャワールーム、パススルー窓、クリーン作業台、その他のクリーンルームおよびサポート用浄化製品など、さまざまな産業用空気浄化製品および設備の生産と運用に専念している。

これらの製品は、エレクトロニクス、半導体、バイオ医薬品、食品加工、原子力産業、自動車製造、空調・HVAC、公共の場などの産業や分野で広く使用されている。