HVAC temiz oda tasarım hesaplaması

Bir ISO Sınıf 6 ve ISO Sınıf 8 temiz odada hava miktarı farklıdır. Bu, HVAC sisteminin iki kattan fazla havayı şartlandırma kapasitesine sahip olması gerektiği anlamına gelir. Ancak, hava akışını hesaplamak için sınıflandırma tek başına yeterli değildir.

ISO 14644-1:2015 standardı, birçok faktöre bağlı olduğu için her temiz oda sınıfı için saat başına hava değişimini (ACH) belirtmez.

ACH, bir odanın havasının bir saat içinde toplam değişim sayısıdır ve ISO 14644-1:2015 size sadece hedeflemeniz gereken sonucu söyler: partiküller için maksimum konsantrasyon sınırları.

Örneğin, bir ISO Sınıf 7 temiz oda için 0,5 mikrondan (≥0,1 µm, ≥0,2 µm, ≥0,3 µm) küçük partiküller dikkate alınmaz.

≥0,5 µm'lik partiküllerin konsantrasyonu 352.000'in altında olmalıdır; ≥1 mikronluk partiküller 83.200'ün altında olmalıdır; ve ≥5 mikronluk partiküller 2.930'un altında olmalıdır.

Bununla birlikte, ISO temizlik seviyesi (ISO 8, 7, 6 ve 5) gerekli ACH aralığı hakkında bir ipucu verir. "Değer" değil "aralık" teriminin kullanıldığına dikkat edin.

Her ikisi de ISO 7 olsa bile, çok az partikül üreten faaliyetlere sahip bir temiz oda ile çok fazla havada asılı partikül üreten bir temiz oda, saat başına aynı hava değişimlerini gerektirmeyecektir.

İnternette hava değişim aralıkları için çeşitli öneriler bulunabilir. Mecart, tescilli bir temiz oda hava akışı hesaplayıcısı kullanır ve ISO 8 için 10 ila 30 ACH; ISO 7 için 30 ila 65 ACH; ISO 6 için 80 ila 150 ACH; ISO 5 için 200 ila 450 ACH olduğunu varsaydık.

Süreçte önemli miktarda partikül oluşumu varsa, aralıktaki en yüksek sayı seçilir. Bu sadece genel bir kuraldır.

Saat başına hava değişimi ve dakika başına fit küp (CFM ve hava akışı olarak adlandırılır), bir HVAC mühendisi tarafından deneyim ve sürecin partikül üretme potansiyelinin anlaşılmasına dayalı olarak hesaplanmalıdır.

Temiz oda HVAC mühendisliğini ne etkiler?
İçeride kimse yoksa, ekipman yoksa ve malzeme hareketi yoksa bir odayı temiz hale getirmek kolaydır. Ancak temiz odalarda işlemler gerçekleşir ve HVAC hesaplamasında hesaba katılmalıdır.

Aşağıda, gerekli hava akışını etkileyen diğer bazı unsurlar yer almaktadır:

• Temiz oda ISO sınıflandırması
• Temiz odanın yerleşimi
• Odada çalışan kişi sayısı
• Odadaki ekipman (ısı kazancı)
• Çeker ocak veya biyogüvenlik kabini kullanımı (hava ekstraksiyonu)
• Aydınlatma sistemi
• Basınç farkı
• Dış sıcaklık ve nem
• Gerekli hassasiyet seviyesi

Şimdi bu faktörlerin her birine daha yakından bakalım.

Temiz odanın yerleşimi
Temiz odadaki hava hacmi, ihtiyaç duyulan hava akışı miktarını etkileyecektir. Oda ne kadar büyükse, o kadar fazla havaya ihtiyacınız olur. HVAC hesaplamaları için sınıflandırılmış odaların genişliği, uzunluğu ve yüksekliği ve bunların düzeni kullanılmalıdır.

İnsanlar genellikle odanın yüksekliğinin hava akışını doğrudan etkilediğini unutur. Maliyetlerden tasarruf etmenin bir yolu tavanı alçaltmaktır. Aynı girdileri kullanarak ancak odanın boyutunu veya tavanın yüksekliğini değiştirerek hesap makinesindeki hava akışını karşılaştırarak farkı görebilirsiniz.

Odada çalışan kişi sayısı
Bir temiz odanın havayla taşınan kirlilik seviyesi, büyük ölçüde odadaki faaliyetlere ve personele bağlıdır.

Bir temiz odada üretilen partiküllerin çoğundan insanlar sorumludur. Cilt pulları, kozmetikler, parfüm, tükürük, giysi döküntüleri (tiftik, lifler) ve saç gibi havadaki partiküller olağan şüphelilerdir.

HVAC sistemi tasarlanırken, odada aynı anda çalışan kişi sayısı dikkate alınmalıdır. Temiz odada çalışan kişi sayısı arttıkça, kirleticilerden kurtulmak için daha fazla hava akışına ihtiyaç duyulur.

İnsanlar havayla taşınan kirleticilerin yanı sıra ısı da üretir. Operatörlerin sayısı, ürettikleri ısıyı telafi etmek için şartlandırma seviyesini hesaplamak için de kullanılır.

Temiz odadaki personel genellikle kontaminasyonu sınırlamak için tulum giyer. Bu nedenle, genellikle 66,5°F ile 70°F (19°C ile 21°C) arasında rahat bir ortam sağlamak önemlidir.

Odadaki ekipmanlar
İnsanlar gibi ekipmanlar da ısı ve toz üretir. Temiz oda içindeki ekipman tarafından üretilen ısı kazancı, gerekli soğutmayı belirlemek için kullanılır.

Ürün üretimi ile birlikte odadaki ekipman, doğru miktarda hava ile temizlenmesi gereken toz üretir.

Çeker ocak veya biyogüvenlik kabini
Çeker ocaklar ve laminer akış kabini, tıpkı temiz oda gibi sabit hava beslemesine ihtiyaç duyar. Bu hava beslemesi, temiz oda HVAC hesaplamalarında hesaba katılmalıdır.

Ayrıca, çeker ocak, biyogüvenlik kabininde olduğu gibi havayı bina dışına atıyorsa, atılan hava temiz hava ile değiştirilmelidir.

Bu taze havanın şartlandırılması (sıcaklık ve bağıl nem) gerekecektir ve bunu başarmak için daha büyük bir hava telafi veya klima santrali (AHU) gerekir.

Davlumbazdan çıkarılan hava HVAC hesaplamalarında hesaba katılmazsa, pozitif basınçlandırmayı sürdürmek için odaya yeterli hava itilmeyebilir.

Diğer taraftan, basınçlandırma çok negatif olabilir ve odanın dışından bir miktar kirli hava emebilir.

Aydınlatma sistemi
Gerekli aydınlatma seviyesi, temiz oda içinde üretilen ısıyı ve dolayısıyla gereken soğutmayı da etkileyecektir.

Normal ofis aydınlatması olan 300 lüks ile 1200 lüks yüksek hassasiyetli aydınlatma aynı miktarda ısı üretmeyecektir.

Basınç farkı
Daha sıkı sınıflandırılmış odalarda basınç daha yüksek olmalıdır, bu nedenle hava daha az temiz odalara doğru sızar.

Pozitif basınç, kirli havanın temiz odaya girmesini engeller. Negatif basınçlı bir temiz odada ise bunun tam tersi gerçekleşir: bitişik odada hava akışı daha fazla olmalıdır.

Dış sıcaklık ve nem
Temiz odada hava yeniden sirküle edilebiliyorsa, dış hava HVAC sistemini çok az etkiler.

Bununla birlikte, tehlikeli ürünlerle çalışan temiz odalar için hava makyajı 100% taze havaya kadar çıkabilir. Bu tür temiz odalarda HVAC sistemleri daha karmaşıktır.

Örneğin, kışın bazı bölgelerde HVAC sistemlerinin dış havayı -22°F (-30°C) sıcaklıkta alması, 68°F (20°C) sıcaklığa kadar ısıtması, nemi gidermesi ve tekrar tekrar odaya getirmesi gerekir.

Gerekli hassasiyet seviyesi
Son olarak, ihtiyacınız olan hassasiyet derecesi de HVAC sisteminin tasarımını etkileyecektir.

Yüksek hassasiyetli sıcaklık kontrol sistemleri ± 0,25°F (± 0,15°C) ve nem için ± 2%'ye kadar kontrol yapabilir.

Temiz odalar nadiren bu kadar yüksek hassasiyete ihtiyaç duyar. Çoğu durumda, sıcaklık için ± 2°F (± 1°C) ve nem için ± 10% hassasiyet yeterlidir. Hassasiyet seviyesi temiz odadaki işlemlere bağlıdır.

Bir temiz oda için CFM'yi nasıl hesaplarsınız?
Basitleştirilmiş bir CFM hesaplama örneği için bu makaleyi okuyabilir veya CFM, sınıflandırılmış oda başına ACH ve aydınlatma armatürlerinin miktarı hakkında yaklaşık bir bilgi edinmek için temiz oda tasarım hesaplayıcısını deneyebilirsiniz.

Temiz oda tasarım hesaplayıcısı ayrıca size gereken HEPA filtre sayısı ve temiz odanız için ihtiyacınız olan düşük hava dönüşü sayısı hakkında bir tahmin verir.

Yine de bunların sadece tahminler olduğunu unutmayın. Hava akışı bir HVAC mühendisi tarafından hesaplanmalıdır. Yukarıda listelenen unsurların çoğu hesaplayıcıda dikkate alınmamıştır.