THẢO LUẬN PHÒNG SẠCH Giới thiệu Để đánh giá tổng quan Cấp độ phòng, phải đánh giá được: Nồng độ bụi sinh , lượng bụi lọc filter hiệu suất dòng không khí mang bụi khỏi phòng vùng Nguồn bụi sinh bao gồm nguồn phát sinh bụi bên xâm nhập bụi từ bên Lượng bụi lọc filter phụ thuộc vào cấp độ lọc_thông thường tính cho H13 đến U17 (EN 1822)_ số lần không khí tuần hoàn qua lọc Hiệu suất dòng khí mang bụi khả dòng không khí lấy bụi sinh Chính thiết kế phòng điều ý quan trọng dòng khí Dòng khí đơn hướng " unidirectional flow", dòng không đơn hướng "nonunidirectional flow", dòng kết hợp "mixed flow", dòng cho khu vực cách ly Dòng khí thiết kế thẳng từ xuống "vertical flow", dòng khí ngang "horizontal flow" Sau xem xét kỹ lưỡng yếu tố, ta thiết lập phương trình cân bụi cho Phòng Cũng giống phương trình cân khác (cân nhiệt, cân ẩm, cân nồng độ CO2 chất có hại cho sức khỏe người điều hòa không khí) nhằm đưa trạng thái ổn định tối ưu để đạt yêu cầu điều hòa mong muốn Phương trình chi đơn giản: " Lượng bụi sinh - Lượng bụi lọc = Lượng bụi lại Phòng sạch" Nếu phương trình tính lượng bụi đơn vị thời gian ta tính khoảng thời gian từ bắt đầu đến đạt nồng độ cân bằng.Một bước công việc thiết kế Phòng đánh giá cấp độ theo yêu cầu Để đánh giá cấp độ gồm yếu tố sau: " TÍNH TOÁN ĐƠN GIẢN ĐỂ CHỌN LỌC CHO PHÒNG SẠCH NGUỒN BỤI • Không khí bên ngoài: Hệ thống HVAC cho phòng dựa vào điều kiện không khí bên Cấp độ bụi phụ thuộc vào địa điểm thời gian Quy trình sản xuất việc nhập liệu cần ý có mang theo bụi vào phòng Ví dụ không khí có phân tử lớn 0.1 micron 5x 108/ m 3, không khí bẩn có 10 10 / m • Nguồn Bụi Tạo Ra Bên Trong: Khó khăn thiết kế việc tính toán nguồn bụi tạo bên phòng Bụi tạo bên phòng người làm việc bên quy trình sản xuất nên xem xét kỹ lưỡng Qua việc dùng máy đếm bụi tia laser, người làm việc sinh khoảng 10 phân tử lớn 0,1 µm giây, 4x105 pt 0.3 µm/s 2x105 pt 0.5µm/s CHỌN LỌC Tiêu chuẩn & Sơ đồ phòng sạch: Cấp độ phòng theo tiêu chuẩn hay áp dụng: Ngoài phân tử có kích thước 0.1 đến µm, ý đến ultrafine particle (< 0.1 µm) macroparticle (> 5µm) Cn  10 N (0.1 / D) 2.08 ( pt / m3 ) US Fed STD 209E ( pt / m3 )  10 M (0.5 / d ) 2.2 Đánh giá phòng sạch: Cấp độ – trạng thái ứng dụng – kích thước phân tử Một số sơ đồ phòng sạch: • Dòng laminar: Dòng laminar gọi dòng Nồng độ phân tử trước qua lọc HEPA: Nồng độ phân tử qua lọc HEPA: Cup  x S  1  x 1   p Cout Q  S  C   x  1  x 1   p Cout 1   f   Q  Trường hợp không tuần hoàn: (x = 0) Nồng độ phân tử trước qua lọc HEPA: Nồng độ phân tử qua lọc HEPA: Cup  1  p  Cout C  1   p  Cout 1   f  Trường hợp tuần hoàn 100% (x=1) Nồng độ phân tử trước qua lọc HEPA: Nồng độ phân tử qua lọc HEPA: Cup  S / Q C  S / Q1   f  • Dòng khí rối turbulence Nồng độ pt phòng: C  S  1  x 1   p 1   f Cout Q Dòng kết hợp _ dòng rối dòng thẳng Croom  S / Q  QB   1  x 1   p 1   f Cout   CB  S / Q  QB   1  x 1   p 1   f Cout 1   B  QUICK SELECTION GUIDE EU2 EUROVENT 4/5 Primary Filtration AIR FILTER SOLUTION Coarse filters EN 779: 2002 MEDIUM EFFICIENCY FILTER GRADE* EU3 EU4 G2 > 65% G3 > 80% G4 > 90% Page non-specific of tertiary HEPA/ULPA or industrial filters 100 000 100 to 1000 filters to 10 Clean room 10 000 Final filters/ Class according to Fed Std 209E pollution > 40% EU6 F6 > 60% F7 > 80% F8 > 90% F9 > 95% EN 779: 2002 FINE FILTERS F5 EU7 EU8 EU9 MPPS DOP 0,3µm Page 11 (Most Penetrating Particle Size) EU10 > 95% H10 > 85% EU11 > 99,9% H11 > 95% EU12 EU13 > 99,97% > 99,99% H12 > 99,5% H13 > 99,95% H14 > 99,995% U15 > 99,9995% U16 > 99,99995% U17 > 99,999995% EU14 > 99,999% EN 1822 upstream EUROVENT 4/5 with EUROVENT 4/4 filtering HEPA premises EU5 ULPA conditioned Preparatory VERY HIGH EFFICIENCY Air- HIGH EFFICIENCY Fine Filters Page 39 Filter Holdings Frames/ Casings Filters housings, Sofdistri, FC Casings, Type filter frames etc Page 118 88 Filter Housings and Systems P 118 Special Applications P 113 Molecular Filtration P 101 Filter Engineering P 97 Camfil Farr Solutions P 86 Very High Efficiency P 39 High Efficiency P 11 Medium Efficiency P VÍ DỤ TÍNH TOÁN: • Dòng đơn hướng với 100% không khí bên Xem xét phân tử 0.1 µm với hai lớp lọc Hi-FLO lọc HEPA GOLDSEAL Camfil Farr Giả sử lấy khí trời với điều kiện xấu có nồng độ 1010 pt/m lớn 0.1 µm Lọc Hi-FLO lọc 50% HEPA GOLDSEAL lọc 99,9998% với pt 0.1 µm Qua lọc Hi-FLO nồng độ phân tử lại 50% x 109, Qua lọc HEPA nồng độ phân tử lại là: 0,0002% x x 109 =104 = 000 pt/m3 Phân loại phòng theo tiêu chuẩn Fed Std 209E: ( pt / m3 )  10M (0.5 / d ) 2.2  1000 Suy ra: M = 2.462 với phân tử d = 0.1 µm Như với cấp lọc đạt tới cấp độ M2.5 với giới hạn 12 400 pt/m3 10 000 pt/m3 0.1 µm đạt ISO Class • Dòng đơn hướng tái tuần hoàn 100% Giả sử phân bố người 10 mét vuông có người sinh bụi Dòng tuần hoàn 100 % Dòng laminar với vận tốc trung bình biết 0.45 m/s Lưu lượng gió cấp 10 x 0.45 = 4.5 m3/s Cũng xem xét với bụi 0.1 µm Nếu giả sử người sinh bụi 10 pt/s nồng độ trước qua lọc HEPA sẻ là: Cup  S / Q  106 / 4.5  2.2 x105 pt / m3 Giả sử đặt lọc MICRETAIN hiệu suất 98% nồng độ phân tử lọc qua là: 2% x (2.2 x 10 5) = 4400 pt/m với pt băng & lớn 0.1µm Với nồng độ chưa đạt cấp độ M2 (0.1µm) giới hạn 3500 pt/m3 • Dòng đơn hướng với tỷ lệ gió hồi Giả sử thiết kế với gió hồi 80 % (x= 0.8) không khí lấy vào dạng bẩn Cout= 10 10 pt/m3 , pt lớn 0.1µm Phân bố người 10 m2 , dòng laminar với gió cấp 4.5 m 3/s Sử dụng Hi FLO hiệu suất 50% Nồng độ phân tử trước lọc HEPA là: Cup  x S  1  x 1   p Cout 1.78 x105  109 pt / m3 Q Ta thấy thông số phép cộng _Bụi bên sinh nhỏ nhiều so với bụi từ mang vào_ nồng độ bụi sinh bên không ảnh hưởng nhiều đến phép toán (giả sử bỏ qua để dễ tính toán nhân với 2x 10-6 lại số bé) Sử dụng lọc HEPA GOLDSEAL để lọc trên trần với hiệu suất 99,9998% pt 0.1µm Nồng độ lại là: 0.0002% x 109 = 2000 pt/m3 Đánh giá cấp độ theo Fed 209: M = lg 2000 – 2.2lg (0.5/0.1) = 1.76 Phòng phân loại cấp độ cao M2 (với pt 0.1 µm) Nếu tính toán theo tiêu chuẩn ISO: 2000 = 10N (0.1/0.1)2.08 suy ra: N = lg2000 = 3.3 • Dòng khí rối Giả sử người phân bố 10 m2 10 pt/s với pt >0.1µm phòng cao 3m Không khí bên với nồng độ Cout = 10 10 pt/m3 với pt > 0.1 µm Sử dụng lọc HI FLO hiệu suất 50% HEPA hiệu suất 99,998% Chọn tỷ lệ trao đổi không khí 30 lần /giờ Lưu lượng không khí tính toán 0.25 m 3/s Không khí tuần hoàn 80% Nồng độ pt tính: C  S  1  x 1   p 1   f Cout Q C = 020 000 pt/m3 với pt > 0.1µm Cấp độ M = lg (4 020 000) – 2.2 lg (0.5/0.1) = 5.06 Nồng độ cao không phân loại tiêu chuẩn Fed Std 209E với M = 5.06 Sử dụng lọc tốt không đưa ví dụ Muốn giảm nồng độ pt phòng cần giảm nguồn pt sinh bên trong, cách tối ưu quần áo, gang tay, chùm đầu cho công nhân phòng tăng tỷ lệ trao đổi không khí cao Cùng ví dụ tính với pt 0,5 µm Hi FLO 85 hiệu suất 70%, lọc hiệu suất cao 99,9999% Quá trình bên giả sử tạo S = x 10 pt/s > 0.5 µm Nồng độ pt không khí bên Cout = x 107 pt/m3 > 0.5 µm Nồng độ pt tính: C  S  1  x 1   p 1   f Cout Q C = 800 002 pt/m3 với pt > 0.5µm Cấp độ M = lg (800 002) – 2.2 lg (0.5/0.5) = 5.9 ( với pt > 0.5µm) Phù hợp với class M cột giới hạn pt 0.5 µm bảng Fed Std 209E Nếu tính toán theo tiêu chuẩn ISO: 800 002 = 10N (0.1/0.5)2.08 suy ra: N = lg(800 002) – 2.08 lg(0.1/0.5) = 7.35 Cũng ví dụ Ta thay lọc với hiệu suất cao ví dụ chọn lọc Micretain hiệu suất 99 % với pt 0.5 µm Nồng độ pt C = 818 000 pt/m3 Cấp độ đạt M 5.91, ta thấy thay đổi nhỏ Nên việc tăng tỷ lệ trao đổi không khí lên để tăng cấp độ điều dễ dàng Để tính dễ dàng hơn, phần mềm hỗ trợ việc tính toán đơn giản nhiều Lấy ví dự từ dòng khí rối Một số hiệu suất lọc Camfil Farr [...].. .Để tính dễ dàng hơn, phần mềm hỗ trợ việc tính toán được đơn giản hơn rất nhiều Lấy ví dự từ dòng khí rối ở trên Một số hiệu suất lọc của Camfil Farr