کنترل فشار در اتاق تمیز یکی از مهمترین بخشهای طراحی و بهرهبرداری از کلینروم است. در نگاه اول، مسئله ساده به نظر میرسد: هوای تمیز وارد اتاق شود، بخشی از هوا خارج شود و با ایجاد اختلاف فشار، مسیر حرکت هوا کنترل شود.
اما در عمل عوامل مختلفی مانند باز و بسته شدن درها، تردد پرسنل، نشتی، تغییر عملکرد فنها، وضعیت فیلترها، تغییر دما و عملکرد سیستم HVAC میتوانند فشار را تغییر دهند.
در کلینرومهای چندناحیهای، این موضوع پیچیدهتر است؛ زیرا تغییر فشار یک فضا میتواند روی فضاهای مجاور نیز اثر بگذارد.
بنابراین، اختلاف فشار اتاق تمیز فقط یک عدد روی نمایشگر نیست؛ نتیجه تعادل دائمی میان جریان هوای ورودی، خروجی، نشتی و شرایط محیط است.
فشار در اتاق تمیز چیست و چرا اهمیت دارد؟
فشار اتاق تمیز به اختلاف فشار هوا میان فضای کنترلشده و فضای مجاور اشاره دارد. هدف از ایجاد این اختلاف فشار، کنترل جهت حرکت هوا و کاهش انتقال آلودگی میان نواحی مختلف است.
در اتاق تمیز فشار مثبت، هوا تمایل دارد از فضای تمیزتر به سمت فضای مجاور حرکت کند و احتمال ورود هوای آلودهتر کاهش پیدا کند.
در مقابل، در شرایطی که جلوگیری از خروج آلودگی اهمیت دارد، میتوان از فشار منفی استفاده کرد.
انتخاب نوع فشار به فرآیند، نوع محصول، سطح کنترل آلودگی و الزامات پروژه بستگی دارد.
بیشتر بخوانید | نقش فیلترهای هپا در اتاق تمیز
چرا کنترل فشار اتاق تمیز دشوار است؟
فشار یک پارامتر کاملاً ثابت نیست. در طول بهرهبرداری، عوامل مختلفی روی آن اثر میگذارند:
- باز و بسته شدن درها
- ورود و خروج افراد
- تغییر عملکرد فنها
- تغییر وضعیت فیلترها
- تغییر شرایط سیستم HVAC
- تغییر دما و شرایط محیطی
- نشتی در ساختار اتاق
در نتیجه، سیستم باید دائماً بین جریان هوای ورودی، خروجی و نشتیها تعادل ایجاد کند.
به زبان ساده، اگر هوای ورودی و خروجی و مسیرهای نشتی با یکدیگر هماهنگ نباشند، فشار اتاق تغییر خواهد کرد.
بیشتر بخوانید | تست نشتی فیلتر هپا
رابطه جریان هوا و فشار در کلینروم
فشار اتاق به میزان هوایی که وارد و خارج میشود وابسته است.
اگر هوای ورودی بیشتر از هوای خروجی باشد، فشار افزایش پیدا میکند و اگر خروج هوا بیشتر شود، فشار کاهش مییابد.
در کنار این موضوع، بخشی از هوا ممکن است از مسیرهای ناخواسته مانند درزهای اطراف در، اتصالات پنلها، محل عبور کابل و لوله و سایر شکافها جابهجا شود.
به همین دلیل، هوابندی مناسب کلینروم نقش مهمی در کنترل فشار دارد و نمیتوان تمام مشکلات فشار را فقط با تغییر دور فن برطرف کرد.
نقش HVAC در کنترل فشار
سیستم HVAC یکی از اصلیترین عوامل تعیینکننده فشار در اتاق تمیز است.
هوای تازه، هوای برگشتی، هوای خروجی و جریانهای داخلی باید بهصورت هماهنگ کنترل شوند.
برای مثال، افزایش هوای ورودی بدون افزایش مناسب هوای خروجی میتواند باعث افزایش فشار شود و افزایش هوای خروجی بدون تأمین هوای ورودی کافی میتواند فشار را کاهش دهد.
در کلینرومهای چندناحیهای، تغییر جریان هوا در یک ناحیه میتواند روی تعادل نواحی دیگر نیز اثر بگذارد؛ بنابراین کنترل فشار باید در سطح کل سیستم بررسی شود.
بیشتر بخوانید | هواساز هایژنیک
چرا باز شدن در روی فشار اثر میگذارد؟
باز شدن در یکی از مهمترین عوامل ایجاد تغییرات لحظهای فشار است.
وقتی در بسته است، اختلاف فشار میتواند جهت مشخصی برای حرکت هوا ایجاد کند. اما با باز شدن در، مسیر بزرگی برای تبادل هوا میان دو فضا ایجاد میشود و شرایط جریان هوا تغییر میکند.
در این شرایط ممکن است:
- اختلاف فشار کاهش پیدا کند.
- جریان هوا موقتاً تغییر کند.
- هوا و ذرات میان دو فضا جابهجا شوند.
- سیستم برای بازگرداندن فشار به زمان نیاز داشته باشد.
بنابراین، مناسب بودن فشار در حالت درِ بسته به معنی کنترل کامل جریان هوا هنگام باز شدن در نیست.
آیا اختلاف فشار بیشتر همیشه بهتر است؟
خیر.
افزایش بیش از حد اختلاف فشار میتواند باعث افزایش جریان هوای موردنیاز، مصرف انرژی، فشار روی درها و پیچیدگی کنترل HVAC شود.
هدف، ایجاد فشار مناسب و پایدار متناسب با کاربرد کلینروم است، نه رسیدن به بیشترین اختلاف فشار ممکن.
نقش Airlock در کنترل فشار
در برخی پروژهها برای کاهش تبادل مستقیم هوا میان دو فضای با شرایط متفاوت از Airlock یا فضای واسط استفاده میشود.
Airlock با ایجاد یک فضای میانی، کمک میکند تبادل مستقیم هوا هنگام ورود و خروج افراد یا مواد کاهش پیدا کند.
طراحی آن باید بر اساس اختلاف شرایط دو فضا، میزان تردد، نوع فرآیند و نیازهای پروژه انجام شود و نمیتوان یک طراحی ثابت را برای تمام کلینرومها در نظر گرفت.
بیشتر بخوانید | فیلتر کیسه ای
تأثیر تردد پرسنل بر فشار
حرکت افراد نیز میتواند الگوی جریان هوا را تغییر دهد. باز شدن در، عبور فرد و بسته شدن مجدد آن میتواند باعث ایجاد جریانهای گذرا و جابهجایی هوا شود.
به همین دلیل، کنترل تردد، آموزش پرسنل و تعریف مسیر مناسب حرکت افراد و مواد، در کنار سیستم HVAC، بخشی از کنترل آلودگی در کلینروم است.
نشتی؛ یکی از عوامل پنهان تغییر فشار
حتی با وجود سیستم تهویه مناسب، نشتی در پوسته اتاق میتواند باعث اختلال در کنترل فشار شود.
نشتی ممکن است در اطراف درها، اتصالات پنلها، سقف، محل عبور کابل و لوله یا اطراف تجهیزات ایجاد شود.
هرچه هوابندی بهتر باشد، کنترل شرایط فشار نیز پایدارتر خواهد بود.
تأثیر فیلترها بر فشار
فیلترها در طول زمان شرایط یکسانی ندارند. با تجمع ذرات روی فیلتر، مقاومت جریان هوا میتواند تغییر کند و در نتیجه روی عملکرد سیستم تأثیر بگذارد.
به همین دلیل، بررسی وضعیت فیلترها و اختلاف فشار آنها باید بخشی از برنامه نگهداری سیستم باشد.
چرا کنترل فشار در کلینرومهای چندناحیهای سختتر است؟
در یک مجموعه کلینروم، معمولاً چند فضای متصل با سطوح مختلف فشار وجود دارد. در این شرایط، یک آبشار فشار یا Pressure Cascade ایجاد میشود.
تغییر فشار در یک فضا میتواند روی فضاهای دیگر اثر بگذارد. بنابراین در چنین پروژههایی باید به جای بررسی یک اتاق بهصورت جداگانه، کل شبکه جریان هوا و ارتباط میان فضاها بررسی شود.
خطاهای رایج در کنترل فشار اتاق تمیز
برخی از خطاهای رایج عبارتاند از:
- توجه فقط به عدد فعلی فشار و نادیده گرفتن روند تغییرات
- در نظر نگرفتن باز شدن درها و شرایط واقعی بهرهبرداری
- تلاش برای اصلاح فشار بدون بررسی نشتی
- عدم هماهنگی میان تجهیزات HVAC
- افزایش بیش از حد فشار
- بیتوجهی به تغییر وضعیت فیلترها و فنها
بیشتر بخوانید | تفاوت فیلتر اولپا با هپا
چگونه کنترل فشار اتاق تمیز را بهتر کنیم؟
برای دستیابی به فشار پایدار، چند موضوع باید همزمان مورد توجه قرار گیرد:
- طراحی صحیح جریان هوا: میزان هوای ورودی، خروجی و برگشتی باید متناسب با یکدیگر طراحی شود.
- هوابندی مناسب: درزها، اتصالات، درها و مسیرهای عبور تأسیسات باید بهدرستی اجرا و بررسی شوند.
- پایش فشار: اختلاف فشار باید بهصورت منظم یا مداوم پایش شود و برای شرایط غیرعادی حدود هشدار مشخص وجود داشته باشد.
- بررسی شرایط زمان باز شدن در: عملکرد سیستم در شرایط واقعی بهرهبرداری نیز باید ارزیابی شود.
- نگهداری تجهیزات: فیلترها، فنها، سنسورها و تجهیزات کنترلی باید بهصورت منظم بررسی شوند.
- بررسی روند دادهها: بهتر است علاوه بر مقدار لحظهای فشار، روند تغییرات آن نیز بررسی شود.
بیشتر بخوانید | فیلتر هپا
جمعبندی
کنترل فشار در اتاق تمیز فقط به تنظیم یک عدد روی سیستم HVAC محدود نمیشود. HVAC، جریان هوا، هوابندی، فیلترها، درها، تردد پرسنل و شرایط بهرهبرداری همگی روی فشار اثر میگذارند.
به همین دلیل، یک کلینروم موفق تنها در شرایط ایدهآل فشار مناسبی ندارد؛ بلکه باید بتواند در شرایط واقعی بهرهبرداری نیز مسیر حرکت هوا و اختلاف فشار را تا حد امکان پایدار و قابل کنترل نگه دارد.
طراحی صحیح جریان هوا، اجرای دقیق ساختار اتاق، کنترل نشتی، انتخاب تجهیزات مناسب و پایش مداوم، مجموعه عواملی هستند که در کنار یکدیگر عملکرد صحیح سیستم کنترل فشار را تضمین میکنند.