स्वच्छ खोलीचे मुख्य विश्लेषण

प्रस्तावना

स्वच्छ खोली (क्लीन रूम) हे प्रदूषण नियंत्रणाचा आधार आहे. स्वच्छ खोलीशिवाय, प्रदूषणास संवेदनशील असलेल्या भागांचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन करता येत नाही. FED-STD-2 मध्ये, स्वच्छ खोलीची व्याख्या अशी केली आहे की, ही एक अशी खोली आहे जिथे हवेचे गाळण, वितरण, अनुकूलन, बांधकाम साहित्य आणि उपकरणे असतात, आणि जिथे हवेतील कणांच्या घनतेवर नियंत्रण ठेवून कणांच्या स्वच्छतेची योग्य पातळी गाठण्यासाठी विशिष्ट नियमित कार्यपद्धतींचा वापर केला जातो.

क्लीन रूममध्ये स्वच्छतेचा चांगला परिणाम साधण्यासाठी, केवळ योग्य वातानुकूलन शुद्धीकरण उपाययोजनांवर लक्ष केंद्रित करणेच नव्हे, तर प्रक्रिया, बांधकाम आणि इतर विशेषज्ञांकडूनही अनुरूप उपाययोजनांची अपेक्षा करणे आवश्यक आहे: केवळ योग्य डिझाइनच नव्हे, तर विनिर्देशांनुसार काळजीपूर्वक बांधकाम आणि स्थापना, तसेच क्लीन रूमचा योग्य वापर आणि वैज्ञानिक देखभाल व व्यवस्थापन. क्लीन रूममध्ये चांगला परिणाम साधण्यासाठी, अनेक देशी आणि विदेशी साहित्यामध्ये वेगवेगळ्या दृष्टिकोनातून विवेचन केले गेले आहे. वास्तविक पाहता, वेगवेगळ्या विशेषज्ञांमध्ये आदर्श समन्वय साधणे कठीण आहे, आणि डिझाइनर्सना बांधकाम व स्थापनेची गुणवत्ता तसेच वापर आणि व्यवस्थापन, विशेषतः नंतरच्या बाबीवर नियंत्रण मिळवणे अवघड जाते. क्लीन रूम शुद्धीकरण उपाययोजनांचा विचार केल्यास, अनेक डिझाइनर्स, किंवा अगदी बांधकाम करणारे पक्षही, अनेकदा त्यांच्या आवश्यक अटींकडे पुरेसे लक्ष देत नाहीत, ज्यामुळे स्वच्छतेचा परिणाम असमाधानकारक ठरतो. हा लेख केवळ क्लीन रूम शुद्धीकरण उपाययोजनांमधील स्वच्छतेच्या आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या चार अटींवर थोडक्यात चर्चा करतो.

१. हवेच्या पुरवठ्याची स्वच्छता

हवेच्या पुरवठ्याची स्वच्छता आवश्यकतेनुसार आहे हे सुनिश्चित करण्यासाठी, शुद्धीकरण प्रणालीच्या अंतिम फिल्टरची कार्यक्षमता आणि स्थापना अत्यंत महत्त्वाची आहे.

फिल्टर निवड

शुद्धीकरण प्रणालीच्या अंतिम फिल्टरमध्ये सामान्यतः हेपा फिल्टर किंवा सब-हेपा फिल्टरचा वापर केला जातो. माझ्या देशाच्या मानकांनुसार, हेपा फिल्टरची कार्यक्षमता चार श्रेणींमध्ये विभागली आहे: श्रेणी A ≥९९.९%, श्रेणी B ≥९९.९%, श्रेणी C ≥९९.९९९%, श्रेणी D (≥०.१μm कणांसाठी) ≥९९.९९९% (याला अल्ट्रा-हेपा फिल्टर असेही म्हणतात); सब-हेपा फिल्टर (≥०.५μm कणांसाठी) ९५~९९.९% असतात. कार्यक्षमता जितकी जास्त, तितका फिल्टर महाग असतो. त्यामुळे, फिल्टर निवडताना, आपण केवळ हवा पुरवठ्याच्या स्वच्छतेच्या आवश्यकताच पूर्ण करू नये, तर आर्थिक व्यवहार्यतेचाही विचार केला पाहिजे.

स्वच्छतेच्या आवश्यकतांच्या दृष्टिकोनातून, निम्न-स्तरीय स्वच्छ खोल्यांसाठी कमी-कार्यक्षमतेचे फिल्टर्स आणि उच्च-स्तरीय स्वच्छ खोल्यांसाठी उच्च-कार्यक्षमतेचे फिल्टर्स वापरण्याचे तत्त्व आहे. सर्वसाधारणपणे सांगायचे झाल्यास: १० लाख स्तरासाठी उच्च आणि मध्यम-कार्यक्षमतेचे फिल्टर्स वापरले जाऊ शकतात; १०,००० पेक्षा कमी स्तरांसाठी सब-हेपा किंवा क्लास ए हेपा फिल्टर्स वापरले जाऊ शकतात; १०,००० ते १०० स्तरांसाठी क्लास बी फिल्टर्स वापरले जाऊ शकतात; आणि १०० ते १ स्तरांसाठी क्लास सी फिल्टर्स वापरले जाऊ शकतात. असे दिसते की प्रत्येक स्वच्छता स्तरासाठी निवडण्याकरिता दोन प्रकारचे फिल्टर्स उपलब्ध आहेत. उच्च-कार्यक्षमतेचे फिल्टर्स निवडावेत की कमी-कार्यक्षमतेचे, हे विशिष्ट परिस्थितीवर अवलंबून असते: जेव्हा पर्यावरणीय प्रदूषण गंभीर असते, किंवा घरातील एक्झॉस्टचे प्रमाण जास्त असते, किंवा स्वच्छ खोली विशेष महत्त्वाची असते आणि तिला मोठ्या सुरक्षा घटकाची आवश्यकता असते, तेव्हा या किंवा यापैकी एका परिस्थितीत उच्च-श्रेणीचा फिल्टर निवडला पाहिजे; अन्यथा, कमी-कार्यक्षमतेचा फिल्टर निवडला जाऊ शकतो. ज्या क्लीन रूममध्ये ०.१ मायक्रॉन कणांवर नियंत्रण आवश्यक असते, तिथे नियंत्रित होणाऱ्या कणांच्या प्रमाणाचा विचार न करता क्लास डी फिल्टर्सची निवड केली पाहिजे. वरील विवेचन केवळ फिल्टरच्या दृष्टिकोनातून आहे. वास्तविक पाहता, एक चांगला फिल्टर निवडण्यासाठी, आपण क्लीन रूम, फिल्टर आणि शुद्धीकरण प्रणाली यांच्या वैशिष्ट्यांचा देखील पूर्णपणे विचार केला पाहिजे.

फिल्टर बसवणे

हवेच्या पुरवठ्याची स्वच्छता सुनिश्चित करण्यासाठी, केवळ पात्र फिल्टर असणे पुरेसे नाही, तर खालील गोष्टी देखील सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे: अ. वाहतूक आणि स्थापनेदरम्यान फिल्टर खराब होणार नाही; ब. स्थापना घट्ट असेल. पहिला मुद्दा साध्य करण्यासाठी, बांधकाम आणि स्थापना करणारे कर्मचारी सुप्रशिक्षित असले पाहिजेत, ज्यांच्याकडे शुद्धीकरण प्रणाली स्थापित करण्याचे ज्ञान आणि कुशल स्थापना कौशल्ये दोन्ही असतील. अन्यथा, फिल्टर खराब होणार नाही याची खात्री करणे कठीण होईल. या संदर्भात खूप महत्त्वाचे धडे आहेत. दुसरे म्हणजे, स्थापनेच्या घट्टपणाची समस्या मुख्यत्वे स्थापना रचनेच्या गुणवत्तेवर अवलंबून असते. डिझाइन मॅन्युअलमध्ये सामान्यतः शिफारस केली जाते की: एका फिल्टरसाठी, उघड्या प्रकारची स्थापना वापरावी, जेणेकरून गळती झाली तरी ती खोलीत पसरणार नाही; तयार हेपा एअर आउटलेट वापरल्यास घट्टपणा सुनिश्चित करणे देखील सोपे होते. अनेक फिल्टर असलेल्या एअर आउटलेटसाठी, अलिकडच्या वर्षांत जेल सील आणि निगेटिव्ह प्रेशर सीलिंगचा वापर वारंवार केला जातो.

जेल सीलने हे सुनिश्चित केले पाहिजे की द्रव टाकीचा सांधा घट्ट आहे आणि संपूर्ण फ्रेम एकाच क्षैतिज पातळीवर आहे. निगेटिव्ह प्रेशर सीलिंग म्हणजे फिल्टर, स्टॅटिक प्रेशर बॉक्स आणि फ्रेम यांच्यातील सांध्याच्या बाहेरील परिघाला निगेटिव्ह प्रेशरच्या स्थितीत आणणे. ओपन-टाइप इन्स्टॉलेशनप्रमाणे, गळती झाली तरी ती खोलीत पसरणार नाही. खरे तर, जोपर्यंत इन्स्टॉलेशन फ्रेम सपाट आहे आणि फिल्टरचा शेवटचा पृष्ठभाग इन्स्टॉलेशन फ्रेमच्या एकसमान संपर्कात आहे, तोपर्यंत कोणत्याही प्रकारच्या इन्स्टॉलेशनमध्ये फिल्टरला इन्स्टॉलेशनच्या घट्टपणाच्या आवश्यकता पूर्ण करणे सोपे असले पाहिजे.

२. हवेच्या प्रवाहाची रचना

स्वच्छ खोलीतील हवेच्या प्रवाहाची रचना सामान्य वातानुकूलित खोलीपेक्षा वेगळी असते. यामध्ये सर्वात स्वच्छ हवा प्रथम कार्यक्षेत्रात पोहोचवणे आवश्यक असते. प्रक्रिया केल्या जाणाऱ्या वस्तूंवरील प्रदूषण मर्यादित करणे आणि कमी करणे हे त्याचे कार्य आहे. यासाठी, हवेच्या प्रवाहाच्या रचनेची रचना करताना खालील तत्त्वांचा विचार केला पाहिजे: कार्यक्षेत्राबाहेरील प्रदूषण कार्यक्षेत्रात आणणे टाळण्यासाठी हवेतील आवर्त प्रवाह कमी करणे; कामाच्या वस्तूला धुळीने दूषित होण्याची शक्यता कमी करण्यासाठी दुय्यम धूळ उडण्यापासून रोखण्याचा प्रयत्न करणे; कार्यक्षेत्रातील हवेचा प्रवाह शक्य तितका एकसमान असावा आणि त्याचा वेग प्रक्रिया व स्वच्छतेच्या आवश्यकता पूर्ण करणारा असावा. जेव्हा हवेचा प्रवाह रिटर्न एअर आउटलेटकडे जातो, तेव्हा हवेतील धूळ प्रभावीपणे काढून टाकली पाहिजे. स्वच्छतेच्या वेगवेगळ्या आवश्यकतांनुसार हवा पोहोचवण्याचे आणि परत घेण्याचे वेगवेगळे प्रकार निवडावेत.

वेगवेगळ्या वायुप्रवाह संस्थांची स्वतःची वैशिष्ट्ये आणि व्याप्ती असतात:

(1). उभ्या एकदिशीय प्रवाह

एकसमान खालच्या दिशेने हवेचा प्रवाह मिळवणे, प्रक्रिया उपकरणांची मांडणी सुलभ करणे, मजबूत स्व-शुद्धीकरण क्षमता आणि वैयक्तिक शुद्धीकरण सुविधांसारख्या सामान्य सुविधा सुलभ करणे या सामान्य फायद्यांव्यतिरिक्त, चार हवा पुरवठा पद्धतींचे स्वतःचे फायदे आणि तोटे देखील आहेत: पूर्ण-आच्छादित HEPA फिल्टरमध्ये कमी प्रतिरोध आणि दीर्घ फिल्टर बदलण्याचे चक्र हे फायदे आहेत, परंतु छताची रचना गुंतागुंतीची असते आणि खर्च जास्त असतो; बाजूने-आच्छादित HEPA फिल्टर टॉप डिलिव्हरी आणि पूर्ण-छिद्र प्लेट टॉप डिलिव्हरीचे फायदे आणि तोटे हे पूर्ण-आच्छादित HEPA फिल्टर टॉप डिलिव्हरीच्या विरुद्ध आहेत. त्यापैकी, जेव्हा प्रणाली सतत चालू नसते तेव्हा पूर्ण-छिद्र प्लेट टॉप डिलिव्हरीच्या छिद्र प्लेटच्या आतील पृष्ठभागावर धूळ जमा होणे सोपे असते आणि खराब देखभालीचा स्वच्छतेवर काही परिणाम होतो; दाट डिफ्यूझर टॉप डिलिव्हरीला मिश्रण थराची आवश्यकता असते, त्यामुळे ती फक्त ४ मीटरपेक्षा जास्त उंचीच्या उंच स्वच्छ खोल्यांसाठी योग्य आहे आणि तिची वैशिष्ट्ये पूर्ण-छिद्र प्लेट टॉप डिलिव्हरीसारखीच आहेत; दोन्ही बाजूंना ग्रिल्स असलेल्या प्लेटसाठी आणि विरुद्ध भिंतींच्या तळाशी समान अंतरावर रिटर्न एअर आउटलेट्सची व्यवस्था असलेली रिटर्न एअर पद्धत फक्त दोन्ही बाजूंना 6 मीटरपेक्षा कमी निव्वळ अंतर असलेल्या क्लीन रूमसाठी योग्य आहे; एका बाजूच्या भिंतीच्या तळाशी व्यवस्था केलेले रिटर्न एअर आउटलेट्स फक्त भिंतींमध्ये कमी अंतर (जसे की ≤<2~3 मीटर) असलेल्या क्लीन रूमसाठी योग्य आहेत.

(2). क्षैतिज एकदिशीय प्रवाह

फक्त पहिले कार्यक्षेत्रच १००% स्वच्छतेची पातळी गाठू शकते. जेव्हा हवा दुसऱ्या बाजूला वाहते, तेव्हा धुळीचे प्रमाण हळूहळू वाढते. त्यामुळे, हे फक्त अशा स्वच्छ खोल्यांसाठी (clean rooms) योग्य आहे, जिथे एकाच खोलीत एकाच प्रक्रियेसाठी स्वच्छतेच्या वेगवेगळ्या आवश्यकता असतात. हवा पुरवठा करणाऱ्या भिंतीवर हेपा फिल्टर्सचे स्थानिक वितरण केल्याने हेपा फिल्टर्सचा वापर कमी होतो आणि सुरुवातीची गुंतवणूक वाचते, परंतु काही स्थानिक भागांमध्ये हवेचे भोवरे तयार होतात.

(3). अशांत वायुप्रवाह

ओरिफिस प्लेट्सच्या टॉप डिलिव्हरीची आणि डेन्स डिफ्यूझर्सच्या टॉप डिलिव्हरीची वैशिष्ट्ये वर नमूद केल्याप्रमाणेच आहेत: साइड डिलिव्हरीचे फायदे म्हणजे पाईपलाईनची व्यवस्था करणे सोपे असते, कोणत्याही तांत्रिक इंटरलेअरची आवश्यकता नसते, खर्च कमी असतो आणि जुन्या कारखान्यांच्या नूतनीकरणासाठी ते अनुकूल असते. याचे तोटे असे आहेत की कार्यक्षेत्रात वाऱ्याचा वेग जास्त असतो आणि वाऱ्याच्या दिशेकडील बाजूला (डाउनविंड साइड) धुळीचे प्रमाण वाऱ्याच्या विरुद्ध दिशेकडील बाजूपेक्षा (अपविंड साइड) जास्त असते; हेपा फिल्टर आउटलेट्सच्या टॉप डिलिव्हरीचे फायदे म्हणजे सोपी प्रणाली, हेपा फिल्टरच्या मागे पाईपलाईनची आवश्यकता नसते आणि स्वच्छ हवेचा प्रवाह थेट कार्यक्षेत्रात पोहोचवला जातो, परंतु हा स्वच्छ हवेचा प्रवाह हळूहळू पसरतो आणि कार्यक्षेत्रातील हवेचा प्रवाह अधिक एकसमान असतो; तथापि, जेव्हा अनेक एअर आउटलेट्स समान अंतरावर लावले जातात किंवा डिफ्यूझर्ससह हेपा फिल्टर एअर आउटलेट्स वापरले जातात, तेव्हा कार्यक्षेत्रातील हवेचा प्रवाह अधिक एकसमान बनवता येतो; परंतु जेव्हा प्रणाली सतत चालू नसते, तेव्हा डिफ्यूझरमध्ये धूळ साचण्याची शक्यता असते.

वरील चर्चा ही सर्व एका आदर्श स्थितीतील आहे आणि संबंधित राष्ट्रीय विनिर्देश, मानके किंवा डिझाइन मॅन्युअलद्वारे शिफारस केलेली आहे. प्रत्यक्ष प्रकल्पांमध्ये, वस्तुनिष्ठ परिस्थितीमुळे किंवा डिझाइनरच्या व्यक्तिनिष्ठ कारणांमुळे वायुप्रवाहाची रचना योग्य प्रकारे केलेली नसते. यामध्ये सामान्यतः खालील गोष्टींचा समावेश होतो: उभ्या एकदिशीय प्रवाहात लगतच्या दोन भिंतींच्या खालच्या भागातून हवा परत घेतली जाते, स्थानिक क्लास १०० मध्ये वरच्या बाजूने डिलिव्हरी आणि वरच्या बाजूने रिटर्नचा वापर केला जातो (म्हणजेच, स्थानिक एअर आउटलेटखाली कोणताही लटकता पडदा जोडलेला नसतो), आणि अशांत स्वच्छ खोल्यांमध्ये (टर्ब्युलेंट क्लीन रूम्स) हेपा फिल्टर एअर आउटलेटच्या वरच्या बाजूने डिलिव्हरी आणि वरच्या बाजूने रिटर्न किंवा एका बाजूने खालच्या बाजूने रिटर्नचा (भिंतींमध्ये जास्त अंतर) वापर केला जातो, इत्यादी. या वायुप्रवाह रचना पद्धतींचे मोजमाप केले गेले आहे आणि त्यापैकी बहुतेकांची स्वच्छता डिझाइनच्या आवश्यकता पूर्ण करत नाही. रिकाम्या किंवा स्थिर स्थितीतील स्वीकृतीसाठी असलेल्या सध्याच्या विनिर्देशांमुळे, यापैकी काही स्वच्छ खोल्या रिकाम्या किंवा स्थिर स्थितीत डिझाइन केलेल्या स्वच्छतेच्या पातळीपर्यंत जेमतेम पोहोचतात, परंतु त्यांची प्रदूषण-विरोधी हस्तक्षेप क्षमता खूप कमी असते आणि एकदा स्वच्छ खोली कार्यरत स्थितीत आली की, ती आवश्यकता पूर्ण करत नाही.

स्थानिक परिसरातील कामाच्या जागेच्या उंचीपर्यंत पडदे खाली लटकवून हवेच्या प्रवाहाची योग्य रचना केली पाहिजे, आणि क्लास 100,000 मध्ये वरच्या बाजूने हवा आत घेणे (अपर डिलिव्हरी) आणि वरच्या बाजूने हवा परत घेणे (अपर रिटर्न) या पद्धतीचा अवलंब करू नये. याव्यतिरिक्त, सध्या बहुतेक कारखाने डिफ्यूझरसह उच्च-कार्यक्षमतेचे एअर आउटलेट तयार करतात, आणि त्यांचे डिफ्यूझर केवळ सजावटीसाठी असलेले छिद्रांचे फलक (ऑरिफिस प्लेट्स) असतात आणि ते हवेचा प्रवाह पसरवण्याचे कार्य करत नाहीत. डिझाइनर्स आणि वापरकर्त्यांनी याकडे विशेष लक्ष दिले पाहिजे.

३. हवेच्या पुरवठ्याचे प्रमाण किंवा हवेचा वेग

पुरेशा वायुवीजनामुळे खोलीतील प्रदूषित हवा विरळ होऊन बाहेर काढली जाते. स्वच्छतेच्या वेगवेगळ्या आवश्यकतांनुसार, जेव्हा स्वच्छ खोलीची निव्वळ उंची जास्त असते, तेव्हा वायुवीजनाची वारंवारता योग्यरित्या वाढवली पाहिजे. त्यापैकी, १० लाख-स्तरीय स्वच्छ खोलीच्या वायुवीजनाचे प्रमाण उच्च-कार्यक्षम शुद्धीकरण प्रणालीनुसार विचारात घेतले जाते, आणि उर्वरित स्वच्छ खोल्यांचे प्रमाणही त्याच प्रणालीनुसार विचारात घेतले जाते; जेव्हा १,००,००० वर्गाच्या स्वच्छ खोलीचे हेपा फिल्टर्स यंत्र खोलीत केंद्रित केलेले असतात किंवा प्रणालीच्या शेवटी उप-हेपा फिल्टर्स वापरले जातात, तेव्हा वायुवीजनाची वारंवारता १०-२०% ने योग्यरित्या वाढवता येते.

वर नमूद केलेल्या व्हेंटिलेशन व्हॉल्यूमच्या शिफारस केलेल्या मूल्यांसाठी, लेखकाचा असा विश्वास आहे की: एकदिशीय प्रवाह असलेल्या क्लीन रूमच्या खोलीच्या भागातून जाणाऱ्या वाऱ्याचा वेग कमी असतो, आणि अशांत क्लीन रूममध्ये पुरेशा सुरक्षा घटकासह एक शिफारस केलेले मूल्य असते. उभ्या दिशेने एकदिशीय प्रवाह ≥ ०.२५ मी/से, आडव्या दिशेने एकदिशीय प्रवाह ≥ ०.३५ मी/से. जरी रिकाम्या किंवा स्थिर स्थितीत चाचणी केल्यावर स्वच्छतेच्या आवश्यकता पूर्ण होऊ शकतात, तरीही प्रदूषण-विरोधी क्षमता कमी असते. एकदा खोली कार्यरत स्थितीत आली की, स्वच्छता आवश्यकता पूर्ण करू शकत नाही. अशा प्रकारचे उदाहरण हे एकमेव प्रकरण नाही. त्याच वेळी, माझ्या देशातील व्हेंटिलेटर सिरीजमध्ये शुद्धीकरण प्रणालींसाठी योग्य पंखे उपलब्ध नाहीत. सामान्यतः, डिझाइनर अनेकदा प्रणालीच्या हवेच्या प्रतिकाराची अचूक गणना करत नाहीत, किंवा निवडलेला पंखा वैशिष्ट्यपूर्ण वक्रावरील अधिक अनुकूल कार्य बिंदूवर आहे की नाही याकडे लक्ष देत नाहीत, ज्यामुळे प्रणाली कार्यान्वित झाल्यानंतर लगेचच हवेचे प्रमाण किंवा वाऱ्याचा वेग डिझाइन मूल्यापर्यंत पोहोचू शकत नाही. यूएस फेडरल मानक (FS209A~B) नुसार, एकदिशात्मक स्वच्छ खोलीतील हवेच्या प्रवाहाचा वेग सामान्यतः 90 फूट/मिनिट (0.45 मीटर/सेकंद) राखला जातो आणि संपूर्ण खोलीत कोणताही अडथळा नसताना वेगातील असमानता ±20% च्या आत असते. हवेच्या प्रवाहाच्या वेगात कोणतीही लक्षणीय घट झाल्यास स्व-स्वच्छतेचा वेळ आणि कामाच्या ठिकाणांमधील प्रदूषणाची शक्यता वाढेल (ऑक्टोबर 1987 मध्ये FS209C लागू झाल्यानंतर, धुळीच्या प्रमाणाव्यतिरिक्त इतर सर्व पॅरामीटर निर्देशकांसाठी कोणतेही नियम बनवले गेले नाहीत).

या कारणास्तव, लेखकाला असे वाटते की एकदिशीय प्रवाह वेगाचे सध्याचे देशांतर्गत डिझाइन मूल्य योग्यरित्या वाढवणे उचित आहे. आमच्या युनिटने प्रत्यक्ष प्रकल्पांमध्ये हे केले आहे आणि त्याचा परिणाम तुलनेने चांगला आहे. अशांत स्वच्छ खोलीसाठी (टर्ब्युलेंट क्लीन रूम) तुलनेने पुरेसा सुरक्षा घटक असलेले एक शिफारस केलेले मूल्य आहे, परंतु अनेक डिझाइनर्सना अजूनही खात्री वाटत नाही. विशिष्ट डिझाइन करताना, ते क्लास १,००,००० क्लीन रूमचे व्हेंटिलेशन व्हॉल्यूम २०-२५ पट/तास, क्लास १०,००० क्लीन रूमचे ३०-४० पट/तास आणि क्लास १००० क्लीन रूमचे ६०-७० पट/तास पर्यंत वाढवतात. यामुळे केवळ उपकरणांची क्षमता आणि प्रारंभिक गुंतवणूकच वाढत नाही, तर भविष्यातील देखभाल आणि व्यवस्थापन खर्चही वाढतो. वास्तविक पाहता, असे करण्याची काहीही गरज नाही. माझ्या देशातील हवा शुद्धीकरणाच्या तांत्रिक उपाययोजना संकलित करताना, चीनमधील क्लास १०० पेक्षा जास्त क्लीन रूम्सचे सर्वेक्षण आणि मोजमाप करण्यात आले. अनेक क्लीन रूम्सची गतिशील परिस्थितीत चाचणी घेण्यात आली. निकालांवरून असे दिसून आले की, क्लास 100,000 क्लीन रूम्ससाठी ≥10 वेळा/तास, क्लास 10,000 क्लीन रूम्ससाठी ≥20 वेळा/तास, आणि क्लास 1000 क्लीन रूम्ससाठी ≥50 वेळा/तास व्हेंटिलेशन व्हॉल्यूम आवश्यकता पूर्ण करू शकतो. यूएस फेडरल स्टँडर्ड (FS2O9A~B) मध्ये असे नमूद केले आहे की: नॉन-युनिडायरेक्शनल क्लीन रूम्स (क्लास 100,000, क्लास 10,000), खोलीची उंची 8~12 फूट (2.44~3.66 मीटर) असल्यास, संपूर्ण खोलीला दर 3 मिनिटांनी किमान एकदा (म्हणजे 20 वेळा/तास) हवेशीर केले जाते असे मानले जाते. त्यामुळे, डिझाइन स्पेसिफिकेशनमध्ये मोठ्या सरप्लस कोएफिशिएंटचा विचार केला गेला आहे, आणि डिझाइनर व्हेंटिलेशन व्हॉल्यूमच्या शिफारस केलेल्या मूल्यानुसार सुरक्षितपणे निवड करू शकतो.

४. स्थिर दाबातील फरक

स्वच्छ खोलीमध्ये (क्लीन रूम) एक विशिष्ट सकारात्मक दाब राखणे ही एक आवश्यक अट आहे, जेणेकरून डिझाइन केलेली स्वच्छतेची पातळी टिकवून ठेवण्यासाठी खोली प्रदूषित होणार नाही किंवा कमी होईल. नकारात्मक दाबाच्या स्वच्छ खोल्यांसाठी सुद्धा, एक विशिष्ट सकारात्मक दाब राखण्याकरिता, तिच्या शेजारील खोल्या किंवा संचांची स्वच्छतेची पातळी तिच्या पातळीपेक्षा कमी नसावी, जेणेकरून नकारात्मक दाबाच्या स्वच्छ खोलीची स्वच्छता टिकवून ठेवता येईल.

स्वच्छ खोलीचे सकारात्मक दाब मूल्य म्हणजे असे मूल्य, जेव्हा सर्व दरवाजे आणि खिडक्या बंद असताना आतील स्थिर दाब बाहेरील स्थिर दाबापेक्षा जास्त असतो. हे शुद्धीकरण प्रणालीच्या हवा पुरवठ्याचे प्रमाण परत येणाऱ्या हवेच्या प्रमाणापेक्षा आणि बाहेर जाणाऱ्या हवेच्या प्रमाणापेक्षा जास्त ठेवण्याच्या पद्धतीद्वारे साध्य केले जाते. स्वच्छ खोलीचे सकारात्मक दाब मूल्य सुनिश्चित करण्यासाठी, पुरवठा, परत येणारे आणि बाहेर जाणारे पंखे शक्यतो एकमेकांशी जोडलेले (इंटरलॉक केलेले) असतात. जेव्हा प्रणाली चालू केली जाते, तेव्हा प्रथम पुरवठा पंखा सुरू होतो आणि नंतर परत येणारे व बाहेर जाणारे पंखे सुरू होतात; जेव्हा प्रणाली बंद केली जाते, तेव्हा प्रथम बाहेर जाणारा पंखा बंद होतो आणि नंतर परत येणारे व पुरवठा पंखे बंद होतात, जेणेकरून प्रणाली चालू आणि बंद करताना स्वच्छ खोली दूषित होण्यापासून रोखता येते.

क्लीन रूमचा सकारात्मक दाब टिकवून ठेवण्यासाठी आवश्यक हवेचे प्रमाण हे प्रामुख्याने देखभाल संरचनेच्या हवाबंदपणावर अवलंबून असते. माझ्या देशात क्लीन रूमच्या बांधकामाच्या सुरुवातीच्या काळात, आवरण संरचनेच्या खराब हवाबंदपणामुळे, ≥5Pa चा सकारात्मक दाब टिकवून ठेवण्यासाठी तासाला २ ते ६ वेळा हवा पुरवठा करावा लागत असे; सध्या, देखभाल संरचनेच्या हवाबंदपणामध्ये खूप सुधारणा झाली आहे, आणि तोच सकारात्मक दाब टिकवून ठेवण्यासाठी तासाला फक्त १ ते २ वेळा हवा पुरवठा करणे पुरेसे आहे; आणि ≥10Pa चा दाब टिकवून ठेवण्यासाठी तासाला फक्त २ ते ३ वेळा हवा पुरवठा करणे पुरेसे आहे.

माझ्या देशाच्या डिझाइन विनिर्देशांमध्ये [6] असे नमूद केले आहे की वेगवेगळ्या ग्रेडच्या क्लीन रूम्समधील आणि स्वच्छ व अस्वच्छ क्षेत्रांमधील स्थिर दाबातील फरक 0.5mm H2O (~5Pa) पेक्षा कमी नसावा आणि स्वच्छ क्षेत्र व बाहेरील जागेमधील स्थिर दाबातील फरक 1.0mm H2O (~10Pa) पेक्षा कमी नसावा. लेखकाला तीन कारणांमुळे हे मूल्य खूप कमी वाटते:

(1) पॉझिटिव्ह प्रेशर म्हणजे दारे आणि खिडक्यांमधील फटींमधून होणारे अंतर्गत वायू प्रदूषण रोखण्याची, किंवा दारे आणि खिडक्या थोड्या काळासाठी उघडल्यावर खोलीत शिरणारे प्रदूषक कमीत कमी करण्याची स्वच्छ खोलीची क्षमता होय. पॉझिटिव्ह प्रेशरचे प्रमाण प्रदूषण रोखण्याच्या क्षमतेची तीव्रता दर्शवते. अर्थातच, पॉझिटिव्ह प्रेशर जितके जास्त, तितके चांगले (यावर नंतर चर्चा केली जाईल).

(2) पॉझिटिव्ह प्रेशरसाठी आवश्यक हवेचे प्रमाण मर्यादित असते. 5Pa पॉझिटिव्ह प्रेशर आणि 10Pa पॉझिटिव्ह प्रेशरसाठी आवश्यक हवेच्या प्रमाणात फक्त सुमारे 1 पट/तास इतका फरक आहे. मग असे का करू नये? साहजिकच, पॉझिटिव्ह प्रेशरची खालची मर्यादा 10Pa घेणे अधिक चांगले आहे.

(3) यूएस फेडरल स्टँडर्ड (FS209A~B) नुसार, जेव्हा सर्व प्रवेश आणि बाहेर पडण्याचे मार्ग बंद असतात, तेव्हा क्लीन रूम आणि लगतच्या कमी स्वच्छतेच्या कोणत्याही भागातील किमान पॉझिटिव्ह प्रेशरमधील फरक 0.05 इंच वॉटर कॉलम (12.5Pa) असणे आवश्यक आहे. हे मूल्य अनेक देशांनी स्वीकारले आहे. परंतु क्लीन रूममधील पॉझिटिव्ह प्रेशरचे मूल्य जितके जास्त तितके चांगले असे नाही. आमच्या युनिटच्या 30 वर्षांहून अधिक काळातील प्रत्यक्ष अभियांत्रिकी चाचण्यांनुसार, जेव्हा पॉझिटिव्ह प्रेशरचे मूल्य ≥ 30Pa असते, तेव्हा दरवाजा उघडणे कठीण होते. जर तुम्ही निष्काळजीपणे दरवाजा बंद केला, तर मोठा आवाज येतो! त्यामुळे लोक घाबरतात. जेव्हा पॉझिटिव्ह प्रेशरचे मूल्य ≥ 50~70Pa असते, तेव्हा दरवाजे आणि खिडक्यांमधील फटींमधून शिट्टीसारखा आवाज येतो आणि अशक्त किंवा काही अयोग्य लक्षणे असलेल्या व्यक्तींना अस्वस्थ वाटते. तथापि, देश-विदेशातील अनेक देशांच्या संबंधित विनिर्देशांमध्ये किंवा मानकांमध्ये पॉझिटिव्ह प्रेशरची उच्च मर्यादा निर्दिष्ट केलेली नाही. परिणामी, अनेक युनिट्स उच्च मर्यादा कितीही असली तरी, केवळ खालच्या मर्यादेच्या आवश्यकता पूर्ण करण्याचा प्रयत्न करतात. लेखकाला प्रत्यक्ष आढळलेल्या क्लीन रूममध्ये, पॉझिटिव्ह प्रेशरचे मूल्य 100Pa किंवा त्याहून अधिक असते, ज्यामुळे खूप वाईट परिणाम होतात. वास्तविक पाहता, पॉझिटिव्ह प्रेशर समायोजित करणे ही काही अवघड गोष्ट नाही. एका विशिष्ट मर्यादेत ते नियंत्रित करणे पूर्णपणे शक्य आहे. एका दस्तऐवजात असे नमूद केले होते की पूर्व युरोपमधील एक विशिष्ट देश पॉझिटिव्ह प्रेशरचे मूल्य 1-3mm H20 (सुमारे 10~30Pa) असे निर्धारित करतो. लेखकाच्या मते ही मर्यादा अधिक योग्य आहे.