Кондиционирование воздуха чистых помещений. Фильтрующие материалы и фильтры для очистки воздуха. Организация вентиляции чистых зон.

Комплекс технических средств и устройств для приготовления приточного воздуха с заданными параметрами и поддержания в помещении оптимальной воздушной среды независимо от внешних и внутренних факторов- система кондиционирования.

Наружный воздух из шахты забора 8 проходит через жалюзийную решетку 9, которая защищает шахту забора воздуха от проникновения осадков. В фильтре грубой очистки 1 происходит предварительная очистка наружного воздуха от пыли. Холодный наружный воздух подогревается в калорифере парового подогрева 2. Далее воздух нагнетается приточным вентилятором 3 и поступает в поверхностный воздухоохладитель 4. Затем воздух увлажняется очищенным паром в увлажнителе 5 и направляется в калорифер вторичного подогрева 6. Подготовленный таким образом воздух поступает в фильтры тонкой очистки 11.

Воздух для чистых помещений стоит дорого(затраты на электроэнергию), поэтому используется рециркуляция воздуха. С этой целью вытяжной воздух из помещения забирается воздухозаборным устройством 12 и нагнетается вентилятором 10 в систему приточной вентиляции. Количество возвращаемого воздуха не должно превышать 90%, а остальной вытяжной воздух выбрасывается вентилятором наружу.

Очистить вентиляционный воздух от жизненноспособных микроорганизмов можно стерилизацией(термической или химической), уф-облучением, стерилизующей фильтрацией. Чаще используется стерилизующая фильтрация в фильтрах тонкой очистки.

Дисперсный состав пылевых частиц воздуха указывает, какими фильтрующими материалами можно очистить вентиляционный воздух. Чтобы очистить воздух от механических частиц и микроорганизмов, его подвергают многоступенчатой фильтрации. Сначала воздух очищают от крупных частиц размером более 5мкм, затем в фильтрах тонкой очистки воздух освобождают от частиц размером до 0.1мкм.

Воздушные фильтры классифицируют по назначению и по эффективности фильтрации на: фильтры общего назначения и специальные.

Фильтры грубой (G₁-G₄) и тонкой(F₅-F₉) очистки могут иметь разную конструкцию- рулонные, рукавные и ячейковые. В сухих рулонных фильтрах фильтрующий материал намотан на катушку. По мере загрязнения материал перематывается с верхней катушки на нижнюю с помощью механического привода, в результате сопротивление фильтрующего материала остается практически постоянным. Материал фильтра мжно регенерировать путем отсоса отложившейся пыли. В ячейковых фильтрах фильтрующий материал укладывается слоями и крепится в жестком каркасе. Слои укладываются так, чтобы размер ячеек убывал в направлении движения воздуха. Крупные частицы аэрозоля оседают вначале фильтра, а мелкие частицы задерживаются в последних ячейках.

В фильтрах высокой эффективности(Н₁₀-Н₁₄₎ и сверхвысокойэффективности(U₁₅-U₁₇) в качестве фильтрующих материалов используют стекловолокно, базальтовое волокно, картон, бумагу из этих волокон.

При выборе воздушных фильтров, к ним предъявляют требования: эффективность фильтрации, сопротивление фильтра, пылеемкость(ресурс), химическая и термическая стойкость, пожаробезопасность.

· Эффективность фильтрации(Е)- доля задержанных фильтром частиц определенного размера(%). Иногда эффективность характеризуют проскоком К_пр- доля пропущенным фильтром частиц:

, - число частиц в единице объема(счетная концентрация) воздуха после фильтра и до него(шт/м³). Тогда эффективность фильтрации: E=100- (%). Эффективность фильтрации зависит от скорости и от состава фильтрующего материала. Чем меньше скорость фильтрации, тем меньше проскок и соответственно выше эффективность.

· Сопротивление фильтрации или потеря давления(ΔР) связана с тем, что при оседании частиц на фильтре, происходит забивание материала. В результате возрастает аэродинамическое сопротивление ΔР( в мм водного столба). При достаточно большом сопротивлении вентилятор не сможет обеспечить необходимый напор воздуха более 400Па- такой напор обеспечивает стандартную скорость воздуха после фильтра 0.5м/с.

· Для фильтров грубой очистки (G₁-G₄), важным параметром является пылеемкость- масса пыли, накапливающейся на единице площади фильтрующего материала(г/м²).

· Для фильтров более высокой степени очистки(F₅-F₉, Н₁₀-Н₁₄, U₁₅-U₁₇) важным параметром является ресурс- характеризует время работы фильтра до достижения максимального аэродинамического сопротивления, при котором котором вентилятор не сможет протянуть воздух с достаточной скоростью. Чтобы повысить ресурс, необходима предварительная очистка воздуха в фильтрах грубой очистки, и увеличение площади фильтрующего материала(укладывание гармошкой, мини-плиссировкой).

· Химическая и термическая стойкость фильтра необходима для обработки их моющими, дезинфицирующими средствами и острым паром. Пожаробезопасность (негорючесть) фильтра допускает его применение для очистки от горючей пыли в помещениях взрывоопасных(категория Б) и пожароопасных (В1-В4).

Организация вентиляции чистых зон. Очищенный воздух подается через финишные фильтры в потолке помещения. Вертикальный турбулентный поток воздуха омывает стены, оборудование и персонал и через решетки, расположенные в нижней части помещения, удаляются из него. При организации вентиляции чистых помещений учитывают:

· Вентиляционный воздушный баланс должен быть положительным, объем подаваемого в помещение воздуха(L_п) больше, чем удаляемого(L_в).

Подпор воздуха препятствует проникновению менее чистого воздуха из соседних помещений.

· Между чистыми помещениями разных классов чистоты достаточно поддерживать перепад давлений 10-15Па.

· Количество возвращаемого рециркуляцией воздуха не должно превышать 90%. Одновременно учитывают, что кол-во приточного воздуха на одного человека составляет 60м³/ч:

n- число работающих

Это связано с накоплением углекислого газа при выдыхании человеком. Из-за его избытка возникает головокружение, повышается утомляемость, слабость, вплоть до потери сознания. Указанный минимальный расход-60м³/ч на одного человека обеспечивает разбавление воздуха по углекислому газу до гигиенической нормы.

· Чем выше класс чистоты помещении, тем выше класс фильтра для очистки воздуха. В чистых производственных помещениях местная вентиляция устраивается в виде изолирующих устройств-барьеров. ( изоляторы, боксы, воздушные шлюзы).В изоляторе создается подпор воздуха- препятствие для перетекания воздуха из помещения в изолятор.

· Оборудование для подготовки воздуха размещается в изолированном помещении на минимальном расстоянии от обслуживающего персонала. Возможны 2 варианта расположения оборудования- на одном этаже с чистым помещением, или на техническом этаже( выше или ниже чистого помещения).

· Для контроля концентраций токсичных и взрывоопасных газов рекомендуется установка газоанализаторов в вытяжных воздуховодах на участке подачи рециркуляционного воздуха.