2024-12-04
電子チップ製造、生物医学研究開発、ハイエンド精密機器製造など、数多くの最先端分野において、無塵クリーンルームは「安全保障を提供する」上でかけがえのない役割を果たしています。その内部の一定で適切な空気環境は、製品品質、プロセスの精度、および人員の健康を確保するための鍵となります。そして、新鮮な空気量と供給空気量は、この重要なシステムの「パルス」のようなものであり、その値を正確に制御することが非常に重要です。専門家である広州クリーンルーム建設有限公司として、本日はその計算方法について深く理解を深めていきます。
無塵室内の作業員の呼吸に必要な酸素量は、新鮮空気量を計算する際に考慮すべき基本的な要素です。一般的に、成人は1時間に約30〜50立方メートルの新鮮な空気を必要とします。あるクリーンルームで毎日20人の作業員が同時に勤務していると仮定します。1人あたり1時間あたり40立方メートルの新鮮空気量を推定すると、このエリアでは少なくとも1時間に20 * 40 = 800立方メートルの新鮮な空気が必要となります。これは、人々が吐き出す二酸化炭素、臭いなどを分散させ、新鮮な空気を維持し、酸素不足や汚れた空気によるめまいや疲労などの不快感を回避し、人員の効率的な作業状態を確保するためです。
外部からの未浄化空気が「侵入」するのを防ぐために、ほとんどの無塵クリーンルームはわずかに陽圧の状態に保たれています。実践と業界標準によると、異なるレベルのクリーンルームと隣接する低レベルまたは非クリーンエリアとの間の圧力差は5〜20パスカルの間です。この陽圧を達成するには、新鮮な空気のサポートが必要です。一般的なクラス100,000のクリーンルームを例にとると、部屋の体積とエンクロージャ構造の気密性を組み合わせ、複雑な計算式変換(空気量=空気交換率*部屋の体積、空気交換率は陽圧を維持するための経験値に基づいて設定)を通じて、隙間からの漏れを補い、陽圧を維持するために必要な追加の新鮮空気量を計算します。次に、人員の呼吸のための新鮮空気量を加えて、完全な新鮮空気要件を取得します。
一部の製造プロセスでは、電子溶接ヒュームや化学合成揮発物など、ほこり、熱風、有害ガスが発生します。対応する排気ファンが継続的に空気を抽出します。室内の空気の流れと気圧のバランスをとるために、新鮮空気量は、この部分の損失と同等またはそれ以上に補足する必要があります。プロセス排気空気量が1時間に500立方メートルで安定している場合、新鮮空気量の計画では、負圧によって不潔な空気が逆流してクリーンな作業エリアを汚染するのを防ぐために、少なくともこの値を確保する必要があります。
空気交換率は、供給空気量を計算するためによく使用される尺度です。異なる浄化レベルのクリーンルームは、空気交換率に対する要件が大きく異なります。クラス100(バイオ医薬品製造用の高水準無菌エリア)は、多くの場合、1時間に500〜600回を必要とします。一般的な電子パッケージングに使用されるクラス10,000のクリーンルームは約25〜35回/時です。クラス100,000(最も一般的な電子処理)は通常15〜20回/時です。電子部品組立用のクラス100,000クリーンルームで、長さ10メートル、幅8メートル、高さ3メートル、体積240立方メートルの場合、1時間あたり18回の空気交換率によると、供給空気量は240 * 18 = 4320立方メートル/時となり、室内の空気の効率的な交換と、粉塵粒子のタイムリーな排出を保証します。
一方向流れクリーンルーム(チップリソグラフィエリアなど)では、断面積風速の制御が非常に重要です。粉塵を安定して空気出口に運ぶために、業界規制では、垂直一方向流れの断面積風速を0.3〜0.5メートル/秒、水平一方向流れを0.2〜0.4メートル/秒に維持する必要があります。たとえば、幅5メートル、高さ2.5メートルの垂直一方向流れクリーンルームで、断面積風速0.4メートル/秒を達成するには、流量式(空気量=断面積風速*断面積)に従って、供給空気量は0.4 *(5 * 2.5)* 3600(秒を時間に変換)= 18,000立方メートル/時となり、正確な空気の流れの組織化を実現し、主要なプロセスが粉塵によって妨げられないようにします。
大型機器の運転は熱を発生させ、クリーンルームの温度変動の「原因」となります。データセンターのサーバーキャビネットやレーザー加工装置が集中しているエリアでは、熱を放散し、一定の温度を維持するために十分な供給空気量が必要です。機器の放熱電力と許容温度上昇範囲を考慮し、空気の比熱などの熱力学的パラメータと組み合わせて、冷却空気流の需要を計算し、供給空気量の計画に組み込みます。データセンターの単一キャビネットが3kWの熱を放散する場合、熱バランス変換によると、約1時間に1000立方メートルの冷気が必要です。クリーンルーム全体の供給空気量は、キャビネットの数に応じて調整し、機器の安定した動作を確保する必要があります。
新鮮空気量と供給空気量の計算の本質をマスターした後、実際の運用では、現地の状況に応じて動的に調整することも必要です。クリーンルームの耐用年数の増加、機器の交換、プロセスのアップグレードに伴い、空気量要件は頻繁に変化します。広州クリーンルーム建設有限公司は、理論的なアルゴリズムに精通しているだけでなく、現場調査、シミュレーション、最適化も可能な専門技術チームを擁しています。計画から運用および保守まで、お客様のプロジェクトをエスコートし、お客様のためにクリーンエアソリューションをカスタマイズし、お客様の無塵クリーンルームが常に「活力」を維持し、産業アップグレードの厳しい要件を満たすのを支援します。クリーンルームプロジェクトを準備している場合や、空気量の問題でお困りの場合は、いつでもお気軽にお問い合わせください!