टॉल क्लीन रूम डिज़ाइन संदर्भ

1. ऊंचे स्वच्छ कमरों की विशेषताओं का विश्लेषण

(1). ऊँचे क्लीन रूम की अपनी अंतर्निहित विशेषताएँ होती हैं। सामान्यतः, ऊँचे क्लीन रूम का उपयोग मुख्य रूप से उत्पादन के बाद की प्रक्रिया में किया जाता है, और आमतौर पर इनका उपयोग बड़े उपकरणों की असेंबली के लिए किया जाता है। इनमें उच्च स्वच्छता की आवश्यकता नहीं होती है, और तापमान और आर्द्रता के नियंत्रण की सटीकता भी अधिक नहीं होती है। उत्पादन प्रक्रिया के दौरान उपकरण अधिक ऊष्मा उत्पन्न नहीं करते हैं, और इनमें अपेक्षाकृत कम लोग कार्यरत होते हैं।

(2). ऊंचे स्वच्छ कमरों में आमतौर पर बड़ी फ्रेम संरचनाएं होती हैं, और अक्सर हल्की सामग्री का उपयोग किया जाता है। ऊपरी प्लेट आमतौर पर बड़ा भार सहन करने में आसान नहीं होती है।

(3). धूल कणों का निर्माण और वितरण: ऊंचे स्वच्छ कमरों के लिए, प्रदूषण का मुख्य स्रोत सामान्य स्वच्छ कमरों से भिन्न होता है। लोगों और खेल उपकरणों द्वारा उत्पन्न धूल के अलावा, सतह की धूल का भी एक बड़ा हिस्सा होता है। साहित्य में उपलब्ध आंकड़ों के अनुसार, स्थिर अवस्था में धूल का निर्माण 10⁵ कण/(मिनट·व्यक्ति) होता है, और गतिमान अवस्था में धूल का निर्माण स्थिर अवस्था की तुलना में 5 गुना अधिक होता है। सामान्य ऊंचाई वाले स्वच्छ कमरों के लिए, सतह की धूल का निर्माण इस प्रकार गणना किया जाता है कि 8 वर्ग मीटर क्षेत्रफल की सतह की धूल का निर्माण स्थिर अवस्था में किसी व्यक्ति द्वारा उत्पन्न धूल के बराबर होता है। ऊंचे स्वच्छ कमरों में, शुद्धिकरण भार निचले क्षेत्र में अधिक और ऊपरी क्षेत्र में कम होता है। साथ ही, परियोजना की विशेषताओं के कारण, सुरक्षा के लिए और अप्रत्याशित धूल प्रदूषण को ध्यान में रखते हुए, उचित सुरक्षा कारक लेना आवश्यक है। इस परियोजना में सतह की धूल का निर्माण 6 वर्ग मीटर क्षेत्रफल की सतह की धूल के निर्माण पर आधारित है, जो स्थिर अवस्था में किसी व्यक्ति द्वारा उत्पन्न धूल के बराबर है। इस परियोजना की गणना प्रति शिफ्ट 20 लोगों के काम करने के आधार पर की गई है, और कर्मचारियों द्वारा उत्पन्न धूल कुल धूल उत्पादन का केवल 20% है, जबकि एक सामान्य क्लीन रूम में कर्मचारियों द्वारा उत्पन्न धूल कुल धूल उत्पादन का लगभग 90% है।

2. ऊंची कार्यशालाओं की साफ-सफाई और सजावट

क्लीन रूम की सजावट में आम तौर पर क्लीन रूम के फर्श, दीवार पैनल, छत और सहायक एयर कंडीशनिंग, प्रकाश व्यवस्था, अग्नि सुरक्षा, जल आपूर्ति और जल निकासी तथा क्लीन रूम से संबंधित अन्य सामग्रियां शामिल होती हैं। आवश्यकताओं के अनुसार, क्लीन रूम के बाहरी आवरण और आंतरिक सजावट में ऐसी सामग्री का उपयोग किया जाना चाहिए जो अच्छी वायुरोधी हो और तापमान और आर्द्रता में परिवर्तन होने पर कम से कम विकृत हो। क्लीन रूम में दीवारों और छतों की सजावट निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करनी चाहिए:

(1). स्वच्छ कमरों में दीवारों और छतों की सतहें समतल, चिकनी, धूल रहित, चकाचौंध रहित, धूल हटाने में आसान और कम असमान सतहें होनी चाहिए।

(2). क्लीन रूम में ईंट-पत्थर की दीवारें और प्लास्टर वाली दीवारें नहीं होनी चाहिए। यदि इनका उपयोग आवश्यक हो, तो सूखा कार्य किया जाना चाहिए और उच्च गुणवत्ता वाले प्लास्टरिंग मानकों का पालन किया जाना चाहिए। दीवारों पर प्लास्टर करने के बाद, पेंट की सतह पर पेंट किया जाना चाहिए, और ऐसा पेंट चुना जाना चाहिए जो अग्निरोधी, दरार-रहित, धोने योग्य, चिकना हो और पानी को आसानी से अवशोषित न करे, खराब न हो और उसमें फफूंद न लगे। सामान्यतः, क्लीन रूम की सजावट में आंतरिक सज्जा सामग्री के रूप में बेहतर पाउडर-कोटेड धातु की दीवार पैनलों का चयन किया जाता है। हालांकि, बड़े कारखानों में, फर्श की अधिक ऊंचाई के कारण, धातु की दीवार पैनलों की स्थापना अधिक कठिन होती है, साथ ही इनकी मजबूती कम होती है, लागत अधिक होती है और ये भार वहन करने में असमर्थ होते हैं। इस परियोजना में बड़े कारखानों में क्लीन रूम की धूल उत्पादन विशेषताओं और कमरे की स्वच्छता की आवश्यकताओं का विश्लेषण किया गया। पारंपरिक धातु की दीवार पैनलों की आंतरिक सज्जा विधियों को नहीं अपनाया गया। मूल सिविल इंजीनियरिंग दीवारों पर एपॉक्सी कोटिंग की गई। उपयोग योग्य स्थान बढ़ाने के लिए पूरे स्थान में कोई छत नहीं लगाई गई।

3. ऊंचे स्वच्छ कमरों में वायु प्रवाह का संगठन

साहित्य के अनुसार, ऊंचे स्वच्छ कमरों के लिए, स्वच्छ कक्ष वायु कंडीशनिंग प्रणाली का उपयोग करके सिस्टम की कुल वायु आपूर्ति मात्रा को काफी हद तक कम किया जा सकता है। वायु मात्रा में कमी के साथ, बेहतर स्वच्छ वायु कंडीशनिंग प्रभाव प्राप्त करने के लिए उचित वायु प्रवाह संगठन को अपनाना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। वायु आपूर्ति और वापसी वायु प्रणाली की एकरूपता सुनिश्चित करना, स्वच्छ कार्य क्षेत्र में भंवर और वायु प्रवाह के घुमाव को कम करना और वायु आपूर्ति के वायु प्रवाह के विसरण गुणों को बढ़ाना आवश्यक है ताकि वायु आपूर्ति के वायु प्रवाह के तनुकरण प्रभाव का पूरा लाभ उठाया जा सके। 10,000 या 100,000 स्वच्छता आवश्यकताओं वाले ऊंचे स्वच्छ कार्यशालाओं में, आरामदायक वायु कंडीशनिंग के लिए ऊंचे और बड़े स्थानों की डिजाइन अवधारणाओं का उल्लेख किया जा सकता है, जैसे कि हवाई अड्डों और प्रदर्शनी हॉलों जैसे बड़े स्थानों में नोजल का उपयोग। नोजल और पार्श्व वायु आपूर्ति का उपयोग करके, वायु प्रवाह को लंबी दूरी तक फैलाया जा सकता है। नोजल वायु आपूर्ति, नोजल से निकलने वाले उच्च गति वाले जेट पर निर्भर वायु आपूर्ति प्राप्त करने का एक तरीका है। इसका उपयोग मुख्य रूप से ऊंचे स्वच्छ कमरों या अधिक ऊंचाई वाले सार्वजनिक भवनों में एयर कंडीशनिंग के लिए किया जाता है। नोजल में पार्श्व वायु आपूर्ति प्रणाली है, और नोजल तथा वायु वापसी आउटलेट एक ही तरफ स्थित हैं। कमरे में लगे कई नोजलों से हवा को उच्च गति और अधिक मात्रा में एक जगह से बाहर निकाला जाता है। एक निश्चित दूरी के बाद, हवा की धारा वापस लौटती है, जिससे पूरा एयर कंडीशनिंग क्षेत्र वायु प्रवाह के दायरे में आ जाता है, और फिर नीचे स्थित वायु वापसी आउटलेट इसे वापस एयर कंडीशनिंग यूनिट में भेज देता है। इसकी विशेषता उच्च वायु आपूर्ति गति और लंबी दूरी है। हवा की धारा कमरे की हवा को अच्छी तरह से मिलाती है, जिससे गति धीरे-धीरे कम हो जाती है और कमरे में एक बड़ा घुमावदार वायु प्रवाह बनता है, जिसके परिणामस्वरूप एयर कंडीशनिंग क्षेत्र में तापमान और वायु वेग का क्षेत्र अधिक एकसमान हो जाता है।

4. इंजीनियरिंग डिजाइन का उदाहरण

एक ऊँची स्वच्छ कार्यशाला (40 मीटर लंबी, 30 मीटर चौड़ी, 12 मीटर ऊँची) के लिए 5 मीटर से नीचे एक स्वच्छ कार्य क्षेत्र की आवश्यकता होती है, जिसमें स्थैतिक शुद्धिकरण स्तर 10,000 और गतिशील 100,000, तापमान tn = 22℃ ± 3℃ और सापेक्ष आर्द्रता fn = 30% ~ 60% हो।

(1). वायु प्रवाह संगठन और वेंटिलेशन आवृत्ति का निर्धारण

30 मीटर से अधिक चौड़े और बिना छत वाले इस ऊंचे स्वच्छ कक्ष की उपयोग विशेषताओं को देखते हुए, पारंपरिक स्वच्छ कार्यशाला वायु आपूर्ति विधि उपयोग आवश्यकताओं को पूरा करने में असमर्थ है। स्वच्छ कार्य क्षेत्र (5 मीटर से नीचे) के तापमान, आर्द्रता और स्वच्छता को सुनिश्चित करने के लिए नोजल स्तरित वायु आपूर्ति विधि अपनाई गई है। वायु प्रवाह के लिए नोजल उपकरण पार्श्व दीवार पर समान रूप से व्यवस्थित हैं, और अवमंदन परत वाला वापसी वायु निकास उपकरण कार्यशाला की पार्श्व दीवार के निचले भाग में जमीन से 0.25 मीटर की ऊंचाई पर समान रूप से व्यवस्थित है, जिससे एक ऐसी वायु प्रवाह संरचना बनती है जिसमें कार्य क्षेत्र नोजल से वापस आता है और केंद्रित पक्ष से लौटता है। साथ ही, 5 मीटर से ऊपर के गैर-स्वच्छ कार्य क्षेत्र में स्वच्छता, तापमान और आर्द्रता के लिहाज से प्रदूषण को रोकने, छत से आने वाली ठंडी और गर्म विकिरण के प्रभाव को कम करने, संचालन के दौरान ऊपरी क्रेन द्वारा उत्पन्न धूल कणों को समय पर बाहर निकालने और 5 मीटर से अधिक दूरी तक फैली स्वच्छ हवा का पूर्ण उपयोग करने के लिए, गैर-स्वच्छ वायु-संरक्षण क्षेत्र में छोटे-छोटे स्ट्रिप रिटर्न एयर आउटलेट की एक पंक्ति व्यवस्थित की गई है, जिससे एक छोटा परिसंचारी रिटर्न एयर सिस्टम बनता है। यह ऊपरी गैर-स्वच्छ क्षेत्र से निचले स्वच्छ कार्य क्षेत्र में प्रदूषण को काफी हद तक कम कर सकता है।

स्वच्छता स्तर और प्रदूषक उत्सर्जन के अनुसार, इस परियोजना में 6 मीटर से नीचे के स्वच्छ वायु-संरक्षित क्षेत्र के लिए 16 घंटे प्रति वेंटिलेशन आवृत्ति अपनाई गई है, और ऊपरी गैर-स्वच्छ क्षेत्र के लिए उपयुक्त निकास प्रणाली अपनाई गई है, जिसकी वेंटिलेशन आवृत्ति 4 घंटे प्रति से कम है। वास्तव में, पूरे संयंत्र की औसत वेंटिलेशन आवृत्ति 10 घंटे प्रति वेंटिलेशन है। इस प्रकार, पूरे कमरे के स्वच्छ वायु कंडीशनिंग की तुलना में, स्वच्छ स्तरित नोजल वायु आपूर्ति विधि न केवल स्वच्छ वायु-संरक्षित क्षेत्र की वेंटिलेशन आवृत्ति को बेहतर ढंग से सुनिश्चित करती है और बड़े क्षेत्र के संयंत्र के वायु प्रवाह संगठन को पूरा करती है, बल्कि सिस्टम की वायु मात्रा, शीतलन क्षमता और पंखे की शक्ति में भी काफी बचत करती है।

(2). पार्श्व नोजल वायु आपूर्ति की गणना

आपूर्ति वायु तापमान अंतर

क्लीन रूम एयर कंडीशनिंग के लिए आवश्यक वेंटिलेशन आवृत्ति सामान्य एयर कंडीशनिंग की तुलना में कहीं अधिक होती है। इसलिए, क्लीन रूम एयर कंडीशनिंग की विशाल वायु मात्रा का पूर्ण उपयोग करके और आपूर्ति वायु प्रवाह के तापमान अंतर को कम करके न केवल उपकरण क्षमता और परिचालन लागत को बचाया जा सकता है, बल्कि क्लीन रूम एयर कंडीशनिंग क्षेत्र की एयर कंडीशनिंग सटीकता सुनिश्चित करने में भी मदद मिलती है। इस परियोजना में गणना किया गया आपूर्ति वायु तापमान अंतर ts = 6℃ है।

क्लीन रूम का क्षेत्रफल अपेक्षाकृत बड़ा है, जिसकी चौड़ाई 30 मीटर है। मध्य क्षेत्र में ओवरलैप की आवश्यकताओं को सुनिश्चित करना और यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि प्रक्रिया कार्य क्षेत्र वापसी वायु क्षेत्र में हो। साथ ही, शोर संबंधी आवश्यकताओं का भी ध्यान रखना होगा। इस परियोजना में वायु आपूर्ति की गति 5 मीटर/सेकंड है, नोजल की स्थापना ऊंचाई 6 मीटर है, और नोजल से वायु प्रवाह क्षैतिज दिशा में निकलता है। इस परियोजना में नोजल वायु आपूर्ति प्रवाह की गणना की गई है। नोजल का व्यास 0.36 मीटर है। साहित्य के अनुसार, आर्किमिडीज संख्या 0.0035 पाई गई है। नोजल की वायु आपूर्ति गति 4.8 मीटर/सेकंड है, अंत में अक्षीय गति 0.8 मीटर/सेकंड है, औसत गति 0.4 मीटर/सेकंड है, और वापसी प्रवाह की औसत गति 0.4 मीटर/सेकंड से कम है, जो प्रक्रिया उपयोग की आवश्यकताओं को पूरा करती है।

आपूर्ति वायु प्रवाह की वायु मात्रा अधिक होने और आपूर्ति वायु तापमान अंतर कम होने के कारण, यह लगभग समतापी जेट के समान है, अतः जेट की लंबाई को सुनिश्चित करना आसान है। आर्किमिडीयन संख्या के अनुसार, सापेक्ष सीमा x/ds = 37 मीटर की गणना की जा सकती है, जो विपरीत दिशा से आने वाले आपूर्ति वायु प्रवाह के 15 मीटर ओवरलैप की आवश्यकता को पूरा करती है।

(3). एयर कंडीशनिंग स्थिति उपचार

क्लीन रूम डिज़ाइन में आपूर्ति वायु की अधिक मात्रा और आपूर्ति वायु के तापमान में कम अंतर की विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, वापसी वायु का पूर्ण उपयोग किया जाता है, और ग्रीष्मकालीन एयर कंडीशनिंग उपचार विधि में प्राथमिक वापसी वायु को हटा दिया जाता है। द्वितीयक वापसी वायु का अधिकतम अनुपात अपनाया जाता है, और ताजी हवा को केवल एक बार उपचारित किया जाता है और फिर बड़ी मात्रा में द्वितीयक वापसी वायु के साथ मिलाया जाता है, जिससे पुनः तापन की आवश्यकता समाप्त हो जाती है और उपकरण की क्षमता और परिचालन ऊर्जा खपत कम हो जाती है।

(4). इंजीनियरिंग मापन परिणाम

इस परियोजना के पूरा होने के बाद, एक व्यापक इंजीनियरिंग परीक्षण किया गया। पूरे संयंत्र में कुल 20 क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर मापन बिंदु स्थापित किए गए। स्थिर परिस्थितियों में स्वच्छ संयंत्र के वेग क्षेत्र, तापमान क्षेत्र, स्वच्छता, शोर आदि का परीक्षण किया गया, और वास्तविक मापन परिणाम अपेक्षाकृत अच्छे थे। डिज़ाइन कार्य परिस्थितियों के अंतर्गत प्राप्त मापन परिणाम इस प्रकार हैं:

वायु निकास द्वार पर वायु प्रवाह का औसत वेग 3.0~4.3 मीटर/सेकंड है, और विपरीत दिशाओं से आने वाली दो वायु धाराओं के संगम पर वेग 0.3~0.45 मीटर/सेकंड है। स्वच्छ कार्य क्षेत्र में वेंटिलेशन की आवृत्ति 15 बार/घंटा सुनिश्चित की जाती है, और इसकी स्वच्छता का स्तर 10,000 श्रेणी के भीतर है, जो डिजाइन आवश्यकताओं को बखूबी पूरा करता है।

रिटर्न एयर आउटलेट पर इनडोर ए-लेवल शोर 56 dB है, और अन्य सभी कार्य क्षेत्रों में शोर का स्तर 54dB से कम है।

5। उपसंहार

(1). बहुत अधिक आवश्यकताओं वाले ऊंचे स्वच्छ कमरों के लिए, उपयोग की आवश्यकताओं और स्वच्छता की आवश्यकताओं दोनों को पूरा करने के लिए सरलीकृत सजावट को अपनाया जा सकता है।

(2). ऊंचे स्वच्छ कमरों के लिए, जिन्हें केवल एक निश्चित ऊंचाई से नीचे के क्षेत्र के स्वच्छता स्तर को 10,000 या 100,000 वर्ग का होना आवश्यक है, स्वच्छ स्तरित एयर कंडीशनिंग नोजल की वायु आपूर्ति विधि अपेक्षाकृत किफायती, व्यावहारिक और प्रभावी विधि है।

(3). इस प्रकार के ऊंचे स्वच्छ कमरों के लिए, क्रेन रेल के पास उत्पन्न धूल को हटाने और कार्य क्षेत्र पर छत से ठंड और गर्मी विकिरण के प्रभाव को कम करने के लिए ऊपरी गैर-स्वच्छ कार्य क्षेत्र में स्ट्रिप रिटर्न एयर आउटलेट की एक पंक्ति स्थापित की जाती है, जो कार्य क्षेत्र की स्वच्छता और तापमान और आर्द्रता को बेहतर ढंग से सुनिश्चित कर सकती है।

(4). एक ऊंचे क्लीन रूम की ऊंचाई सामान्य क्लीन रूम की ऊंचाई से चार गुना से अधिक होती है। सामान्य धूल उत्पादन स्थितियों में, यह कहा जा सकता है कि प्रति इकाई स्थान शुद्धिकरण भार सामान्य कम ऊंचाई वाले क्लीन रूम की तुलना में काफी कम होता है। इसलिए, इस दृष्टिकोण से, वेंटिलेशन आवृत्ति को राष्ट्रीय मानक GB 73-84 द्वारा अनुशंसित क्लीन रूम की वेंटिलेशन आवृत्ति से कम निर्धारित किया जा सकता है। शोध और विश्लेषण से पता चलता है कि ऊंचे क्लीन रूम के लिए, स्वच्छ क्षेत्र की अलग-अलग ऊंचाइयों के कारण वेंटिलेशन आवृत्ति भिन्न होती है। सामान्यतः, राष्ट्रीय मानक द्वारा अनुशंसित वेंटिलेशन आवृत्ति का 30% से 80% शुद्धिकरण आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है।