Proudění vzduchu v čistých prostorech

Proudění vzduchu v čistých prostorech

Obecně existují dva typy proudění vzduchu v čistém prostoru s různou úrovní kontroly kvality vzduchu: laminární a nelaminární.
Laminární proudění (přesněji jednosměrné proudění vzduchu nebo také vytěsňovací proudění s malou turbulencí) je zásadně lepší, ale také mnohem nákladnější než nelaminární proudění (nejednosměrné proudění vzduchu, dříve nazývané konvenční nebo turbulentní).

Čisté prostory s nelaminárním prouděním

Princip nelaminárního (nejednosměrného) proudění vzduchu je založen na ředění vzduchu v konstrolovaném prostoru vzduchem přiváděným do prostoru přes filtry. Důraz je kladen na kvalitu filtrace a co možná nejmenší turbulenci vzduchu při ustálené rychlosti proudění. Turbulence je hlavním nedostatkem každého čistého prostoru s nelaminárním prouděním. Vyskytuje-li se turbulence, tak částice, které by se jinak mohly usadit nebo mohly být odneseny odtahem mimo kontrolovaný prostor, jsou nadnášeny a cirkulují v místnosti. Za nějakou dobu se malé částice spojí do větších shluků, které vytváří kontaminaci.

Čisté prostory s nelaminárním prouděním
s uzavřenými kompaktními filtračními kazetami s individuálním napájením

V čistých prostorech s vertikálním nelaminárním prouděním dolů vstupuje vzduch do místnosti přes stropní filtry a je odsáván skrze výustky umístěné obvykle v bočních stěnách. Strop je řešen jako kazetový, kdy vzduch vstupuje do místnosti přes stropní filtrační kazety v hermeticky uzavřených skříních s individuálním napájením (viz AstroCel TM Hood) nebo přes filtry umístěné v čistých nástavcích (viz CM-Hood). Jako nosný systém postačí lehká stropní mřížka (např. 50 mm profil T-bar).

Čisté prostory s nelaminárním prouděním s tlakovými stropy

V čistých prostorech s vertikálním nelaminárním prouděním dolů vstupuje vzduch do místnosti přes stropní filtry a je odsáván skrze výustky umístěné obvykle v bočních stěnách. Kompaktní velkoplošný strop je sestaven jako tlaková komora, kdy vzduch vstupuje do místnosti rovnoměrně přes soustavu filtrů (např. AstroCel II DS, FS, KE) usazených na nosné stropní mřížce (viz AstroGel ND). Toto řešení je nákladnější z hlediska počátečních nákladů, neboť nosný stropní systém AstroGel ND je dražší než systém T-bar, avšak náklady na výměnu filtrů AstroCel II jsou obvykle nižší než při použití filtrů AstroCel TM.

Čisté prostory s laminárním prouděním

Princip laminárního proudění spočívá ve vytvoření filtrovaného kompaktního proudu vzduchu, který malou rychlostí klesá od stropu k podlaze (nebo proudí vodorovně od stěny ke stěně) a strhává s sebou částice obsažené ve vzduchu v prostoru. Pokud je proudění vzduchu opravdu laminární, dochází k turbulencím pouze na okrajích vzduchového válce. Částice na okraji laminárního pole již nejsou schopny kontaminovat kontrolovaný prostor. U všech typů čistých prostor s laminárním prouděním je třeba počítat s vlivem diference teplot vzduchu přiváděného vůči vzduchu v napájené místnosti. Teplotní rozdíl má nezanedbatelný vliv na rychlost, směr a kvalitu laminárního proudění.
S výhodou jsou pro vytvoření laminárního proudění používány velkoplošné laminární stropní přívody typu LF, které díky své konstrukci vytváří konstantní proud vzduchu o malé rychlosti (0,2 až 0,45 m/s) pod celou plochou přívodu. U tohoto řešení (zejména operační sály) není nutné odsávat vzduch podlahou, ale postačí výustky v bočních stěnách.

Čisté prostory s vertikálním laminárním prouděním
s uzavřenými kompaktními filtračními kazetami s individuálním napájením

V čistých prostorech s vertikálním prouděním vstupuje vzduch do místnosti přes stropní filtry a je odsáván skrze perforovanou podlahu. Strop je řešen jako kazetový, kdy vzduch vstupuje do místnosti přes stropní filtrační kazety v hermeticky uzavřených skříních s individuálním napájením (viz AstroCel TM Hood). Podmínkou správné funkce je velká a kompaktní plocha osazená filtry, aby byl proud vzduchu dostatečně široký. Toto řešení je obvykle levnější než tlakový strop, neboť jako nosný systém postačí lehká stropní mřížka (např. 50 mm profil T-bar).

Čisté prostory s vertikálním laminárním prouděním s tlakovými stropy

V čistých prostorech s vertikálním prouděním vstupuje vzduch do místnosti přes stropní filtry a je odsáván skrze perforovanou podlahu. Strop je řešen jako přetlaková komora (např. systém AstroGel ND s filtry AstroCel II Knife Edge). Rovnoměrné proudění vzduchu ve velké ploše strhává a odvádí znečisťující částice z místnosti do podlahy a tím zabraňuje kumulaci těchto částic. Částice, vznikající u jednoho pracoviště, jsou přitom odváděny dříve, než mají možnost migrovat na pracoviště sousední. Rovněž u tohoto typu je nutná co největší plocha osazená filtry, případně je vhodné použít velkoplošné „laminarizátory“ pro zrovnoměrnění proudu vzduchu.

Čisté prostory s horizontálním příčným laminárním prouděním

V čistých prostorech s horizontálním příčným prouděním vstupuje do místnosti přes filtry v jedné stěně (např. filtry AstroCel II Dry Seal nebo AstroCel II Fluid Seal), proudí napříč místností a je odsáván přes perforovanou protilehlou stěnu. Rychlost vzduchu musí být ustálena na dostatečně vysoké úrovni, obvykle 0,45 m/s, aby se vyrovnal efekt tepelného stoupání částic. U pracovišť blízko vysoce účinných filtračních stěn je možno dosáhnout třídy 100 a vyšší. Horizontální příčné proudění je praktický a nákladově efektivní systém, obzvláště v čistých prostorech, které je nutno vybudovat ve stávajících místnostech s omezenou výškou stropu.