Per garantire che la temperatura, l'umidità, la velocità e la pulizia dell'aria interna soddisfino sia i requisiti di processo che il comfort del personale, è necessario progettare un'organizzazione razionale del flusso d'aria in modo che il movimento dell'aria all'interno dello spazio sia conforme alle specifiche della camera bianca.
L'organizzazione del flusso d'aria in una camera bianca differisce fondamentalmente da quella dei sistemi di condizionamento dell'aria convenzionali. Il compito principale del flusso d'aria in una camera bianca è quello di fornire una quantità sufficiente di aria pulita per diluire e rimpiazzare i contaminanti generati all'interno, mantenendo la pulizia entro i limiti consentiti. Al contrario, gli ambienti climatizzati in genere utilizzano flussi d'aria altamente turbolenti, con una ventilazione minima per massimizzare l'uniformità di temperatura e umidità. L'aria immessa si miscela accuratamente con l'aria ambiente per creare campi di temperatura e velocità uniformi. Di conseguenza, la progettazione del flusso d'aria in una camera bianca deve attenersi ai seguenti principi essenziali.
Elementi essenziali di progettazione per il flusso d'aria unidirezionale
1. Prevenire le perdite del filtro
Se i filtri perdono, il principale vantaggio del flusso d'aria unidirezionale viene compromesso. Pertanto, è necessario evitare le perdite.
2. Garantire un flusso d'aria di mandata uniforme
Aumentare il rapporto di copertura del filtro per ridurre l'impatto delle zone cieche dell'inquadratura.
3. Migliorare l'uniformità della velocità dell'aria di mandata
Una velocità di mandata non uniforme è in genere causata da una pressione non omogenea attraverso i filtri e i plenum, nonché da una velocità di ingresso eccessiva nel plenum. Le principali contromisure includono:
(1) Selezionare rigorosamente i filtri ad alta efficienza. Durante l'installazione, bilanciare le unità in base alla resistenza individuale in modo che la deviazione tra la resistenza di ciascun filtro e la media del gruppo sia inferiore al 5%.
(2) Installare strati di smorzamento sotto i filtri, anche strati di smorzamento non uniformi se necessario. Aumentare l'altezza del plenum, preferibilmente oltre gli 800 mm.
(3) Passaggio da un'alimentazione centralizzata tramite condotti nel plenum ad un'alimentazione distribuita tramite condotti.
(4) Se la velocità di ingresso è troppo elevata o è possibile solo l'ingresso da un lato, installare deflettori regolabili sui filtri vicino all'ingresso. In alternativa, aumentare la resistenza interna del plenum posizionando una piastra perforata vicino all'uscita.
4. Migliorare l'uniformità della velocità dell'aria di ritorno
Le stesse misure applicate ai condotti di mandata possono essere utilizzate anche per i condotti di ritorno: canalizzazione distribuita, serrande di bilanciamento, tessuto smorzante sulle griglie di ritorno, riduzione della velocità dell'aria di ritorno al di sotto di 5 m/s e regolazione dei rapporti di apertura del pavimento.
Elementi essenziali di progettazione per flussi d'aria non unidirezionali
1. Mantenere una pressione positiva
(1) Flusso d'aria di pressurizzazione Il flusso d'aria di pressurizzazione è determinato principalmente dalla perdita dell'involucro. Espresso come ricambi d'aria all'ora (ACH), i valori di riferimento sono mostrati di seguito. Per stime approssimative, utilizzare 2-3 ACH.
| Pressione ambiente (Pa) | ACH richiesto (Doppia porta) | ACH richiesto (porta singola) |
| 9,8 (1,0 mmH₂O) | 4.0 | 2.6 |
| 14,7 (1,5 mmH₂O) | 5.1 | 3.3 |
| 19,6 (2,0 mmH₂O) | 6.0 | 4.0 |
| 29,4 (3,0 mmH₂O) | 7.5 | 4.9 |
| 44,1 (4,5 mmH₂O) | 9.5 | 6.2 |
(2) Controllo della pressurizzazione Considerare la resistenza strutturale dell'involucro e la facilità di apertura delle porte. In generale, controllare il differenziale di pressione con le stanze adiacenti entro l'intervallo di 5–20 Pa (0,5–2,0 mmH₂O).
2. Controllare la generazione locale di polvere
Nelle camere bianche non unidirezionali, il flusso d'aria turbolento permette alla polvere di diffondersi ovunque. Se la polvere generata localmente interessa uniformemente l'intera stanza, il risultato è altamente indesiderabile; anche un notevole aumento del ricambio d'aria produce miglioramenti limitati. L'approccio migliore consiste nell'affrontare direttamente l'organizzazione del flusso d'aria locale, confinando le apparecchiature che generano polvere e fornendo un'aspirazione localizzata.
3. Selezione della prevalenza di pressione della ventola
La pratica passata di selezionare la pressione della ventola con un margine eccessivo è inappropriata. Poiché i filtri operano a una portata d'aria inferiore a quella nominale in condizioni di esercizio reali, la selezione di una ventola con una resistenza doppia rispetto a quella del filtro crea un margine di pressione iniziale eccessivo, con conseguente flusso e velocità dell'aria eccessivi. Una regolazione eccessiva delle serrande di strozzamento genera quindi un rumore significativo. Quando la resistenza del sistema può essere calcolata in dettaglio, la resistenza finale, passando da filtri a maglia grossa a filtri ad alta efficienza, può essere considerata pari alla resistenza iniziale più 50-120 Pa. Se la resistenza del sistema è difficile da calcolare o è necessaria solo una stima approssimativa, è comunque possibile utilizzare il metodo convenzionale del doppio della resistenza iniziale.
4. Selezione della ventola
Selezionare ventilatori ad alta efficienza e bassa rumorosità. È fondamentale che il punto di funzionamento si trovi sulla parte più ripida della curva di prestazione del ventilatore e che la curva stessa sia ripida anziché piatta. Ciò garantisce che ampie variazioni di pressione producano variazioni minime del flusso d'aria, evitando impatti significativi sul funzionamento.
Riepilogo
In sintesi, l'organizzazione del flusso d'aria è un aspetto critico diprogettazione di camere biancheMolte applicazioni richiedono software di simulazione CFD per l'analisi del flusso d'aria, sfruttando la visualizzazione dei risultati della simulazione per convalidare il progetto.
Data di pubblicazione: 15 maggio 2026