Вентиляция под избыточным давлением (чистые боксы)

Избыточное давление в помещении — ключевой принцип защиты чистых помещений. Когда внутри давление выше, чем в соседних пространствах — через любые щели, двери, трещины воздух идёт изнутри наружу, унося потенциальные загрязнения, а не внутрь.

Градиент давлений (пример фармацевтики GMP)

Классическая схема от самого чистого к обычному:

• Класс A (ламинар над столом) — +30-40 Па относительно комнаты
• Класс B (чистое помещение) — +20-30 Па относительно шлюза
• Класс C (шлюз, подготовка) — +10-20 Па относительно коридора
• Класс D (коридор чистой зоны) — +5-10 Па относительно обычного коридора
• Обычный коридор — 0 Па (атмосферное)

Таким образом перепад между соседними помещениями всегда 10-20 Па. Воздух каскадом течёт из самого чистого через все уровни к обычному.

Как создаётся избыточное давление

Приточка подаёт воздуха больше, чем забирает вытяжка. Избыток «вытекает» через неплотности дверей, щелей (это и есть защитный поток). Разность определяется гидравликой — для стандартной двери перепад 10-20 Па соответствует избытку воздуха 50-150 м³/ч.

Автоматика

Регулирование давления

Электронный датчик перепада давления (Siemens QBM65, S+S Premasgard) измеряет разность между помещением и улицей или смежным помещением. Контроллер (Siemens Climatix POL687 или Carel pCO5) регулирует частотный привод вытяжки для поддержания заданного перепада.

Контур регулирования:

• Задание давления (например, +20 Па относительно шлюза)
• Измерение фактического давления датчиком
• Расчёт отклонения (например, фактическое +15 Па, нужно +20 Па, т.е. надо снизить вытяжку)
• ПИД регулятор меняет частоту вытяжки на 2-5%
• Через 10-30 секунд давление корректируется

Критичные режимы

• При открывании двери давление «проваливается» на 2-5 секунд — это нормально
• Для операционных с «мгновенным давлением» — заслонка быстрого реагирования на вытяжке с временем закрытия < 1 секунда
• При срабатывании пожарной сигнализации — защитный режим (отрицательное давление для предотвращения распространения дыма)
• При аварии вентиляторов — звуковая сигнализация, экстренная вентиляция от резервного блока

Применение

Фармацевтика

Классическое применение. Производство стерильных препаратов — ISO 5 с давлением +50 Па относительно шлюза. Нестерильных — ISO 7 с +20-30 Па. Строгие требования GMP EU Annex 1.

Микроэлектроника

Фотолитография, напыление — ISO 5-6 с избыточным давлением. Приточка проходит через HEPA, подача через ламинарные панели. Градиент давлений от «супер чистых» зон (где производятся самые тонкие операции) до «обычных» зон упаковки.

Операционные блоки

Операционные — ISO 7 с избыточным давлением +15-25 Па относительно коридора. Для «супер стерильных» (трансплантация, ортопедия) — ISO 5 с ламинаром и +30-40 Па.

Биолаборатории BSL

Внимание: биологические лаборатории уровня BSL-3 и BSL-4 работают наоборот — с ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ давлением. Это защищает окружающую среду от патогенов внутри. Градиент перевёрнут — от обычного коридора (0) к зоне работы с патогенами (-30-40 Па).

РУБИКОН изготавливает автоматику с поддержанием каскадов давлений в чистых производствах фармацевтики и микроэлектроники.