EN
Cum să alegi unitatea de tratare a aerului potrivită pentru un mediu curat
Mediile curate—cum ar fi laboratoarele, facilitățile farmaceutice, spitalele și uzinele de producție electronică—necesită un control precis al calității aerului pentru a proteja produsele, procesele și persoanele. În centrul menținerii acestor condiții controlate se află unitatea de tratare a aerului, un sistem esențial care circulă, filtrează și condiționează aerul pentru a îndeplini standardele stricte de curățenie. Alegerea corectă a unității de tratare a aerului asigură o calitate constantă a aerului, eficiență energetică și conformitatea cu reglementările din industrie. Acest ghid descrie factorii principali de luat în considerare atunci când alegeți o unitate de tratare a aerului pentru medii curate, începând de la înțelegerea cerințelor de curățenie până la evaluarea specificațiilor tehnice.
Ce este o unitate de tratare a aerului pentru medii curate?
O unitate de tratare a aerului (UTA) este un sistem centralizat care reglementează și circulă aerul în interiorul unei clădiri sau a unei zone specifice. În medii curate, o unitate de tratare a aerului depășește ventilația de bază prin integrarea unui filtraj avansat, control precis al temperaturii și umidității, precum și gestionarea fluxului de aer pentru a minimiza contaminarea. Aceste unități preiau aer exterior, îl filtrează, îi ajustează temperatura și conținutul de umiditate și îl distribuie în mediul curat, în același timp eliminând aerul viciat sau contaminat.
Spre deosebire de unitățile standard de tratare a aerului utilizate în birouri sau clădiri comerciale, cele concepute pentru medii curate pun accent pe:
- Filtrare eficientă pentru îndepărtarea particulelor, microbilor și gazelor
- Control strict al debitului de aer și al diferențelor de presiune
- Producție minimă de particule din unitatea însăși
- Curățare și întreținere ușoare pentru a preveni contaminarea internă
- Integrare cu sisteme de monitorizare pentru urmărirea continuă a performanței
Unitatea potrivită de tratare a aerului acționează ca spina dorsală a unui mediu curat, asigurând menținerea calității aerului în limitele specificate (cum ar fi standardele ISO 14644) pentru a susține operațiunile critice.
Factori importanți de luat în considerare la alegerea unei unități de tratare a aerului
1. Cerințe și clasificare privind curățenia
Primul pas în alegerea unei unități de tratare a aerului este definirea clasificării mediului curat și a necesităților de control al contaminării. Mediile curate sunt clasificate conform standardelor precum ISO 14644, care specifică numărul maxim de particule permis (de exemplu, ISO 5 permite maximum 3.520 de particule de 0,5 μm sau mai mari pe metru cub).
- Controlul particulelor : Pentru medii ISO 5–7 (de exemplu, camere curate din industria farmaceutică), unitatea de tratare a aerului trebuie să includă filtre HEPA sau ULPA capabile să elimine 99,97% din particulele de 0,3 μm sau mai mari.
- Controlul microbian : Laboratoarele medicale sau biologice necesită o unitate de tratare a aerului cu caracteristici antimicrobiene, cum ar fi filtre cu ioni de argint sau integrare UV-C pentru reducerea bacteriilor și virusurilor.
- Controlul chimic : Mediile care manipulează compuși organici volatili (VOC) sau gaze corozive necesită o unitate de tratare a aerului echipată cu filtre cu carbon activ sau cu spălătoare chimice.
Capacitatea de filtrare și proiectarea fluxului de aer ale unității de tratare a aerului trebuie să corespundă acestor cerințe pentru a menține clasificarea mediului.
2. Cerințe privind fluxul de aer și renovarea aerului
Mediile curate depind de un flux constant de aer pentru diluarea și îndepărtarea contaminanților. Unitatea de tratare a aerului trebuie să asigure un volum și un ritm de schimbare a aerului suficient de mari:
-
Rata de schimbare a aerului (ACH) : Aceasta măsoară de câte ori aerul din spațiu este înlocuit pe oră. Unitatea de tratare a aerului trebuie dimensionată pentru a îndeplini cerințele ACH ale mediului respective:
- Săli curate ISO 5: 20–60 ACH
- Săli de operație în spitale: 15–25 ACH
-
Zone de preparare farmaceutică: 30–40 ACH
Calculați debitul de aer necesar înmulțind volumul camerei (lungime × lățime × înălțime) cu ACH-ul țintă, apoi selectați o unitate de tratare a aerului cu o capacitate corespunzătoare.
- Direcția Debitului de Aer : Unitatea de tratare a aerului trebuie să susțină modelul de debit de aer necesar. De exemplu, debitul de aer unidirecțional (laminar) în zonele critice necesită o unitate de tratare a aerului echipată cu ventilatoare cu presiune ridicată și distribuție uniformă a aerului. În zonele de conținere, unitatea trebuie să mențină o presiune negativă pentru a împiedica scăparea aerului contaminat.
- Diferențe de Presiune : Mediile curate necesită adesea gradienturi de presiune între zone (de exemplu, o presiune mai mare în zonele curate pentru a preveni infiltrația). Unitatea de tratare a aerului trebuie să echilibreze debitul de aer de alimentare și de evacuare pentru a menține aceste diferențiale (în mod obișnuit între 10–25 Pascali).
3. Proiectarea Sistemului de Filtrare
Sistemul de filtrare este componenta cea mai importantă a unei unități de tratare a aerului în mediile curate. Acesta trebuie să elimine contaminanții fără a genera particule noi:
-
Eficiența filtrului : Selectați filtrele în funcție de nevoile mediului:
- Pre-filtre (G3–F7) pentru particule mari (5μm+) pentru protejarea filtrelor downstream
- Filtre medii (F8–H10) pentru particule fine (1–5μm)
- Filtre HEPA (H13–H14) pentru eliminarea a 99,97% din particule de 0,3μm
- Filtre ULPA (U15–U17) pentru eliminarea a 99,999% din particule de 0,12μm (pentru medii ultra curate)
-
Amplasarea filtrelor : Unitatea de tratare a aerului ar trebui să aibă bănci de filtre în locații strategice, inclusiv:
- Filtre pentru aerul de recirculare pentru protejarea unității împotriva contaminării interne
- Filtre pentru aerul de alimentare pentru curățarea aerului înainte de distribuire
- Filtre pentru aerul evacuat pentru tratarea aerului care părăsește instalația (pentru medii periculoase)
- Acces și înlocuirea filtrelor : Alegeți o unitate de tratare a aerului care să aibă acces ușor la filtre pentru a simplifica întreținerea. Funcții precum monitorizarea scăderii de presiune a filtrelor pot ajuta la urmărirea momentului înlocuirii acestora, prevenind pierderea de eficiență.
4. Controlul temperaturii și umidității
O temperatură și o umiditate stabile sunt esențiale pentru menținerea constanței procesului și prevenirea contaminării. Unitatea de tratare a aerului trebuie să asigure un control precis:
- Interval de temperatură : Majoritatea spațiilor curate necesită o temperatură de 20–24°C (68–75°F) cu toleranțe strânse (±1–2°C). Serpentinele de încălzire și răcire ale unității de tratare a aerului trebuie să mențină aceste temperaturi chiar și în condiții de sarcină variabilă.
- Control al Umidității : Umiditatea relativă trebuie să fie în mod obișnuit între 30–60%. O cantitate prea mare de umiditate favorizează dezvoltarea microbienilor; o cantitate prea mică provoacă electricitatea statică (dăunătoare în industria electronică). Unitatea de tratare a aerului poate necesita umidificatoare (cu abur sau ultrasonice) și dezumidificatoare (cu desicant sau pe bază de refrigerare) pentru a menține valorile setate.
- Precizie de Control : Alegeți o unitate de tratare a aerului echipată cu controlere proporționale-integrale-derivativ (PID) pentru a menține condiții stabile. Controlul digital permite ajustări precise și integrarea cu sistemele de management ale clădirii (BMS).
5. Construcție și calitatea materialelor
Construcția unității de tratare a aerului influențează direct performanța acesteia în medii curate. Unitățile prost proiectate pot genera particule sau pot reține contaminanți:
- Materiale interne : Căutați suprafețe netede, neporos, care rezistă la coroziune și sunt ușor de curățat. Oțelul inoxidabil (calitatea 304 sau 316) este ideal pentru medii umede sau corozive. Evitați materialele care eliberează particule (de exemplu, izolația din fibră de sticlă expusă fluxului de aer).
- Etanșare și garnituri : Unitatea de tratare a aerului trebuie să aibă etanșări ermetice pentru a preveni trecerea necontrolată a aerului neînfiltrat. Garniturile realizate din EPDM sau silicon sunt durabile și rezistente la agenți chimici de curățare.
- Goluri interne reduse : Alegeți o unitate de tratare a aerului cu îmbinări sudate sau etanșe pentru a preveni acumularea de praf în crăpături. Componentele interne ar trebui să fie în formă lină pentru a evita turbulențele în fluxul de aer care pot desprinde particule.
- Design igienic : Caracteristici precum tăvile de condens înclinate (pentru a preveni stătutul apei), panourile de acces demontabile și bobinele din oțel inoxidabil facilitează curățarea, reducând dezvoltarea microbiană în interiorul unității de tratare a aerului.
6. Eficiență energetică și durabilitate
Mediile curate necesită adesea debite mari de aer, motiv pentru care eficiența energetică este o considerație importantă pentru unitatea de tratare a aerului:
- Variatoare de viteză (VSD) : Unitățile de tratare a aerului cu ventilatoare VSD reglează debitul de aer în funcție de cerere, reducând consumul de energie în perioadele cu sarcină redusă.
- Recuperarea căldurii : Unitățile cu schimbătoare de căldură recuperează energia din aerul de evacuare pentru a precondiționa aerul proaspăt care intră, diminuând costurile de încălzire și răcire.
- Motoare eficiente energetic : Motoarele EC (comutate electronic) consumă cu până la 30% mai puțină energie decât motoarele standard și oferă o control mai precis al vitezei.
- Ventilație controlată în funcție de cerere : Unitatea de tratare a aerului își poate ajusta debitul de aer în funcție de numărul real de particule sau de ocupație, optimizând consumul energetic fără a compromite calitatea aerului.
Deși costurile inițiale pentru unitățile eficiente pot fi mai mari, economiile pe termen lung de energie justifică adesea investiția.
7. Capacități de integrare și monitorizare
O unitate modernă de tratare a aerului ar trebui să se integreze cu sistemele de monitorizare și control ale mediului curat:
- Compatibilitate cu BMS : Unitatea ar trebui să se conecteze la sistemul de management al clădirii pentru control centralizat, înregistrarea datelor și monitorizare la distanță.
- Senzori și Alarma : Senzori încorporați pentru presiune, temperatură, umiditate și starea filtrelor permit urmărirea în timp real a performanțelor. Alarma notifică operatorii despre abateri (de exemplu, blocarea filtrelor, defecțiuni ale ventilatorului) pentru a preveni oprirea.
- Sprijin pentru validare : Pentru industrii reglementate (farmaceutic, asistență medicală), unitatea de tratare a aerului ar trebui să furnizeze jurnale de date și rapoarte de performanță pentru a susține auditurile de conformitate.
- Caracteristici de redundanță : Mediile critice pot necesita ventilatoare, pompe sau controlere redundante în unitatea de tratare a aerului pentru a preveni defectările care ar putea compromite calitatea aerului.
Tipuri de unități de tratare a aerului pentru medii curate
1. Unități de tratare a aerului compacte
Aceste unități compacte și preasamblate conțin toate componentele (ventilatoare, filtre, serpentine, controlere) într-un singur corp. Sunt ideale pentru medii curate de dimensiune mică și medie unde spațiul este limitat.
- Avantaje : Instalare ușoară, cost inițial mai scăzut, performanță testată în fabrică.
- Dezavantaje : Personalizare limitată, posibil să nu satisfacă cerințele mari de debit de aer pentru spații mari.
2. Unități de tratare a aerului modulare
Unitățile modulare sunt compuse din secțiuni separate (module de filtrare, module de ventilare, module de încălzire/răcire) care pot fi combinate pentru a satisface nevoile specifice. Oferă o mai mare flexibilitate comparativ cu unitățile compacte.
- Avantaje : Design scalabil, configurații personalizabile, mai ușor de transportat și instalat în spații strâmte.
- Dezavantaje : Cost inițial mai mare decât unitățile standard, necesită asamblare profesională.
3. Unități de tratare a aerului personalizate
Proiectate pentru spații curate mari sau specializate, aceste unități sunt concepute pentru a îndeplini cerințe unice (de exemplu, debit de aer ultra-mare, control extrem al temperaturii sau rezistență chimică).
- Avantaje : Adaptate exact la specificații, potrivite pentru spații curate complexe.
- Dezavantaje : Costuri mai mari, timpi de livrare mai lungi pentru proiectare și producție.
4. Unități de tratare a aerului montate pe tavan
Unități compacte instalate deasupra tavanului, ideale pentru camere curate unde spațiul la podea este esențial. Acestea distribuie aerul direct în spațiu, cu o cantitate minimă de canale.
- Avantaje : Economisesc spațiu la podea, traseele scurte de distribuție a aerului reduc pierderile de presiune.
- Dezavantaje : Capacitate limitată, acces mai dificil pentru întreținere.
Exemple din practică privind alegerea unităților de tratare a aerului
Sală curătă pentru produse farmaceutice (ISO 5)
Un producător farmaceutic are nevoie de o unitate de tratare a aerului pentru o sală curătă ISO 5 utilizată la fabricarea medicamentelor injectabile sterile. Unitatea selectată are următoarele caracteristici:
- Filtre ULPA cu o eficienţă de 99,999%
- debit de aer de 60 ACH cu distribuţie unidirecţională
- Construcţie din oţel inoxidabil cu rosturi etanşi
- Ventilatoare cu VSD şi recuperare a căldurii pentru eficienţă energetică
- Monitorizare continuă a particulelor şi integrare cu sistemul BMS
Sala de operaţii a spitalului
Un spital are nevoie de o unitate de tratare a aerului pentru o sală de operaţii nouă. Sistemul ales include:
- Filtre HEPA atât pe admisie, cât şi pe evacuare
- 25 ACH cu presiune pozitivă faţă de zonele adiacente
- Control precis al temperaturii (22±1°C) și al umidității (50±5%)
- Acoperiri antimicrobiene și suprafețe ușor de curățat
- Ventilatoare redundante pentru a asigura funcționarea continuă
Facilitate de producție electronică
O fabrică de electronice necesită o unitate de tratare a aerului pentru un salon curat ISO 6 în care se produc microcipuri. Unitatea dispune de:
- Filtrare ULPA pentru îndepărtarea particulelor submicronice
- Design cu debit de aer cu presiune statică redusă pentru a preveni descărcarea electrostatică
- Dezumidificare cu desicant pentru menținerea unei umidități de 30–40%
- Recuperare de energie din aerul evacuat
- Monitorizare a presiunii filtrelor cu alerte automate
Întrebări frecvente
Ce dimensiune a unui grup de tratare a aerului am nevoie pentru un mediu curat?
Calculați debitul de aer necesar înmulțind volumul camerei (m³) cu rata dorită de schimb de aer (ACH). De exemplu, o cameră de 100 m³ care necesită 30 ACH are nevoie de un grup de tratare a aerului cu o capacitate de debit de 3.000 m³/h. Întotdeauna alegeți o capacitate cu 10–15% mai mare pentru a compensa încărcarea filtrului și nevoile viitoare.
Cât de des trebuie înlocuite filtrele dintr-un grup de tratare a aerului?
Filtre preliminare: la fiecare 1–3 luni.
Filtre de medie eficiență: la fiecare 6–12 luni.
Filtre HEPA/ULPA: la fiecare 1–3 ani, în funcție de utilizare.
Monitorizați căderea de presiune a filtrelor – înlocuiți filtrele când presiunea crește cu 50% față de nivelurile inițiale.
Filtre de medie eficiență: la fiecare 6–12 luni.
Filtre HEPA/ULPA: la fiecare 1–3 ani, în funcție de utilizare.
Monitorizați căderea de presiune a filtrelor – înlocuiți filtrele când presiunea crește cu 50% față de nivelurile inițiale.
Care este diferența dintre un grup de tratare a aerului pentru medii curate și clădirile standard?
Unitățile de tratare a aerului pentru medii curate au o filtrare mai eficientă (HEPA/ULPA), un control mai precis al temperaturii/umidității, gestiunea direcției fluxului de aer și o construcție igienică pentru a preveni generarea particulelor. Unitățile standard se concentrează pe confort, nu pe controlul contaminării.
Poate fi modernizată o unitate de tratare a aerului pentru a îmbunătăți performanța într-un mediu curat?
Da, modernizările pot include înlocuirea filtrelor cu HEPA/ULPA, adăugarea de ventilatoare cu VSD pentru un control mai bun, instalarea de sisteme de control al umidității sau integrarea de senzori de monitorizare. Cu toate acestea, modernizările majore pot fi mai puțin rentabile decât înlocuirea unei unități învechite.
Cât de importantă este eficiența energetică pentru o unitate de tratare a aerului într-un mediu curat?
Foarte importantă. Mediile curate necesită adesea debite mari de aer, ceea ce face ca unitățile de tratare a aerului să fie intensive din punct de vedere energetic. Unitățile eficiente din punct de vedere energetic, echipate cu VSD, recuperare de căldură și control la cerere, pot reduce costurile energetice cu 20–40%, menținând în același timp calitatea aerului.
Cuprins
- Cum să alegi unitatea de tratare a aerului potrivită pentru un mediu curat
- Ce este o unitate de tratare a aerului pentru medii curate?
- Factori importanți de luat în considerare la alegerea unei unități de tratare a aerului
- Tipuri de unități de tratare a aerului pentru medii curate
- Exemple din practică privind alegerea unităților de tratare a aerului
-
Întrebări frecvente
- Ce dimensiune a unui grup de tratare a aerului am nevoie pentru un mediu curat?
- Cât de des trebuie înlocuite filtrele dintr-un grup de tratare a aerului?
- Care este diferența dintre un grup de tratare a aerului pentru medii curate și clădirile standard?
- Poate fi modernizată o unitate de tratare a aerului pentru a îmbunătăți performanța într-un mediu curat?
- Cât de importantă este eficiența energetică pentru o unitate de tratare a aerului într-un mediu curat?