潔凈室基礎知識

1、簡介

潔凈室的發展與現代工業、尖端技術密切聯系在一起。由于精密機械工業（如陀螺儀、微型軸承等加工）、半導體工業（如大規模集成電路生產）等對環境的要求，促進了潔凈室技術的發展。國內曾統計過，在無潔凈級別的要求的環境下生產MOS電路管芯的合格率僅10%~15%，64位儲存器僅2%。目前在精密機械、半導體、宇航、原子能等工業中應用潔凈室已相當普遍。 [1] 

2、分類

2.1按氣流的流動狀態分

根據氣流的流動狀態分，主要有以下三種氣流分布的潔凈室 [1]  ：

（1） 非單向流潔凈室：以前常稱為亂流型潔凈室，室內的氣流并不都按單一方向流動。非單向流潔凈室有幾個共同的特點：終端過濾器（高效或亞高效）盡量接近潔凈室，它可以就是送風口或直接連送風口，也可以接到房間的送風靜壓箱上；回風口均設在潔凈室的下部，目的是避免出現“揚灰”現象。非單向流潔凈室中都有渦流存在，不適宜用于高潔凈度的潔凈室中，宜用于6~9級的潔凈室中。

（2） 單向流潔凈室：單向流潔凈室氣流的特征是流線平行，以單一方向流動，并且在斷截面上風速一致，有垂直單向潔凈室，準垂直單向流，水平單向流潔凈室等。

（3） 矢量潔凈室：在房間的側上角送風，采用扇形高效過濾器，也可以用普通高效過濾器配扇形送風口，在另一側的下部設回風口，房間的高長比一般在0.5~1之間為宜。這種潔凈室也可以達到5級（100級）潔凈度。

潔凈室的流型基本上是上述三種類型，但是實際應用時可演變出很多形式。潔凈室可以是單向流和非單向流組合在一起的混合流型，以在局部區域（單向流部分）實現高級別的潔凈室。例如，在潔凈室中設水平單向流的“隧道”（一側敞開），潔凈室的其余部分是渦流的單向流流型，從而實現“隧道”部分達到5級以上潔凈度，工作臺就設在“隧道內”。

2.2按受控粒子的性質劃分

（1）工業潔凈室：受控粒子為塵埃等非生物粒子的潔凈室。

（2）生物潔凈室：受控粒子為生物粒子的潔凈室。

3、實現潔凈度要求的通風措施

潔凈室要達到潔凈等級，必須有綜合措施，其中包括工藝布置、建筑平面、建筑構造、建筑裝修、人員和物料凈化、空氣潔凈措施、維護管理等。其中空氣潔凈措施是實現潔凈等級的根本保證。就空氣潔凈而言，主要有以下幾項具體措施 [1]  ：

（1） 對潔凈室的送風必須是有很高潔凈度的空氣。因此，必須選用高效或亞高效過濾器（潔凈級別低時）作為終端過濾器，對進入潔凈室的空氣，進行最后一級過濾。為保護終端過濾器和延長其壽命，必須使空氣先經中效過濾器進行過濾。

（2） 根據潔凈室的等級，合理選擇潔凈室的氣流分布流型，在工作區應避免渦流區；盡量使送入房間的潔凈度高的空氣直接到達工作區；氣流的流動有利于潔凈室內的微粒從回風口排走。

（3） 有足夠的風量，既為了稀釋空氣的含塵濃度，又保證有穩定的氣流流型。

（4）不同等級的潔凈室、潔凈室與非潔凈室或潔凈室與室外之間均應保持一定的正壓值。

4、潔凈室氣流組織考慮原則

（1） 當產品要求潔凈度為100級時，選用層流流型；當產品要求潔凈度為1000~100000級時，選用亂流流型。

（2） 減少渦流，避免把工作區以外的污染物帶入工作區。

（3） 為了防止灰塵的二次飛揚，氣流速度不能過大。亂流潔凈室的回風口不應設在工作區的上部。宜在地板上或側墻下部均勻布置回風口。

（4） 工作區的氣流應均勻，流速必須滿足工藝和衛生的要求；潔凈氣流應盡可能把工作部位圍罩起來，使污染物在擴散之前便流向回風口。

（5） 工作設備布置時要留有一定的間隔，為送、回風口的布置和氣流的通暢創造條件：氣流組織設計時要考慮高大設備對氣流組織的影響。

（6） 潔凈工作臺不宜布置在層流潔凈室內。當布置在亂流潔凈室時，宜將其置于工作區氣流的上風側，以提高室內的空氣潔凈度。

（7） 潔凈室內有通風柜時，宜置于工作區氣流的下風側，以減少對室內的污染。 [2] 

5、潔凈室的負荷特點和節能

一般情況下，凈化空調系統的能耗比一般空調系統的能耗大的多。其原因是兩者之間的負荷特點不同。就潔凈室，尤其是半導體工業潔凈室而言，其負荷特點是：由于排風量大造成新風量大，故新風處理所需冷量消耗大；送風量大，輸送動力消耗大，風機管道溫升高；生產設備的發熱量大，消耗冷量大。這三項負荷之和一般占總負荷的70%~95%。因此，凈化空調系統節能措施應從減少新風量（減少排風量）；控制送風量（合理確定換氣次數）；充分利用回風量；選擇低阻力高效率的空調和凈化設備和可變風量的風機等入手。 [3] 

6、潔凈室設計對生產工藝的要求

（1） 潔凈環境是為生產工藝服務的，潔凈室設計必須滿足生產工藝的環境要求，這是理所當然的。因此，在潔凈室設計時生產工藝對環境參數的要求應該實事求是，其面積、層高，溫度、濕度，潔凈度等應該該高則高，該低則低，并非越高越好。在不影響生產工藝正常運行的前提下盡可能地降低參數要求，控制凈化面積，縮小高凈化級別潔凈區的范圍，嚴格控制100級和更高級別單向流潔凈區的面積。 [3] 

（2）在生產工藝平面區劃時盡可能把相同級別的潔凈房間布置在一起，把潔凈度要求高的工序設置在上風側，把產生粉灰、有毒、有害、易燃、易爆廢氣的工藝設備、容器盡可能放在潔凈區外，若必須放在潔凈區內時應盡量采取密閉措施以減少粉塵和廢氣的排放量。