Análise de equipamento de limpeza de ar para remoção de poeira e filtro de ar HEPA para ventilação de salas limpas
I. Funções e aplicativos principais
1. Equipamento de limpeza de ar para remoção de poeira
Função: Remove partículas transportadas pelo ar (por exemplo, poeira, pólen, fumaça) por meio de filtragem física, adsorção eletrostática ou ionização para melhorar a qualidade do ar.
Aplicativos: Oficinas industriais, laboratórios, hospitais, escritórios e outros ambientes que exigem controle da poluição do ar.
2. Ventilação de salas limpas
Função: Mantém concentrações de partículas ultrabaixas em salas limpas por meio de filtragem de alta eficiência (por exemplo, filtros HEPA) e controle de fluxo de ar com pressão positiva (por exemplo, menor ou igual a 3.520 partículas maiores ou iguais a 0,5 μm/m³ em salas limpas ISO 5).
Principais elementos de design:
Organização do fluxo de ar: Fluxo laminar (unidirecional) ou turbulento (não unidirecional) para garantir distribuição uniforme do ar.
Controle Diferencial de Pressão: Mantém pressão positiva em salas limpas para evitar a entrada de contaminação externa.
3. Filtro de ar HEPA
Definição: Filtro de ar particulado de alta eficiência capaz de interceptar partículas maiores ou iguais a 99,97% de partículas maiores ou iguais a 0,3 μm.
Estrutura: Dobras de fibra de vidro ultrafina ou meio filtrante PP (polipropileno) para aumentar a área de superfície de filtração.
Aplicativos:
Salas limpas (por exemplo, fabricação de semicondutores, produtos biofarmacêuticos).
Salas cirúrgicas e UTIs de hospitais.
Indústria nuclear, aeroespacial e outros campos de alta precisão.
II. Pontos-chave técnicos e métricas de desempenho
1. Classificação do filtro HEPA (norma EN 1822)
| Aula | Eficiência (maior ou igual a partículas de 0,3 μm) | Aplicações Típicas |
|---|---|---|
| E10 | Maior ou igual a 85% | Ventilação industrial geral |
| H13 | Maior ou igual a 99,95% | Salas limpas de semicondutores, salas de cirurgia |
| H14 | Maior ou igual a 99,995% | Indústria nuclear, laboratórios de ultraprecisão |
2. Classificação de salas limpas (norma ISO 14644-1)
| Classe ISO | Maior ou igual a 0,1μm Partículas/m³ Limite | Aplicações Típicas |
|---|---|---|
| ISO 5 | Menor ou igual a 3.520 | Fabricação de wafers semicondutores |
| ISO 7 | Menor ou igual a 352.000 | Embalagens farmacêuticas, produção de dispositivos médicos |
| ISO 8 | Menor ou igual a 3.520.000 | Montagem de eletrônicos, embalagens de alimentos |
3. Fluxo de ar e queda de pressão
Fluxo de ar: Determinado pela área do filtro, contagem de dobras e velocidade do ar (por exemplo, 1.000 m³/h).
Queda de pressão: Queda de pressão inicial do filtro HEPA normalmente 100–300 Pa, aumentando com o uso; requer substituição periódica.
III. Recomendações de projeto e otimização do sistema
1. Sistema de pré-filtração
Instale filtros grossos (G4) e médios (F8) a montante dos filtros HEPA para interceptar partículas grandes e prolongar a vida útil do HEPA.
Estudo de caso: Uma fábrica de semicondutores otimizou seu sistema de pré-filtragem, estendendo os ciclos de substituição do filtro HEPA de 3 meses para 1 ano.
2. Simulação e validação de fluxo de ar
Use CFD (Computational Fluid Dynamics) para simular a distribuição do fluxo de ar em salas limpas e evitar turbulência ou zonas mortas.
Método de validação: Medições de contador de partículas em tempo real para garantir a conformidade com os padrões de concentração de partículas.
3. Eficiência Energética e Manutenção
Unidades de frequência variável (VFDs): Ajuste o fluxo de ar com base na queda de pressão em tempo real para reduzir o consumo de energia.
Monitoramento Inteligente: Instale sensores diferenciais de pressão para monitorar o status do filtro e acionar alertas de substituição antecipada.
4. Estudos de caso da indústria e análise comparativa
Caso 1: Sala de Cirurgia Hospitalar
Requisitos: Ambiente limpo ISO 7 para controlar riscos de infecção cirúrgica.
Solução:
Filtros HEPA (classe H13) + módulos de esterilização UV.
Ventilação com pressão positiva com 20 trocas de ar por hora (ACH).
Resultado: Taxa de infecção pós-operatória reduzida para<0.5% (industry average: 1.2%).
Caso 2: Fábrica de Wafer de Semicondutores
Requisitos: Ambiente limpo ISO 5 para controlar a contaminação por partículas.
Solução:
Teto de fluxo laminar + filtros HEPA (classe H14).
O pessoal usa trajes de sala limpa e passa por chuveiros de ar.
Resultado: O rendimento do produto aumentou para 99,9% (média da indústria: 99,5%).
Análise Comparativa
| Cenário | Aula de sala limpa | Classe de filtro | ACH | Principais tecnologias |
|---|---|---|---|---|
| Hospital OU | ISO 7 | H13 | 20 | Esterilização UV + pressão positiva |
| Fábrica de semicondutores | ISO 5 | H14 | 300 | Fluxo laminar + roupas para salas limpas + chuveiros de ar |
Resumo
Os filtros de ar HEPA e os sistemas de ventilação de salas limpas são essenciais para a purificação do ar de ultraprecisão. Ao implementar filtragem hierárquica, controle de fluxo de ar e monitoramento inteligente, podem ser alcançadas concentrações de partículas extremamente baixas. As principais considerações durante a compra incluem classe de filtro, correspondência de fluxo de ar e padrões de certificação. A manutenção regular, incluindo testes e substituição do filtro, garante a estabilidade e o desempenho do sistema a longo prazo.
Notas:
Os termos técnicos (por exemplo, "HEPA", "ISO", "CFD") são mantidos em inglês para maior precisão.
As unidades (por exemplo, "Pa", "m³/h", "ACH") seguem convenções padrão.
A estrutura das frases é ajustada para maior clareza, preservando a precisão técnica.