본 논문에서는 클린룸 차압 제어의 요구 사항을 논의하고 클린룸 차압 제어 방법을 논의합니다.

가) 클린룸 내 압력차 형성

클린룸 시험 및 검사는 설계 단위에 따른 시공 단위의 설계 및 시공 도면입니다. 모든 환기 및 공조 설계가 설치 및 시공된 후, 일부 프로젝트의 경우 세부 항목을 개별적으로 시험 및 측정합니다. 주로 풍량 디버깅 및 차압 디버깅, 청정도 테스트, 클린룸의 온도 및 습도 측정을 수행합니다.
(1) 공기량 시운전: 설계 및 시공 도면 설계에 따라 송·복귀 파이프라인을 설계하고, 설계 공기량 크기를 결정하며, 각 파이프라인 복귀 공기 밸브의 개방 상태를 결정하고, 각 분기의 공기량을 시험한다. 본 항목은 여기에서 다루지 않는다.
(2) 청정도 시험 : 공기 조건하 시험, 정적 조건하 시험, 동적 조건하 시험으로 구분하여 청정실 내의 먼지 함량을 별도로 시험한다.
비어 있는 조건에서의 테스트는 시스템(청정실)이 정상적으로 작동 중이지만, 공정 장비와 생산 인력은 테스트되지 않았음을 의미합니다.
정적 조건에서의 테스트란 시스템(클린룸)이 정상적으로 작동하고, 공정 장비가 설치되었으나 가동되지 않은 상태에서, 생산 인력이 실내에 없는 상태에서 테스트를 실시하는 것을 의미합니다.
동적 조건에서의 테스트는 시스템(클린룸)이 정상적으로 작동하고, 공정 장비와 생산 인력이 작업하고 있음을 의미합니다.
위의 시험 결과에 따라 시공단위는 다양한 생산 환경 조건에서 먼지 함량 농도를 시험하여 시공 설계자와 시공단위가 요구하는 청정도 수준을 달성하고, 먼지 농도가 항상 이 값보다 낮도록 보장하며, 시공단위에 적합하게 인도하여 사용하도록 해야 한다.
(3) 차압 디버깅: 외부 오염이 클린룸으로 유입되는 것을 방지하고 실내 청정도를 높이기 위해 실내 압력이 외부 압력보다 높게 유지되도록 요구합니다. 즉, 클린룸의 다른 청정도 요구 사항은 특정 압력 구배를 유지해야 하며, 이는 인접한 방의 압력 차이로 인한 클린룸 오염이나 오염을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 차압 디버깅 과정에서 클린룸의 공기 교환 횟수와 장비 배출 공기 및 먼지 제거 효과를 보장하기 위해 공기 공급량과 장비 배출 팬 및 먼지 제거 팬의 풍량을 변경하지 않도록 합니다. 압력 차이는 주로 복귀 공기량과 시스템 배출 공기량을 조정하여 조정합니다. 클린룸 설계 사양은 클린룸 내부의 압력이 외부 압력보다 높다고 명확히 명시하고 있으며, 이를 양압 클린룸과 음압 클린룸이라고 합니다. 양압과 음압의 경우, 한 방은 대기에 대해 양압실이지만 다른 방은 음압실일 수 있습니다. 또한 클린룸과 클린 구역 및 비클린 구역 사이의 압력 차이는 없어야 한다고 규정되어 있습니다. 5Pa 이하이어야 하며, 청정구역과 실외구역의 압력차는 10Pa 이상이어야 합니다.
정화 시스템 작동. 디버깅을 통해 시스템 작동 시 발생하는 문제를 파악하여 설계 계획을 개선하고, 시공 과정을 표준화하며, 상기 문제들을 예방할 수 있습니다. 시운전 작업은 클린룸의 압력차와 청정도를 표준 수준으로 유지하는 데 중요하고 필수적인 단계입니다. 시스템의 정상적인 작동은 생산의 정상적인 활용을 의미합니다.

2. 클린룸에서의 압력차 제어방식 선정 및 논의

현재 클린룸에서 일반적으로 사용되는 차압 제어 방법은 기본적으로 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 정적 제어, 일정 풍량 제어라고 하며, 다른 하나는 동적 제어라고 합니다.

2.1 풍량 제어 원리

공조 시스템은 공기 공급, 회수 및 배기 공기량을 합리적으로 설계하고 조절하여 다양한 청정 수준과 실내외 압력 차이 요구 사항을 달성합니다.

압력차는 클린룸의 흡입 공기량과 배기 공기량 + 차압 공기량(잔류 공기량)이 평형에 도달할 때 발생합니다. 여기서 배출 공기량은 외부로 배출되는 배기 공기량과 복귀 공기량을 포함합니다.

DC 시스템의 경우 신선한 공기 = 배기 공기 + PDC

순환 시스템의 경우 신선 공기 + 복귀 공기 = 복귀 공기 + 배출 공기 + 차압 공기

따라서 최종 분석에서 압력 차이의 본질은 다음과 같습니다. 새로운 공기량 = 배기 공기량 + 압력 차이 공기량

따라서 클린룸 내 PDC 설치 조정은 신선공기량과 배기공기량 + PDC의 균형을 반영해야 합니다.

(1) 직류계통에 일정량의 공기를 공급하고 배출공기량을 조절하여 차압을 형성한다.

(2) 순환계의 경우 일정량의 공기를 공급합니다. 일반적으로 배기량은 필요에 따라 조절 가능하며, 이후 복귀량을 조절하여 압력차를 형성합니다.

(3) 일부 청정실에 별도의 배기풍량이 없는 경우, 복귀풍량을 조절하여 압력차를 확보한다. 청정실의 유입풍량은 확실해야 하므로 제어변수로 사용할 수 없다. 합리적인 설계와 디버깅을 통해 압력차를 확보할 수 있다.

2.2 제어 모드

일정한 공기량 제어를 위한 두 가지 시스템이 있습니다.

(1) 수동 제어

차압을 수동으로 조절한 후 공급, 복귀 및 배기 공기 공급 밸브를 잠그고 시스템 저항이 변경되면 다시 조정합니다. 이 시스템은 간단하고 작동 및 유지 관리가 쉽습니다. 종종 공장 관련 클린룸을 제한하는 데 사용됩니다.

HUAC 시스템의 급기 및 환수 팬(단일 또는 이중 팬)에는 자동 풍량 조절 장치가 장착되어 있지 않습니다. 물론, 자동 풍량 조절을 설정하면(예: 공기 공급 메인 파이프의 정압이 급기 및 환수 팬의 단일 팬 또는 출구 제어 밸브를 제어해야 하는 경우) 클린룸의 압력 차이는 더 안정될 수 있지만, 자동 풍량 조절은 일반적으로 설정되지 않습니다.

(2) 일정 공기량 밸브 제어

기본은 청정실에서 송풍관, 환풍관, 배기관을 각각 설정 공기량 밸브에 설치하고, 송풍관, 환풍관에만 설정 공기를 공급하고, 환풍관은 설정하지 않아도 됩니다. 전자가 더 좋지만, 투자가 좀 더 많이 들어갑니다.

일정풍량 밸브는 스프링과 밸브 본체가 기계적으로 구성되어 있으며, 스프링 구동 본체 변위 보상으로 덕트 내부의 정압 변화를 조절할 수 있으며, 풍량을 유지하고 HUAC 시스템에서 저항 변화를 자동으로 유지해야 하는 풍량을 자동으로 유지할 수 있습니다(일정풍량 밸브는 저항 역할을 하며, 일부는 105~750pa, 일부는 20~1000pa).풍량 제어가 정확합니다.따라서 격리 병동, 수술실, 실험실에서 널리 사용되는 팬에 대한 자동 풍량 조절 조치를 설정할 필요가 없습니다.

2.3 정풍량 제어모드의 에너지 절감 대책

(1) 에너지 절약을 위한 정풍량 밸브는 이중 안정이 가능합니다. 즉, 청정실에서 정격 풍량으로 작업할 때, 작업하지 않을 때는 낮은 풍량으로 작업하여 에너지를 절약하고, 팬은 이중 속도 또는 가변 주파수 가변 속도 팬을 사용할 수 있습니다. 이중 안정 상태는 수동(작업 중)으로 설정하거나 조명 등으로 제어할 수 있습니다. 현재 수술실과 일부 실험실에서 많이 사용되고 있습니다.

(2) 일부 제약 공장에서는 에너지 절약을 위해 실내 압력차를 유지하기 위해 환풍과 분배의 연결핀(한쪽은 열고 한쪽은 닫음)을 채택하고 있습니다. 실내 흄후드나 장비의 분배가 작동하지 않을 경우 배기 밸브를 닫고 연결 환풍 밸브를 열어 동일한 풍량으로 인터록 스위칭을 수행하여 실내 압력차를 유지해야 합니다. 이때 환풍기는 더블 팬을 사용해야 하며, 환풍기는 가변속도이고, 배기 팬도 가변속도가 적합하며, 각각의 공기 덕트의 정압에 따라 팬 속도를 제어할 수 있습니다.

2.4 도어 개폐에 따른 일정풍량 제어방식의 적응성

위에서 언급했듯이, 일정한 풍량 제어 방법은 문을 열고 닫을 때 역류를 피할 수 없습니다. 현재 일부 수술실에서는 문 열림, 닫힘 및 배기 팬의 연동 장치를 채택하여 역류 없이 낮은 압력 차이를 유지합니다. 주의해야 할 점은: 클린룸 배기 풍량 자체 ≥ 문을 열어 공기 압력 차이를 유지하면 효과가 긍정적이지만, 그렇지 않으면 특히 문을 조금 더 오래 열었을 때 역류가 나타나지 않기 어렵다는 것입니다.

또한 현재 많은 수술실에서는 일정풍량 밸브의 차압 제어 방법을 채택하고 있는데, 이는 주로 수술실 내 수술대 위의 중앙 집중식 균일 공기 공급을 기반으로 하며, 주변 지역의 오염 물질 유입을 더 잘 방지할 수 있으며, 주변 지역의 미생물 농도가 청정 복도보다 좋지 않습니다.

2.2 일정한 풍량 제어

2.2.1 특성 및 적용 요구 사항

그 특징은 다음과 같다. 클린룸 문 닫혀있는 경우, 공급 공기(신선한 공기 * 복귀 공기) + 복귀 공기 * 배기 공기 * 차압 공기량을 계산하여 차압 값을 설정합니다. 차압 공기량을 제외한 모든 공기량은 그대로 유지됩니다.

일정풍량 제어방식은 공정 중 배기풍량 변화와 도어 개폐 간섭으로 인한 압력차이를 해결할 수 없어 역류가 발생한다. 따라서 이를 채택하는 전제는 다음과 같다.

(1) 일정량의 배기공기가 필요하거나 최소한 일정량의 공기가 일정시간 동안 필요하고, 이후 변경될 경우 조정이 필요합니다.

(2) 외함 구조 및 문의 기밀성이 양호함.

(3) 완충실 또는 에어록을 채택하고, 필요한 경우 공기 교환 횟수를 늘려 에어록을 신속하게 복구하고 필요한 청정도를 유지해야 합니다. 완충실이 없는 인접 공간에 역류가 발생하더라도 가공 또는 가공 대상에 큰 영향을 미치지 않습니다.