Высокоэффективная фильтрация воздуха

Для того чтобы гарантировать удаление из подаваемого в чистое помещение воздуха частиц и микроорганизмов, воздух должен фильтроваться. До начала 80-х годов для фильтрации воздуха в чистых помещениях применялись НЕРА (High Efficiency Particulate Air) фильтры, т.к. на тот момент они были наиболее эффективными из коммерчески доступных фильтров. Минимальная эффективность НЕРА-фильтров составляет примерно 99,97 % для частиц размером порядка 0,3 мкм. В настоящее время НЕРА-фильтры все еще используются в большинстве чистых помещений для удаления микроорганизмов и инертных частиц аэрозолей из подаваемого в помещение воздуха.

Однако современное производство интегральных схем достигло уровня, требующего применения фильтров более эффективных, чем НЕРА-фильтры, т.е. гарантирующих удаление из подаваемого в чистое помещение воздуха большего числа еще более мелких частиц. Такие фильтры получили название ULPA (Ultra Low Penetration Air) фильтров. Их эффективность может достигать 99,999 % для частиц диаметром 0,1 — 0,2 мкм. Конструкция и принцип работы этих фильтров аналогичны фильтрам НЕРА.

Общепринятыми считаются следующие положения:

• в чистых помещениях класса ISO 6 (класс 1000) или менее чистых для достижения соответствующего уровня очистки используются НЕРА-фильтры в сочетании с турбулентной вентиляцией

• в чистых помещениях класса ISO 5 (класс 100) НЕРА-фильтры устанавливаются по всей площади потолка для создания однонаправленного вертикального воздушного потока через чистое помещение

• в чистых помещениях класса ISO 4 (класс 10) и более высоких классов для создания однонаправленного воздушного потока следует использовать ULPA-фильтры

Конструкции высокоэффективных воздушных фильтров:

Известны два типа конструкций высокоэффективных фильтров — с глубокими или с мелкими гофрами (складками). В фильтрах наиболее распространенной конструкции (с глубокими гофрами) длинный лист фильтровальной бумаги складывается зигзагом, т.е. так, чтобы каждый последующий сгиб смотрел в противоположную сторону. Расстояние между сгибами (глубина гофра) составляет обычно 15 см (6 дюймов) или 30 см (12 дюймов). Для того, чтобы обеспечить свободное течение воздуха через бумагу и стабильный рабочий режим, между складками устанавливают сепараторы — обычно гофрированную алюминиевую фольгу. Затем получившийся пакет из фильтрующей среды и сепараторов приклеивается к пластмассовому, деревянному или металлическому корпусу — рамке. Устройство фильтра этой традиционной конструкции представлено на рис. 1.

Однако сейчас высокоэффективные фильтры в основном выпускаются в варианте с мелкими складками — минигофром (mini-pleat). В этой конструкции алюминиевые сепараторы не используются, а гофрированная фильтровальная бумага разделяется нитью, полосками клея или за счет созданного на поверхности бумаги рельефа и затем помещается в корпус-рамку. Этот способ укладки обеспечивает в 2,5-3 раза большее число гофров по сравнению с фильтрами, использующими глубокие гофры, и, следовательно, большую компактность. Конструкция фильтров с минигофром чаще всего применяется в чистых помещениях с однонаправленным воздушным потоком, т. к. большая площадь фильтрующей среды обеспечивает меньший перепад давления, чем в фильтрах с глубокими гофрами. Конструкция фильтра с минигофром показана на рис. 2. Перепад давления на фильтре зависит от скорости прохождения воздуха через фильтрующую среду и от типа конструкции. Обычно принимается, что номинальная скорость прохождения воздуха через фильтр должна составлять 0,5 м/сек. При этой скорости перепад давления должен находиться в пределах от 120 Па до 170 Па. Когда перепад давления возрастает в 2,5 — 3 раза, фильтры, как правило, заменяют.

Уайт В. Технология чистых помещений. Основы проектирования, испытаний и эксплуатации.; М.: изд. «Клинрум», 2002 г.