نوافذ غرف النظافة المضادة للتَّكثُّف في مناطق وحدات الترشيح والمراوح (FFU) ذات تدفق الهواء العالي

المناطق ذات تدفق الهواء العالي هي المناطق القريبة جدًّا من وحدة المروحة والمرشح (FFU)، أو القريبة من فتحات استرجاع الهواء، أو المناطق الواقعة داخل قنوات توزيع الهواء الداخل (supply plenums) التي تتميّز بمعدّل تدفّق هواء عالٍ في غرفة نظيفة مزوَّدة بوحدة مروحة ومرشح (FFU). وتظل مشكلة التكثيف مشكلة شائعة. فعندما يتلامس الهواء الدافئ الرطب مع السطح البارد للنافذة، يتكثّف الرطوب على سطح النافذة. ويُعتبر التكثيف مصدر إزعاج في المباني العادية، لكنه يتحوّل إلى حدث تلوّث في الغرفة النظيفة. إذ تتجمع القطرات على سطح النافذة حاملةً معها الجسيمات، وهذه الجسيمات بدورها تشجّع على نمو الكائنات الدقيقة، وقد تؤثّر القطرات المتساقطة سلبًا على العمليات الحيوية. وهذه المشكلة بالغة الخطورة خصوصًا في المناطق ذات تدفق الهواء العالي في الغرف النظيفة المزوَّدة بوحدات مروحة ومرشح (FFU)، وهي مشكلة تعالجها النوافذ المخصصة للغرف النظيفة المضادة للتكثيف. وفيما يلي أربعة سمات تصميمية رئيسية:

١. زجاج مزدوج مزوَّد بطبقات ذات انبعاثية منخفضة

القوة الدافعة لعملية التكثيف هي في المقام الأول انخفاض درجة حرارة السطح عن نقطة الندى للهواء المحيط في الغرفة. وتُعَد الزجاجة الواحدة عازلًا ضعيفًا جدًّا من حيث القيمة الحرارية (R-value). وفي المناطق التي تشهد تدفُّق هواء عاليًا، تؤدي الحمل الحراري القسري الناتج عن وحدة ترشيح الهواء (FFU) في الواقع إلى زيادة انتقال الحرارة، ما يجعل احتمال حدوث التكثيف على الزجاجة الواحدة أكبر.

تُعَدُّ طبقة الانبعاثية المنخفضة (Low-E) الخط الأول من خطوط الدفاع في الزجاج المزدوج. وتوفِّر الفجوة بين لوحي الزجاج، المملوءة بغاز (أرجون أو كريبتون)، مقاومة حرارية. وتعمل طبقة Low-E على عكس الحرارة الإشعاعية إلى داخل الغرفة، مما يحافظ على دفء سطح الزجاج الداخلي. أما زجاج مقاومة التكثيف المستخدم في نوافذ هوا آو فهو زجاج مُقسَّى بسماكة ٤–٦ مم لكل لوحة، ومغطى بطبقة Low-E على السطح الداخلي للوحة الخارجية (السطح رقم ٣)، ومملوء بالغاز الأرجون. وفي بيئة غرفة نظيفة نموذجية (درجة حرارة ٢٢°م؛ رطوبة نسبية ٥٠٪؛ نقطة الندى ١١°م)، يبقى سطح الزجاج الداخلي عند درجة حرارة لا تقل عن ١٨°م عندما تكون درجة حرارة الهواء الخارجي منخفضةً حتى -١٠°م. وهذه الهامش الحراري البالغ ٧°م يضمن عدم حدوث أي تكثيف.

٢. إطارات ذات فاصل حراري لإلغاء الجسور الباردة

من الممكن حدوث تكثف على إطار النافذة إذا كان ينقل البرودة من خارج المنزل عند استخدام الزجاج المزدوج. تتمتع إطارات الألمنيوم بموصلية حرارية عالية. إذا لم يكن هناك فاصل حراري، فمن الممكن أن تكون درجة حرارة السطح الداخلي للإطار أقل بعدة درجات من سطح الزجاج وتشكل حلقة تكثف حول حافة النافذة.

يحتوي بروز إطار الألمنيوم في نوافذ هواو المضادة للتكثف على فاصل حراري من البولي أميد. الفاصل الحراري هو شريط بلاستيكي هيكلي يمنع انتقال الحرارة من أقسام الإطار الخارجية إلى أقسام الإطار الداخلية. وتُطلب الفواصل الحرارية في مناطق الـ FFU ذات التدفق الهوائي العالي حيث يكون انتقال الحرارة بالحمل مرتفعًا. ويتم منع التكثف حتى في أكثر مناطق الإطار عرضةً للخطر (الزوايا).

3. خيارات الزجاج المُسخن للظروف القاسية

تتطلب بعض غرف النظافة المزودة بوحدات ترشيح وتوزيع الهواء (FFU) ظروفًا أكثر صرامة. ويمكن استخدام الرطوبة العالية في غرف النظافة المستخدمة في المجال الصيدلاني، والتي تعمل عادةً عند درجة حرارة ١٨°م. وقد تتعرض غرف النظافة الموجودة في المستشفيات والقريبة من الجدران الخارجية لدرجات حرارة شتوية قصوى. وقد لا تكون الزجاجات المزدوجة والفواصل الحرارية كافية.

في مثل هذه التطبيقات، توفر شركة «هوا آو» نوافذ غرف النظافة المزودة بزجاج مُسخَّن. ويتم طلاء السطح الداخلي للزجاج بطبقة موصلة شفافة تتصل كهربائيًّا بمصدر طاقة كهربائية (تيار مستمر بجهد ٢٤ فولت أو ٤٨ فولت). وعند توصيل التيار الكهربائي، تولِّد هذه الطبقة حرارة معتدلة تتراوح بين ٥٠ و١٠٠ واط لكل متر مربع، ما يرفع درجة حرارة سطح الزجاج بمقدار ٥–١٠ درجات مئوية فوق درجة الحرارة المحيطة. وتضمن هذه الحلول الفعّالة منع حدوث التكثيف في جميع الظروف، سواءً كانت الأحوال الجوية الخارجية قاسية أم لا، وبغضّ النظر عن معدل تدفق وحدات توزيع الهواء المُفلترة (FFUs). وتكون النوافذ المُسخَّنة مفيدةً بشكل خاص في غرف النظافة التي تتميز بمعدلات عالية جدًّا لتغيير الهواء (أكثر من ١٠٠ مرة في الساعة)، حيث يمكن أن تسهم الحمل الحراري القسري بشكل كبير في انتقال الحرارة من النافذة إلى الهواء.

٤. إغلاقات محكمة لمنع دخول الرطوبة

طريقة أخرى محتملة لتكوين التكثّف هي السماح للهواء الرطب بالدخول إلى الفجوة الغازية بين ألواح الزجاج في وحدة الزجاج المزدوج في حال فشل الإغلاق. ويحدث هذا نتيجةً لفشل الإغلاق، ولن يمكن إزالة التكثّف الناتج بين الألواح. كما أن التغيرات في الضغط قد تؤدي إلى تدهور الإغلاقات في المناطق ذات التدفق العالي في وحدات توزيع الهواء المُفلتر (FFU).

تستخدم شركة هوا آو إغلاقات أولية من مادة البوتيل القابلة للذوبان بالحرارة، وإغلاقات ثانوية من البوليسلفيد أو السيليكون في تصنيع وحدات الزجاج المزدوج. ويقوم مادة المجفف الماصة للرطوبة (المنخل الجزيئي) الموجودة في شريط الفاصل بامتصاص أي رطوبة متبقية خلال عملية التصنيع. وتُختبر جميع الوحدات بشكل فردي للتأكد من خلوها من التسريبات قبل تركيبها في إطار النافذة. كما نقدّم نوافذ ذات إغلاق مزدوج أو ثلاثي للمستودعات النظيفة، مع ضمانات موسَّعة للاستخدام المستمر على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع في تطبيقات وحدات توزيع الهواء المُفلتر (FFU). وبفضل الإغلاقات المحكمة، لا تتغير الأداء الحراري للزجاج المزدوج طوال عمر المستودع النظيف.

ملخص

نوافذ غرف نظيفة مقاومة للتَّكاثف لمناطق وحدات توزيع الهواء المُفلترة (FFU) ذات التدفق العالي تعتمد على أربعة جوانب: زجاج مزدوج مزوَّد بطبقة منخفضة الانبعاثية للحفاظ على دفء الزجاج الداخلي؛ وإطارات معزولة حراريًّا لمنع انتقال البرودة عبر الإطارات؛ وزجاج مسخَّن لقياسات درجات الحرارة القصوى؛ وختم محكم للزجاج لضمان الأداء الحراري طويل الأمد. وتُنتج هذه النوافذ ضمن نطاق واسع من أنظمة الغرف النظيفة الجاهزة المتكاملة من قِبل مجموعة هوا آو لتكنولوجيا الغرف النظيفة، وهي مؤسسة وطنية متخصصة في التقنيات المتقدمة، وتضم ستة مصانع تغطي مساحة إنتاج إجمالية تبلغ ٢٥٠٠٠٠ مترًا مربعًا، وتوظِّف ٨٠٠ موظف، وبإيرادات سنوية تبلغ مليار يوان صيني. وللاستفسار عن النوافذ المقاومة للتَّكاثف الخاصة بمشروع غرفة نظيفة ذات تدفق عالٍ لوظائف وحدات توزيع الهواء المُفلترة (FFU)، يُرجى التواصل مع شركة هوا آو اليوم.