Μείωση της τυρβώδους ροής: Η επίδραση των παραθύρων καθαρών χώρων με ενσωματωμένη τοποθέτηση

Ένα κρυφό κίνδυνος σε κρίσιμα περιβάλλοντα, όπως οι χειρουργικές αίθουσες νοσοκομείων, οι φαρμακευτικές εγκαταστάσεις και οι καθαρές αίθουσες παραγωγής ημιαγωγών, είναι η τυρβώδης ροή του αέρα. Οι σωματίδια εγκλωβίζονται σε τυρβώδεις περιστροφές, δημιουργούν περιοχές στάσιμου αέρα και μειώνουν την απόδοση των Μονάδων Φίλτρων Ανεμιστήρα (FFU). Μία από τις πιο παραμελημένες πηγές τυρβώδους ροής είναι το παράθυρο της καθαρής αίθουσας, ενώ πολύ μεγάλη προσοχή δίνεται στη θέση των FFU, των διασπορέων και των πλεγμάτων επαναφοράς αέρα. Οι εξέχουσες κατασκευές των κασετών των παραθύρων, οι βαθιές θυρίδες ή οι ανώμαλες επιφάνειες των παραθύρων δεν επιτρέπουν τη δημιουργία λείας (λαμιναρικής) ροής. Με την εγκατάσταση παραθύρων καθαρής αίθουσας με επίπεδη (flush) τοποθέτηση, δεν προκαλούνται διαταραχές.

1. Εξάλειψη εξέχουσων κασετών και προεξοχών

Το τυπικό μέγεθος των παραθύρων από την επιφάνεια του τοίχου είναι 10–30 mm. Η απόρριψη δημιουργείται στο σημείο προεξοχής και οδηγεί σε αλλαγή του προφίλ του τοίχου σε αυτήν την περιοχή. Όταν ο αέρας υψηλής ταχύτητας κινείται προς τα κάτω από το ταβάνι και συγκρούεται με αυτό το εμπόδιο, ο αέρας απομακρύνεται από την επιφάνεια του τοίχου, δημιουργώντας μια ζώνη περιστροφής (wake) με περιστροφές (eddies). Αυτές οι περιστροφές μπορούν να εκτείνονται έως 200–500 mm προς τα κάτω και μπορούν να οδηγήσουν σε μια περιοχή τυρβώδους ροής, όπου τα σωματίδια δεν απομακρύνονται προς τα εξαεριστικά πλέγματα. Για να αντιμετωπιστεί αυτό το πρόβλημα, τα παράθυρα με επίπεδη τοποθέτηση (flush mounted) θα ευθυγραμμιστούν με την επιφάνεια του καθαρού χώρου του πάνελ. Λόγω του σχεδιασμού με επίπεδη τοποθέτηση, δεν απαιτείται καμία προεξοχή, βήμα ή ενσορρήκωση για την τοποθέτηση του πλαισίου του παραθύρου της Huaao. Επιτυγχάνεται ομαλή μετάβαση μεταξύ του πάνελ και του γυαλιού. Η προσομοίωση δυναμικής ροής υπολογιστή (CFD) για τα παράθυρα με επίπεδη τοποθέτηση της Huaao αποκαλύπτει ότι η ταχύτητα του αέρα στο όριο του παραθύρου προς τον τοίχο είναι μικρότερη του 5%, κάτι που είναι σημαντικά χαμηλότερο σε σύγκριση με το 20–30% που παρατηρείται στα παραδοσιακά παράθυρα. Λόγω της χαμηλής τυρβώδους ροής στους καθαρούς χώρους ISO Κλάσης 5 (μονοκατευθυνόμενη ροή 0,2–0,5 m/s), η μείωση της τυρβώδους ροής είναι ανάλογη με την απομάκρυνση των σωματιδίων, με αποτέλεσμα τη μείωση του κινδύνου μόλυνσης.

2. Ομαλή μετάβαση από το γυαλί στο πλαίσιο χωρίς ρωγμές

Η τυρβώδης ροή μπορεί επίσης να προκληθεί από μεγάλες προεξοχές. Μικροί δίνες δημιουργούνται επίσης στη διεπιφάνεια γυαλιού-πλαισίου λόγω μικρών διαστημάτων, ρωγμών και ανώμαλων επιφανειών. Οι μικροί δίνες, οι οποίοι εμφανίζονται ειδικά στην άμεση γειτονιά της επιφάνειας του τοίχου, όπου η κατακρήμνιση σωματιδίων είναι πιθανότερη, αποτελούν ιδιαίτερα προβληματικό παράγοντα. Καθώς περνά ο χρόνος, τα σωματίδια εναποτίθενται σε αυτές τις ρωγμές και δεν μπορούν πλέον να αφαιρεθούν με καθαρισμό, αποτελώντας μία συνεχή πηγή μόλυνσης.

Τα παράθυρα του καθαρού χώρου της Huaao εγκαθίστανται επίπεδα με την επένδυση του τοίχου και διαθέτουν πλαίσια από ακριβειακά εξωθημένο αλουμίνιο με συνεχή λάστιχο σιλικόνης ή EPDM, για να δημιουργηθεί ομαλή, επίπεδη επιφάνεια μεταξύ του γυάλινου τζαμιού και του πλαισίου. Το λάστιχο συμπιέζεται για να διασφαλιστεί ότι η διαφορά στο κενό δεν υπερβαίνει τα 0,5 mm. Οι άκρες του γυαλιού είναι ομαλές, ώστε να μην προκαλούν κοπές ή να γίνουν τραχιές, ενώ το γυαλί είναι ενισχυμένο ή πολυστρωματικό. Η ομαλότητά του μειώνει την κατακρήμνιση υπολειμμάτων και τη συσσώρευση χημικών ουσιών σε φαρμακευτικούς καθαρούς χώρους, όπου χρησιμοποιούνται συχνά ατμοί υπεροξειδίου του υδρογόνου ή υγρά πανάκια με αλκοόλ για απολύμανση, και διασφαλίζει λειτουργία με στρωτή ροή αέρα και υψηλό βαθμό καθαρότητας.

3. Ενιαία επιφάνεια τοίχου για την ανάπτυξη στρωτής ροής αέρα

Σε ρευστό με στρωτή ροή, το οριακό στρώμα πρέπει να αναπτύσσεται ομοιόμορφα σε ολόκληρη την επιφάνεια του τοίχου. Κάθε φορά που παρεμβαίνει κάποιο εμπόδιο — όπως ένα παράθυρο ή μια πόρτα, μια ηλεκτρική πρίζα κ.λπ. — δημιουργείται μια νέα ζώνη μεταβατικής ροής κατά την κατεύθυνση της ροής. Τα παραδοσιακά παράθυρα μπορούν να προκαλέσουν πολλές διαταραχές στο οριακό στρώμα κατά μήκος του τοίχου· εάν υπάρχουν πολλά παράθυρα στον ίδιο τοίχο ενός δωματίου, τότε ενδέχεται να μην επιτυγχάνεται πλήρως ανεπτυγμένη στρωτή ροή προτού ο αέρας φτάσει στα πλέγματα επαναφοράς.

Τα παράθυρα με ενσωμάτωση στο επίπεδο του τοίχου προσφέρουν συνεχή επιφάνεια τοίχου μεταξύ τους. Τα παράθυρα που χρησιμοποιούνται στα καθαρά δωμάτια της Huaao έχουν το ίδιο επίπεδο επεξεργασίας επιφάνειας με τα υπόλοιπα πάνελ του καθαρού δωματίου (πλαίσια αλουμινίου με επικάλυψη σε σκόνη και λείο γυαλί). Ο συντελεστής τριβής και η τραχύτητα της επιφάνειας είναι εξισορροπημένοι για να ελαχιστοποιηθούν οι διαταράξεις της ροής. Τέλος, εάν το καθαρό δωμάτιο είναι πολύ μακρύ και στενό και οι μονάδες FFU είναι τοποθετημένες σε ολόκληρο το ταβάνι, η αποδοτικότητα απομάκρυνσης των σωματιδίων μεγιστοποιείται όταν η χρήση παραθύρων με ενσωμάτωση στο επίπεδο του τοίχου εκμεταλλεύεται το φαινόμενο της στρωτής ροής, το οποίο μπορεί να αναπτυχθεί σε όλο το καθαρό δωμάτιο και να διατηρηθεί τόσο στην πλευρά εισόδου όσο και στην πλευρά εξόδου των μονάδων FFU.

4. Συμβατότητα με υψηλούς ρυθμούς ανταλλαγής αέρα

Ο τυπικός ρυθμός ανταλλαγής αέρα για ένα καθαρό δωμάτιο σε ένα νοσοκομείο είναι 20 έως 300 ανταλλαγές αέρα ανά ώρα (ACH). Συνήθως, ένα χειρουργικό τμήμα ρυθμίζεται σε 20–25 ACH, ενώ ένα τυπικό καθαρό δωμάτιο φαρμακευτικής χρήσης ρυθμίζεται σε 50–150 ACH. Σε υψηλές ταχύτητες αέρα, εάν υπάρχουν μικρές ανωμαλίες στην επιφάνεια, δημιουργείται τυρβώδες φαινόμενο. Μεγάλες περιστροφές μπορούν να αναπτυχθούν σε 100 ACH όταν υπάρχει μια μικρή προεξοχή (πλαίσιο παραθύρου προεξέχον κατά 5 mm). Τα παράθυρα που χρησιμοποιήθηκαν για τον έλεγχο από την Huaao είναι ενσωματωμένα στο επίπεδο της επιφάνειας και ελέγχθηκαν σε ταχύτητα αέρα έως 1,0 m/s (που αντιστοιχεί περίπου σε 200 ACH σε δωμάτιο με ύψος οροφής 3 μέτρων).

Οι ανεμόμετροι με θερμό νήμα χρησιμοποιούνται για να δείξουν ότι δεν παρατηρείται αύξηση της έντασης της τυρβώδειας στο επίπεδο προφίλ σε σύγκριση με την ένταση της τυρβώδειας σε στερεή επιφάνεια τοίχου. Το επίπεδο προφίλ έχει επιβεβαιωθεί μέσω χαρτογράφησης της ταχύτητας με ανεμόμετρα με θερμό νήμα και έχει αποδειχθεί ότι δεν προκαλεί μετρήσιμη αύξηση της έντασης της τυρβώδειας σε σύγκριση με την επιφάνεια στερεού τοίχου. Εάν οι υπάρχουσες οπές παραθύρων πρέπει να επαναχρησιμοποιηθούν για μια ανακαίνιση, τα συνολικά παράθυρα Huaao μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εγκατάσταση ενός παραθύρου με 100% ομαλή εσωτερική επιφάνεια στην ακατέργαστη οπή.

Περίληψη

Οι 4 μέθοδοι με τις οποίες τα ενσωματωμένα παράθυρα καθαρών χώρων ελέγχουν την τυρβώδη ροή είναι: η αφαίρεση προεξέχοντων κατασκευών πλαισίου, η δημιουργία αδιάκοπης μετάβασης μεταξύ γυαλιού και πλαισίου, η ομοιόμορφη επιφάνεια τοίχου για λειτουργία λεπτομερούς ροής (laminar flow) και η συμβατότητα με υψηλούς ρυθμούς ανταλλαγής αέρα. Τα ενσωματωμένα παράθυρα παράγονται από την εθνική επιχείρηση υψηλής τεχνολογίας Huaao Clean Technology Group, η οποία διαθέτει έξι εργοστάσια με συνολική επιφάνεια 250.000 m², 800 εξειδικευμένους τεχνικούς και ετήσιο όγκο επιχειρηματικών συναλλαγών 1 δισεκατομμύριο RMB. Είμαστε προμηθευτής σαντουιτσοπλακών για καθαρούς χώρους, πορτών και παραθύρων, αλουμινίου προφίλ, δαπέδων PVC, εξοπλισμού καθαρισμού, ασκιών λαμπτήρων και βαλβίδων εξαερισμού. Επικοινωνήστε σήμερα με την Huaao για να μάθετε πώς μπορείτε να βελτιώσετε τον έλεγχο της τυρβώδους ροής με παράθυρα στο έργο ανακαίνισης του καθαρού σας χώρου.