洁净室原理

一、洁净室的原理

所谓洁净室，国内一般指对空气的洁净度、温湿度、静压、新风量等项参数，根据需要实行控制的密闭性较好的空间，该空间的各项空气参数均满足“洁净室级别”的规定。

1、空气洁净度等级（国内）：

2、洁净度：指洁净室空气环境中空气含尘量多少的程度。含尘浓度高则洁净度低，含尘浓度低则洁净度高。

3、温、湿度：首先应满足生产工艺要求，当生产工艺对温、湿度无要求时，

洁净室的温度为20~26℃，相对湿度小于70%；人员净化用房间和生活间温度16~28℃。

4、正压值：指门关闭状态下，室内静压大于室外静压的数值。不同等级的洁净室以及洁净区与非洁净区之间的压差，应不不于5Pa，洁净区与室外的压差，就不小于10Pa。洁净室与周围的空间必须维持一定的压差，并按生产工艺要求决定维持正压差或负压差。

5、新风量：洁净室内应保证一定的新鲜空气量，其数值应取下列风量中的最大值：（1）补偿室内排风量和保持室内正压值所需新鲜空气量之和。（2）保证供给洁净室内每人每小时的新鲜空气量不小于40m3。

二、洁净室空调系统的特点

1、洁净室空调系统与一般民用建筑的空调系统的不同，它首先对控制区的洁净度有很高要求。导体器件厂房内，在硅衬底上只要落有电路线宽1/10～1/3大小的尘埃，就可能导致芯片电路短路。另外，洁净厂房空调系统除对洁净度要求较高外，还对温度、湿度、震动、噪音等都有不同程度要求。

2、洁净室与洁净厂房能源消耗比其他的建筑大得多，其运行费约是一般办公楼的10（1万级)～30(100级)倍。就空调冷负荷而言，一般办公大楼为120W/m2左右，一般洁净室为300～800w/m2，而大规模半导体器件厂房可以达到1400～1600w/m2。

同时，由于半导体器件生产工艺的特点，要求洁净厂房内全天（24h)保持相应的洁净度，目此，洁净空调系统(包括排风系统)、为其配套的冷、热源及相应的输送系统需每天24 h运行，这也与其他空调系统极其不同。

3、送风量大。一般办公大楼换气次数为10次/h左右，一般洁净室换气次数可选为：100级按室内平均风速0.2～0.5m/s来计算，1000级按50～60次/h计算，10000级按15～25次/h计算，100000按10～15次/h；而大规模半导件器件厂房内，为了满足相应的洁净度要求，需要保证很高的换气次数，致使循环风量非常大。100级洁净室的换气次数可选到400 次/h，10000级洁净室的换气次数

可选到40次/h，100000级洁净室的换气次数也要30次/h。

4、新风负荷大。在电子厂房中，某些车间散发出有害气体，需要通过排风加以消除，这就加大了系统的新风量。洁净室的各类制冷负荷中，最重要的有新风、风机温升和设备散热3项，而尤以新风最大。根据有关部门统计，新风负荷可以从20％～70％，风机温升从8％～20％多，工艺设备可以从16%～50％。

5、风机全压高。由于净化空调中过滤器很多，其中仅高效过滤器的初阻力就在200Pa以上，终阻力在400 Pa以上；而要求高的车间阻力会更大。其新风要求三级（初、中、高效）过滤。这些都会致使所用风机静压很高，导致风机耗能增加。另外，工艺设备的发热情况随不同的生产工艺不同而不同，有些工艺设备是高发热设备，就需要较多冷负荷来抵消。总之，洁净厂房空调系统具有排风量大、送风量大、工艺设备发热量大、阻力大和风机静压高的特点，这些共同造就了洁净厂房空调系统的高耗能。

三、洁净室的分类：

洁净室按用途分两大类：工业洁净室和生物洁净室。

1、工业洁净室以无生命微粒（非生物微粒）的控制为对象，主要控制无生命微粒对工作对象的污染，内部保持正压，它适用于精密工业、电子工业、宇航工业、化学工业、原子能工业、印刷工业、照相工业等；

2、生物洁净室，以有生命微粒（生物微粒）的控制为对象，又可分为：①、一般生物洁净室，主要控制有生命微粒对工作对象的污染。同时其内部材料要能以受各种灭菌剂的侵蚀，内部保一般保持正压。可用于食品工业（防止变质、生霉）、制药工业（高纯度、无菌制剂）、医疗设施（手术室、各种制剂室、调剂室、动物实验设施（无菌动物饲养和实验）、实验设施（理化、洁净实验室）。②、生物学安全洁净室，主要控制工作对象的有生命微粒对外界和人的污染，内部保持负压。用于实验设施（细菌学生物学洁净实验室）、生物工程（重组基因、疫苗制备）