Una aproximación al cálculo en la proyección HVAC de la sala blanca

La ingeniería de climatización de sala limpia, o HVAC, no es una consideración sencilla a la hora de proyectar el diseño de uno de estos espacios. Se necesita una combinación de habilidades de ingeniería, comprensión del potencial de generación de partículas del proceso y, sobre todo, experiencia.

La cantidad de aire es diferente en una sala limpia ISO Clase 6 e ISO Clase 8. Esto significa que el sistema HVAC debe ser capaz de acondicionar más del doble del aire. Sin embargo, la clasificación por sí sola no es suficiente para calcular el flujo de aire.

La norma ISO 14644-1: 2015 no especifica los cambios de aire por hora (ACH) para cada clase de sala limpia porque depende de muchos factores.

El ACH es el número de reemplazos totales del aire de una habitación en una hora, y el ISO 14644-1: 2015 solo le indica el resultado al que debe apuntar: los límites máximos de concentración para partículas.

Por ejemplo, para una sala limpia ISO Clase 7, las partículas de menos de 0,5 micras (≥0,1 µm, ≥0,2 µm, ≥0,3 µm) no se tienen en cuenta.

La concentración de partículas de ≥0.5 µm debe ser inferior a 352,000; las partículas de ≥1 micrón deben estar por debajo de 83.200; y las partículas de ≥5 micras deben estar por debajo de 2.930.

Sin embargo, el nivel de limpieza ISO (ISO 8, 7, 6 y 5) da una pista sobre el rango de ACH requerido. Es importante observar que se utiliza el término rango y no valor.

Una sala limpia con actividades que generan pocas partículas en contraposición a una que genera muchas partículas en el aire, incluso si ambas son ISO 7, no requerirá los mismos cambios de aire por hora.

Los cambios de aire por hora (CFM, y el llamado flujo de aire) deben ser calculados por un ingeniero de HVAC basado en la experiencia y la comprensión del potencial de generación de partículas del proceso.



¿Qué influye en la ingeniería de climatización de sala limpia?

Es fácil limpiar una habitación si no hay nadie adentro, sin equipo y sin movimiento de material. Pero las operaciones ocurren en salas limpias y deben tenerse en cuenta en el cálculo de HVAC.

A continuación se presentan algunos otros elementos que influyen en el flujo de aire requerido:
 

  • Clasificación ISO de sala limpia
  • El diseño de la sala limpia.
  • El número de personas que trabajan en la sala.
  • El equipo en la habitación (ganancia de calor)
  • El uso de una campana extractora o gabinete de bioseguridad (extracción de aire)
  • El sistema de iluminación
  • El diferencial de presión
  • La temperatura exterior y la humedad
  • El nivel de precisión requerido



Echemos un vistazo más de cerca a cada uno de estos factores.
 

 

El diseño de la sala limpia.

El volumen de aire en la sala limpia influirá en la cantidad de flujo de aire necesario. Cuanto más grande es la habitación, más aire se necesitará. El ancho, la longitud y la altura de las habitaciones clasificadas y su diseño deben usarse para los cálculos de HVAC.

La gente a menudo olvida que la altura de la habitación afecta directamente el flujo de aire. Una forma de ahorrar en costos es bajar el techo. Puede ver la diferencia comparando el flujo de aire en la calculadora usando las mismas entradas pero variando el tamaño de la habitación o la altura del techo.

 

El número de personas que trabajan en la habitación.

El nivel de contaminación en el aire de una sala limpia depende en gran medida de las actividades en la sala y el personal.

Las personas son responsables de la mayoría de las partículas generadas en una sala limpia. Las partículas en el aire, como escamas de la piel, cosméticos, perfumes, saliva, restos de ropa (pelusas, fibras) y cabello, son elementos contaminantes habituales.

Al diseñar el sistema HVAC, se debe tener en cuenta la cantidad de personas que trabajan en la sala al mismo tiempo. Cuantas más personas trabajen en la sala limpia, más flujo de aire se necesita para eliminar los contaminantes.

Las personas generan  también calor. El número de operadores también se utiliza para calcular el nivel de acondicionamiento para compensar el calor que producen.

El personal de la sala limpia generalmente usa overoles para limitar la contaminación. Por lo tanto, es importante mantener un ambiente confortable, generalmente entre 19 ° C y 21 ° C.


 

El equipo en la sala

Al igual que las personas, los equipos generan calor y polvo. La ganancia de calor producida por el equipo dentro de la sala limpia se utiliza para determinar el enfriamiento requerido.

El equipo en la sala, junto con la fabricación del producto, genera polvo que debe eliminarse con la cantidad correcta de aire.
 

 

La campana extractora

Las campanas de extracción y el compartimento de flujo laminar necesitan suministro de aire constante, al igual que la sala limpia. Este suministro de aire debe tenerse en cuenta en los cálculos de HVAC de la sala limpia.

Además, si la campana extractora expulsa el aire fuera del edificio el aire extraído debe reemplazarse con aire fresco.

Este aire fresco necesitará ser acondicionado (temperatura y humedad relativa), y el proceso para lograrlo requiere una unidad de tratamiento de aire (AHU) más grande.

Si el aire extraído de la campana no se tiene en cuenta en los cálculos de HVAC, es posible que no haya suficiente aire inyectado a la habitación para mantener una presurización positiva.

Por otro lado, la presurización puede volverse demasiado negativa y aspirar un poco de aire del exterior de la habitación.
 

 

El sistema de iluminación

El nivel de iluminación requerido también afectará el calor generado dentro de la sala limpia y, por lo tanto, el enfriamiento requerido.
 

 

El diferencial de presión

La presión debe ser mayor en las salas clasificadas más estrictas, por lo que el aire se filtra hacia las salas menos limpias.

La presión positiva evita que entre aire sucio en la sala limpia. En una sala limpia a presión negativa, ocurre lo contrario: el flujo de aire debe ser mayor en la sala adyacente.
 

 

La temperatura exterior y la humedad

Si se puede recircular el aire en la sala limpia, el clima exterior solo afecta levemente el sistema HVAC.

Sin embargo, para salas limpias que trabajan con productos peligrosos, la composición del aire puede llegar hasta el 100% del aire fresco. En este tipo de salas limpias, los sistemas HVAC son más complejos.
 


El nivel de precisión requerido

Por último, pero no menos importante, el grado de precisión que necesita también influirá en el diseño del sistema HVAC.

Los sistemas de control de temperatura de alta precisión pueden controlar hasta ± 0.15 ° C y hasta ± 2% para la humedad.

Las salas blancas rara vez necesitan ese alto grado de precisión. En la mayoría de los casos, la precisión de ± 1 ° C para la temperatura y ± 10% para la humedad es suficiente. El nivel de precisión depende de las operaciones en la sala limpia.

Desde Isobox Systems queremos hacer hincapié en el grado de profesionalidad, garantía y seguridad en el acometimiento de cualquier sala blanca y sala limpia que nos otorgan los más de 25 años de experiencia en el sector.

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