2026-05-08
การกําหนดที่ถูกต้องFFU (Fan Filter Unit) จํานวนเป็นหนึ่งในขั้นตอนที่สําคัญที่สุด ในการออกแบบห้องสะอาด ไม่ว่าจะเป็นการผลิตยา การผลิตครึ่งประสาท ห้องปฏิบัติการชีววิทยา หรือการประกอบอุปกรณ์ทางการแพทย์การคํานวณ FFU ที่ไม่ถูกต้องอาจทําให้การไหลของอากาศไม่มั่นคง, การควบคุมการปนเปื้อนที่ไม่ดี, การใช้พลังงานที่มากเกินไป, และความล้มเหลวในการตอบสนองมาตรฐานห้องสะอาด ISO
โครงการห้องสะอาดหลายแห่งทําความผิดพลาดในการเลือก FFU โดยพิจารณาจากขนาดเพดานหรืองบประมาณเท่านั้นการจัดอันดับความสะอาด, ขนาดห้อง, ความร้อนของกระบวนการ, และการออกแบบรูปแบบการไหลของอากาศ
คู่มือนี้อธิบายวิธีการคํานวณปริมาณ FFU สําหรับห้องสะอาด โดยใช้วิธีวิศวกรรมปฏิบัติที่ใช้กันทั่วไปในโครงการห้องสะอาด ISO
FFU (Fan Filter Unit) เป็นโมดูลกรองอากาศที่ติดตั้งบนเพดานที่รวมกัน
·ระบบมอเตอร์พัดลม
·เครื่องกรอง HEPA หรือ ULPA
·ช่องลวดล่วงหน้า
·ระบบควบคุมการไหลของอากาศ
FFU ส่งอากาศที่กรองเข้าไปในห้องสะอาดอย่างต่อเนื่อง เพื่อรักษาระดับความสะอาดที่ต้องการและสภาพการไหลของอากาศที่มั่นคง
ระบบ FFU ถูกใช้อย่างแพร่หลายใน
·ห้องสะอาดยา
·การผลิตอิเล็กทรอนิกส์
·การผลิตครึ่งตัวนํา
·ห้องปฏิบัติการทางการแพทย์
จํานวน FFU มีผลต่อ:
·ระดับความสะอาดของอากาศ
·ความเหมือนกันของการไหลของอากาศ
·อัตราการเปลี่ยนอากาศ
·ความมั่นคงของความดัน
·ความสม่ําเสมอของอุณหภูมิ
·การบริโภคพลังงาน
การใช้ FFU จํานวนน้อยเกินไป อาจทําให้เกิด:
·ความสะอาดไม่เพียงพอ
·การสะสมอนุภาค
·กระแสอากาศที่วุ่นวาย
·ความผิดพลาดในการปฏิบัติตาม ISO
การใช้ FFU มากเกินไป อาจนําไปสู่:
·การใช้พลังงานที่ไม่จําเป็น
·ความเร็วการไหลของอากาศที่เกิน
·ค่าใช้งานเพิ่มขึ้น
·ความต้องการในการบํารุงรักษาที่สูงขึ้น
การคํานวณ FFU ที่เหมาะสมจะทําให้ห้องสะอาดมีประสิทธิภาพและประสิทธิภาพด้านพลังงาน
ก่อนการคํานวณปริมาณ FFU ต้องกําหนดปริมาตรวิศวกรรมหลาย ๆ ปริมาตร
คลาส ISO ที่แตกต่างกันต้องการปริมาณการไหลของอากาศที่แตกต่างกัน
ตัวอย่างเช่น
|
คลาส ISO |
อัตราการเปลี่ยนอากาศทั่วไป |
|
ISO 8 |
10 ราคา 25 ACH |
|
ISO 7 |
30 ¢ 60 ACH |
|
ISO 6 |
90?? 180 ACH |
|
ISO 5 |
240-480 ACH |
ระดับความสะอาดที่สูงกว่าต้องการ FFU มากขึ้น
ปริมาณห้องสะอาดคํานวณโดยใช้:
V=L×W×HV = L คูณ W คูณ HV=L×W×H
ที่:
·V = ขนาดห้อง
·L = ความยาว
·W = ความกว้าง
·H = ความสูง
ห้องสะอาดที่ใหญ่กว่าต้องการการไหลอากาศสูงกว่า
การเปลี่ยนอากาศต่อชั่วโมง (ACH) แสดงว่าอากาศในห้องเปลี่ยนกี่ครั้งต่อชั่วโมง
ปริมาณการไหลของอากาศที่จําเป็น:
Q=V×ACHQ = V คูณ ACHQ=V×ACH
ที่:
·Q = ปริมาณการไหลของอากาศทั้งหมด
·V = ขนาดห้อง
·ACH = การเปลี่ยนแปลงอากาศต่อชั่วโมง
แต่ละรุ่น FFU มีความจุระยะอากาศเฉพาะเจาะจง โดยทั่วไปจะวัดใน:
·m3/h
·CFM
ความจุของอากาศใน FFU ได้แก่
|
ขนาด FFU |
การไหลของอากาศทั่วไป |
|
2 × 2 ฟุต FFU |
500-800 m3/h |
|
2 × 4 ฟุต FFU |
1000~2000 m3/h |
ผู้ผลิตสามารถให้ตัวเลือกความเร็วการไหลของอากาศที่ปรับได้
ตัวอย่างขนาดห้องสะอาด
·ความยาว = 12 m
·ความกว้าง = 8 m
·ความสูง = 3 m
ปริมาณห้อง:
V=12×8×3=288 m3V = 12 คูณ 8 คูณ 3 = 288 mathrm{m^3} V=12×8×3=288 m3
สมมุติว่าห้องสะอาดต้องการความสะอาดระดับ ISO 5
ระยะ ACH แบบ:
240∼480 ACH240sim480 ACH240∼480 ACH
คิดว่าเป้าหมายการออกแบบ:
ACH=300ACH = 300ACH=300
การใช้:
Q=V×ACHQ = V คูณ ACHQ=V×ACH
การคํานวน:
Q=288×300=86400 m3/hQ = 288 คูณ 300 = 86400 mathrm{m^3/h} Q=288×300=86400 m3/h
ห้องสะอาดต้องการการระบายอากาศทั้งหมด 86,400 m3/h
สมมุติว่าความจุของอากาศที่เลือก FFU:
1200 m3/h 1200 m3/h
สูตร:
N=QqN = frac{Q}{q}N=qQ
ที่:
·N = จํานวน FFU
·Q = จํานวนอากาศที่ต้องการ
·q = กระแสอากาศต่อ FFU
การคํานวน:
N=864001200=72N = frac{86400}{1200} = 72N=120086400 =72
ห้องสะอาดต้องการประมาณ 72 FFU
นอกจากการคํานวณการไหลของอากาศแล้ว วิศวกรยังประเมินอัตราการครอบคลุมเพดาน FFU
อัตราการครอบคลุมทั่วไป:
|
เกรดห้องสะอาด |
การครอบคลุม FFU |
|
ISO 8 |
15~25% |
|
ISO 7 |
25~40% |
|
ISO 6 |
40~60% |
|
ISO 5 |
60% 100% |
การครอบคลุมที่สูงขึ้น ช่วยให้กระแสอากาศเป็นแบบเดียวกัน และควบคุมการปนเปื้อน
สถานการณ์เชิงปฏิบัติการหลายอย่างอาจต้องการ FFU เพิ่มเติม
อุปกรณ์ที่ผลิตความร้อนสูงอาจต้องเพิ่มการไหลของอากาศในการเย็น
ผู้ประกอบการมากขึ้น จะสร้างอนุภาคและความวุ่นวายมากขึ้น
อุปกรณ์การผลิตขนาดใหญ่อาจขัดขวางการไหลเวียนของอากาศ และสร้างพื้นที่ตาย
กระบวนการผลิตยาหรือครึ่งประสาทที่สําคัญอาจต้องการความมั่นคงของการไหลของอากาศที่สูงกว่า
เพียงแค่การตอบสนองปริมาณการไหลของอากาศ ไม่ได้รับประกันการทํางานห้องสะอาด
การกระจาย FFU ที่ไม่ดี ยังอาจสร้างความวุ่นวายได้
ปริมาณ FFU ควรพัฒนาขึ้นจากการคํานวณกระแสอากาศทางวิศวกรรม ไม่ใช่ลักษณะสูงสุด
ห้องทําความสะอาดแบบโมดูล ควรทําให้ FFU สามารถขยายในอนาคต
ปริมาณ FFU ยังมีผลกระทบต่อระบบความดันห้อง
ปกติต้อง:
·ความมั่นคงของการไหลของอากาศที่สูงขึ้น
·การปฏิบัติตาม GMP
·การครอบคลุม FFU อย่างเต็มที่หรือสูง
จําเป็นต้อง:
·การไหลของอากาศที่เรียบร้อยมาก
·การควบคุมการสั่น
·ความสะอาดสูงมาก
มักจะเน้นในเรื่อง:
·การควบคุมการไหลของอากาศแบบยืดหยุ่น
·การขยายแบบโมดูล
·ประสิทธิภาพด้านพลังงาน
เมื่อเทียบกับระบบ HVAC ที่ตั้งใจกลาง ห้องสะอาดของ FFU ให้บริการ:
|
ลักษณะ |
ระบบ FFU |
ระบบ HVAC กลาง |
|
ความยืดหยุ่น |
สูง |
กลาง |
|
การติดตั้ง |
เร็วขึ้น |
ช้าลง |
|
การบํารุง |
ง่ายกว่า |
สับสน |
|
การขยาย |
ง่ายๆ |
ยาก |
|
การปรับปรุงพลังงาน |
ดีกว่า |
กลาง |
นี่คือเหตุผลว่าทําไมระบบ FFU จึงถูกใช้มากขึ้นในโครงการห้องสะอาดแบบโมดูล
การคํานวณปริมาณ FFU ที่แม่นยําเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับผลประกอบการห้องสะอาด, การควบคุมมลพิษ, และประสิทธิภาพการปฏิบัติงานในระยะยาว
การออกแบบ FFU ที่เหมาะสม ควรพิจารณา:
·การจัดอันดับห้องสะอาด ISO
·อัตราการเปลี่ยนอากาศ
·ขนาดห้อง