Воздухоподготовка

При проектировании технологического центра особое внимание было уделено принципиальной схеме подготовки воздуха, компоновке элементов системы, их интеграции в существующее здание и систему инженерных коммуникаций, а также инструментов автоматического мониторинга и управления системой подготовки воздуха, так как выбор технических решений именно этой части инфраструктуры во многом определяет результирующий класс чистоты помещений технологического центра, стоимость периодического обслуживания и эксплуатационную стоимость (стоимость «владения»). При реализации системы подготовки воздуха использованы оборудование и комплектующие ведущих производителей Германии, Швейцарии и США.

Как ни странно, но большая часть затрат на поддержание работоспособности технологического центра тратится именно на «воздух», т.е. на обеспечение постоянного притока тысяч кубометров в час высоко очищенного воздуха, создание его ламинарного потока в самых чистых зонах технологического центра, обеспечение избыточного давления, прецизионное управление температурой и влажностью, а также обеспечение различных типов вытяжки. Причем работает эта система в режиме 24/7, т.е. круглосуточно без выходных и праздников.

 
В НОЦ ФМН реализована трехступенчатая очистка воздуха, которая обеспечивает выходную фильтрацию частиц пыли размером до 0,3 микрона с эффективностью не хуже 99,999% (на всех участках с классом чистоты до ISO5) и 99,9995% (на участках с классом чистоты ISO5 и выше). Это сделано для того, чтобы в режиме реального времени удалять очищенным воздухом появляющиеся в чистых зонах загрязнения, основным источником которых являются люди. Воздух на последней стадии очистки (непосредственно на потолке чистой комнаты) подаётся со скоростью 0,3 – 0,5 м/с через HEPA или ULPA-фильтры в чистую зону, проходит от потолка до пола, обдувая людей и оборудование, и выбрасывается в сервисные зоны через воздушные решетки. Количество таких решеток рассчитано, исходя из воздушного баланса приточного воздуха, всех типов вытяжки и необходимости поддержания избыточного давления.

Необходимость поддержания избыточного давления также связана с особой чистотой участков технологического центра, чем выше класс чистоты участка технологического центра, тем выше и давление, поддерживаемое на этом участке. Так, при открывании двери из менее чистого помещения в более чистое, поток воздуха будет всегда направлен в менее чистую зону, что позволяет не вносить дополнительных загрязнений в самые чистые зоны технологического центра. Для поддержания заданного уровня избыточного давления определенное (рассчитанное при проектировании) количество воздушных решеток оснащены исполнительными механизмами, которые могут регулировать количество проходящего через них воздуха, закрывая/открывая жалюзи решетки. Эта автоматическая система объединяет в единый механизм системы подготовки воздуха, управления технологическими вытяжками, контроля доступа в помещения и обеспечивает обратную связь.

Например, при открытии двери из чистого коридора (область пониженного давления) в любой технологический участок (область повышенного давления) давление «стремится» выровняться. В этот момент система управления подготовкой воздуха, во-первых, приводит в движение жалюзи воздушных решеток, выравнивая давление внутри помещений к их заданным значениям. Во-вторых, обеспечивает управлением теплообменниками и парогенераторами, поддерживая температуру и влажность в заданных границах. В тот же момент система контроля доступа блокирует все остальные двери, реализуя локальное шлюзование, чтобы исключить перемешивание воздуха (а значит генерацию частиц) между различными чистыми зонами. При этом системы пожаротушения и газоанализа в режиме реального времени получают информацию о состоянии всех перечисленных подсистем, готовясь в любой момент «помочь» в случае нештатных ситуаций.

  
При этом одной из основных задач системы подготовки воздуха является обеспечение условий для штатного проведения технологических процессов. Практически все высокоточные технологические и метрологические операции в Центре крайне чувствительны к изменению температуры и влажности. Система подготовки воздуха и локальные климатические установки обеспечивают поддержание температуры с точностью до ±0,1ºС в зонах повышенных требований к температурной стабильности, таких, например, как участок электронно-лучевой литографии. Влажность поддерживается с точностью ±5%.

В НОЦ ФМН при проведении технологических операций используется широкий спектр растворителей, кислот, щелочей, химических реагентов, газов и т.д. Для предотвращения их возможного взаимодействия после протекания технологических процессов, вытяжка разделена на три подсистемы: химически стойкая, для воспламеняющихся веществ и отдельно вытяжка из газовых кабинетов. Такое разделение позволяет исключить даже гипотетическую возможность смешения отходов с образованием нештатных ситуаций. При этом все опасные продукты реакций и технологических процессов перед сбросом в вытяжку обязательно подаются в скруббера, где происходит нейтрализация опасных веществ.