用于操作洁净室的方法和控制设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于操作洁净室的方法以及一种用于洁净室的控制设备。洁净室包括工作室、室通风系统和控制设备，通过控制设备控制和/或调节室通风系统，通过室通风系统产生工作室内的空气交换率以及工作室和环境之间的压力差，其中控制设备包括用于记录代表操作参数的实际值的至少一个传感器设备。
【背景技术】
[0002]用于洁净室的这种方法和控制设备通常被用于控制和调节室通风系统。通过室通风系统，将供气提供到室，并将排气从室中排出，例如通过室中的相应传感器对空气温度或相对湿度进行监测。然后空气温度的变化使室通风系统以这样的方式被控制设备控制:对室的供气进行冷却或加热以维持或实现期望的空气温度。
[0003]此外，在洁净室中，其目的是在独立自足的可进入的工作室或在工作隔间内产生特别洁净的空气环境以防止实验样品或微电子元器件被例如细菌，微生物或尘土颗粒污染。为了这个目的，使用室通风系统在工作室内产生与工作室的环境相比大幅减少的颗粒浓度。同时，在工作室和环境之间产生永久压力差以防止颗粒进入工作室或从工作室离开。进一步地，需要个人进入工作室以进行工作活动。除了合适的工作服和可能的特殊工作设备，这些个人通常代表颗粒和污染物的最大来源。
[0004]除了工作室中理应引导污染物离开工作地点的适当气流外，对供给到工作室的空气进行多次过滤并持续供给到工作室以维持在限定值以下的颗粒浓度。所述限定值取决于工作室的根据诸如ISO 14644-1的标准的洁净度的等级。为了始终确保工作室中所需的压力差和颗粒浓度，对室通风系统永久地操作，这包括在工作室中不进行工作活动的时间以及个人出现在工作室中的时间。选择空气交换率以使一定数量的个人能够进入工作室，这导致颗粒浓度的急速增加而不会超过用于相关洁净室等级的可容许颗粒浓度。可选择地，可在工作室的入口处布置诸如停止灯的灯信号设备，这根据颗粒浓度控制进入或允许以及停止颗粒浓度的产生。
[0005]确保足够低的颗粒浓度，因此需要相应高的空气交换率。颗粒浓度基本上由室通风系统的运行通风机的旋转速度决定。由于通风机被持续性地操作并永久使用，这导致相对高的能源成本以及洁净室的操作成本。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的根本目的在于提出一种用于操作洁净室的方法和控制设备，通过该两者能够减少洁净室的操作成本。
[0007]所述目的由合并权利要求1的特征的方法，合并权利要求14的特征的控制设备以及合并权利要求15的特征的洁净室实现。
[0008]在根据本发明的用于操作洁净室的方法中，洁净室包括工作室、室通风系统和控制设备。通过控制设备控制和/或调节室通风系统，通过室通风系统产生工作室中的空气交换率以及工作室和环境之间的压力差，控制设备包括用于记录代表操作参数的实际值的至少一个传感器设备，其中通过控制设备以这样的方式调整空气交换率:实际值在目标值的范围内。
[0009]经由根据本发明的方法，确保在洁净室的操作期间的任何时间，在可进入的工作室中可得到相比于工作室的环境减小的颗粒浓度。同时，在工作室中永久地提供不会降到最小值以下的空气交换率，同时也永久地维持压力差。在工作室中是否具有相对于工作室的环境的正压力或负压力最初不重要。在洁净室的持续性操作期间，通过传感器设备对工作室的至少一个操作参数进行记录。所述操作参数如何被记录或测量是不重要的。基本的方面是工作室的实际值被记录，例如这也可以发生在工作室外，在室通风系统内或上。传感器设备记录的操作参数的实际值由控制设备进行加工并用于以这样的方式调整空气交换率:实际值在操作参数的目标值的范围内。
[0010]通过将空气交换率联系到根据目标值控制的已记录的实际值，可能在操作期间降低空气交换率，在操作期间，工作室完全不可进入或者只可被很少的个人进入。关于实际值的记录，基本上是空气交换率的变化能够影响所述实际值。在工作室可被进入或被一定数量的个人使用的操作期间，相关实际值或操作参数受到影响以便控制设备引发相对较高的空气交换率，进而将实际值维持在目标值的范围内并相应地控制实际值。通过以这种方式将空气交换率调整到工作室的使用，室通风系统的通风机的旋转速度因此在工作室中没有活动或者几乎没有活动的操作期间能够被降低。结果，在这些操作期间能够节省能量并且因而降低操作成本。
[0011]在方法中，尤其可设想的是在整个操作过程期间在工作室中产生永久且持续的正压力作为压力差。这样，因为通过正压力产生流出工作室的持续气流，可防止颗粒轻易地进入工作室。同时，如果要防止细菌或微生物从工作室逃离，也可能在工作室中产生负压力。
[0012]有利地，通过传感器设备，能够记录代表工作室中的空气质量和/或代表工作室的操作情况或操作参数的实际值和压力差。传感器设备然后能够同时记录压力差和实际值。实际值能够直接代表工作室的空气质量或与空气质量有原因地相关的操作参数或情况。还可能的是，例如传感器设备通过不同的传感器记录不同的实际值。优选地，记录能够定期性地或连续地发生以使控制设备能够通过调整空气交换率立即反应以改变实际值。
[0013]例如，通过传感器设备，能够记录门开度、空气温度、相对空气湿度、空气交换率、空气压力、运动强度、个人的数目、co2浓度和/或颗粒浓度或数目的实际值。尤其是用于颗粒浓度的实际值能够被用于控制空气交换率，因为当没有个人在工作室中时，颗粒浓度大幅降低。通过改变空气交换率，颗粒浓度的实际值还能够被容易地调整到目标值。这同样适用于空气温度，工作室中的空气温度被工作室内的个人或机器的使用升高。例如，通过简单地提高空气交换率而无需供气的能源密集型冷却，就可能调整空气温度。同样地，很容易调整相对空气湿度。也可以对空气交换率本身以及空气压力和压力差进行记录，以确保这些操作参数不会降到至少所需的目标值以下。此外，例如，工作室中个人的数目以及运动强度能够通过运动检测器或传感器进行记录，并且这些操作参数能够用于调整空气交换率，因为运动强度或个人数目的增加伴随着颗粒浓度、空气温度以及相对空气湿度的可预料到的增加。进一步地，通过测量工作室中或排气中的0)2浓度或者通过监测工作室的门开度，可能记录个人的数目并相应地调整空气交换率。
[0014]优选地，在室通风系统的排气中或工作室中的工作地点能够测量颗粒浓度。尤其是在工作地点，在工作地点的重要工作位置能够立即记录颗粒浓度，其中能够通过测量排气记录整个工作室的颗粒浓度。这样，还可能测量不同位置的颗粒浓度以安全地阻止超过限定值。
[0015]如果控制设备根据时间控制和/或工作室中的运动强度选择目标值，则能够实现将洁净室的能量消耗更好地调整到操作情况，其中用于操作期间的目标值或用于非活动期间的目标值可被选择为目标值。例如，如果以两班制对洁净室进行操作，可在允许工作室内相比较高颗粒浓度的非活动期间选择或设定目标非活动值，高颗粒浓度高得使在非互动期间个人不能进入工作室。
[0016]因此，优选地，在非活动期间，与操作期间相比，颗粒浓度、气温和/或相对空气湿度可被提高，或者颗粒浓度可被提高而气温和/或相对空气湿度可被降低，在这方面，取决于现在是哪种环境情况，诸如夏天或冬天。例如，在操作期间可提供在40%至50%的相对空气湿度下的20°C至22°C的空气温度，而在非活动期间可提供在25%至60%的相对空气湿度下的8°C至25°C的空气温度。因此，然后，能够大幅减小空气交换率。在操作期间，即在两班制期间，可选择或确定将导致允许个人进入的工作室内的颗粒浓度的目标活动值。还可能离散地或额外地记录工作室中的运动强度并根据运动强度的程度设定目标活动值或目标非活动值。由此，空气交换率和能量消耗一起能够被更好地调整到洁净室的操作要求。同样地，可能基于实际值为之前提到的操作参数中的一个或多个选择并设定目标值。
[0017]在方法的一个实施例中，压力差的控制可由空气交换率的控制取代。压力差可为上位控制变量，而空气交换率为下位控制变量。以这种方式，至少可以保证在洁净室的操作期间的任何时间在工作室和工作室的环境之间产生压力差。例如，可设定最小压力差。
[0018]有利地，室通风系统包括用于供气的第一通风机和用于排气的第二通风机，其中控制设备能够通过调整各个通风机的旋转速度控制压力差。还可以提供的是，例如在第一通风机和工作室之间在供气管中布置