أهمية المرافق الكهربائية في الغرف النظيفة

تعتبر المرافق الكهربائية المكونات الرئيسية للغرف النظيفة، وهي مرافق طاقة عامة مهمة لا غنى عنها للتشغيل العادي والسلامة لأي نوع من الغرف النظيفة.

تُعدّ الغرف النظيفة نتاجًا لتطور العلوم والتكنولوجيا الحديثة. ومع التطور السريع للعلوم والتكنولوجيا، تظهر باستمرار تقنيات وعمليات ومنتجات جديدة، وتزداد دقة المنتجات يومًا بعد يوم، مما يفرض متطلبات أكثر صرامة لنقاء الهواء. في الوقت الحاضر، تُستخدم الغرف النظيفة على نطاق واسع في تصنيع وبحث المنتجات عالية التقنية، مثل الإلكترونيات، والمستحضرات الصيدلانية الحيوية، والفضاء، وتصنيع الأدوات الدقيقة. يؤثر نقاء هواء الغرفة النظيفة تأثيرًا كبيرًا على جودة المنتجات التي تتطلب تنقية. لذلك، يجب الحفاظ على التشغيل السليم لنظام تكييف الهواء المُنقّي. من المعروف أن معدل جودة المنتجات المُصنّعة في ظل نقاء هواء مُحدد يمكن أن يرتفع بنسبة تتراوح بين 10% و30%. في حال انقطاع التيار الكهربائي، سيتلوث الهواء الداخلي سريعًا، مما يؤثر سلبًا على جودة المنتج.

تُعدّ الغرف النظيفة هياكل مُحكمة الإغلاق نسبيًا، تتطلب استثمارات ضخمة وتكاليف إنتاج عالية، وتستلزم تشغيلًا مستمرًا وآمنًا ومستقرًا. يؤدي انقطاع التيار الكهربائي في هذه الغرف إلى انقطاع إمداد الهواء، ما يعيق تجديد الهواء النقي وتصريف الغازات الضارة، وهو ما يُضر بصحة العاملين. حتى انقطاع التيار لفترة قصيرة يُسبب توقفًا مؤقتًا للعمليات، ما يُؤدي إلى خسائر اقتصادية فادحة. عادةً ما تُجهّز المعدات الكهربائية ذات المتطلبات الخاصة في الغرف النظيفة بوحدات تزويد طاقة غير منقطعة (UPS). تشمل هذه المعدات تلك التي لا تُلبي المتطلبات حتى مع استخدام وضع التزويد التلقائي بالطاقة الاحتياطية أو وضع التشغيل الذاتي الطارئ لمولدات الديزل، وتلك التي لا تُلبي المتطلبات باستخدام أجهزة تثبيت الجهد والتردد العامة، وأنظمة التحكم الحاسوبية في الوقت الفعلي، وأنظمة مراقبة شبكات الاتصالات، وغيرها. في السنوات الأخيرة، تكررت انقطاعات التيار الكهربائي في بعض الغرف النظيفة محليًا ودوليًا بسبب الصواعق والتغيرات المفاجئة في الطاقة الرئيسية، ما يُؤدي إلى خسائر اقتصادية كبيرة. لا يكمن السبب في انقطاع التيار الكهربائي الرئيسي، بل في انقطاع التيار الكهربائي للتحكم. كما أن الإضاءة الكهربائية عنصرٌ أساسي في تصميم الغرف النظيفة. ونظرًا لطبيعة عملية إنتاج منتجات الغرف النظيفة، فإنها تتطلب عادةً أعمالًا بصرية دقيقة، مما يستلزم إضاءة عالية الكثافة والجودة. وللحصول على ظروف إضاءة جيدة ومستقرة، بالإضافة إلى حل سلسلة من المشكلات كشكل الإضاءة ومصدرها وشدتها، من المهم ضمان موثوقية واستقرار مصدر الطاقة. ونظرًا لإحكام إغلاق الغرفة النظيفة، فإنها لا تقتصر على الإضاءة الكهربائية فحسب، بل يضمن استمرارها واستقرارها التشغيل الآمن والموثوق لمرافق الغرفة النظيفة، وإخلاء الأفراد بسلاسة وأمان في حالات الطوارئ. كما يجب توفير إضاءة احتياطية وإضاءة طوارئ وإضاءة إخلاء وفقًا للوائح.

تتطلب غرف التنظيف الحديثة عالية التقنية، والتي تشمل غرف إنتاج المنتجات الإلكترونية الدقيقة، بما في ذلك غرف إنتاج الإلكترونيات، والطب الحيوي، والفضاء، والآلات الدقيقة، والمواد الكيميائية الدقيقة، وغيرها، معايير صارمة متزايدة لنظافة الهواء، بالإضافة إلى مساحات واسعة وامتدادات كبيرة، حيث تعتمد العديد من هذه الغرف على هياكل فولاذية. تتسم عملية إنتاج منتجات غرف التنظيف بالتعقيد وتستمر على مدار الساعة. وتتطلب العديد من عمليات الإنتاج استخدام أنواع متعددة من المواد عالية النقاء، بعضها غازات أو مواد كيميائية قابلة للاشتعال والانفجار والسموم. وتتشابك قنوات التهوية لنظام تكييف الهواء في غرفة التنظيف، وقنوات العادم والتهوية لمعدات الإنتاج، وخطوط أنابيب الغازات والسوائل المختلفة. في حال نشوب حريق، ينتشر بسرعة عبر هذه القنوات. ونظرًا لضيق مساحة غرفة التنظيف، يصعب تبديد الحرارة المتولدة، مما يؤدي إلى انتشار الحريق بسرعة وتطوره بشكل كبير. تُجهّز غرف التنظيف عالية التقنية عادةً بعدد كبير من المعدات والأجهزة الدقيقة باهظة الثمن. إضافةً إلى ذلك، ونظرًا لمتطلبات النظافة الصارمة للأفراد والأشياء، فإن الممرات العامة في هذه المناطق تكون متعرجة ويصعب إخلاؤها. لذا، يحظى التكوين الصحيح لأنظمة الحماية في غرف التنظيف باهتمام متزايد في تصميمها وبنائها وتشغيلها. كما يُعدّ هذا الجانب من البناء من الأمور التي يجب على مالكي غرف التنظيف مراعاتها.

لضمان متطلبات التحكم في بيئة الإنتاج النظيفة داخل الغرف النظيفة، يُنصح عمومًا بإنشاء نظام مراقبة حاسوبي موزع أو نظام تحكم آلي لمراقبة مختلف معايير التشغيل واستهلاك الطاقة في نظام تكييف الهواء للتنقية، ونظام الطاقة العامة، وأنظمة إمداد المواد عالية النقاء. يتم عرض هذه المعايير وتعديلها والتحكم بها لتلبية المتطلبات الصارمة لعملية إنتاج المنتجات في الغرف النظيفة، مع تحقيق إنتاج المنتجات المحددة بجودة وكمية مضمونة وبأقل استهلاك ممكن للطاقة (توفير الطاقة).

تشمل المعدات الكهربائية الرئيسية ما يلي: معدات تحويل وتوزيع الطاقة، ومعدات توليد الطاقة الاحتياطية، ووحدات تزويد الطاقة غير المنقطعة (UPS)، ومعدات التحويل والتردد، وخطوط النقل والتوزيع لأنظمة التيار العالي؛ ومعدات الهاتف، ومعدات البث، ومعدات الإنذار الأمني، وغيرها لأنظمة أمن الاتصالات. بالإضافة إلى معدات الوقاية من الكوارث، ومعدات المراقبة المركزية، ونظام الأسلاك المتكامل، ونظام الإضاءة. يستطيع مصممو الأنظمة الكهربائية للغرف النظيفة، من خلال تطبيق التكنولوجيا الكهربائية الحديثة، وتكنولوجيا التحكم الهندسي الحديثة، وتكنولوجيا المراقبة الذكية الحاسوبية، توفير طاقة مستمرة وموثوقة للغرف النظيفة، فضلاً عن إتاحة فرص الإنتاج والتحكم والتشغيل والمراقبة للغرف النظيفة المؤتمتة. ويُشترط استخدام مثبتات جيدة لضمان التشغيل السليم لمعدات الإنتاج والمعدات المساعدة في الغرفة النظيفة، ومنع وقوع الكوارث المختلفة، وخلق بيئة إنتاج وعمل مثالية.