FFU送風方式在凈化空調(diào)系統(tǒng)與通風方式對比分析

FFU送風方式在凈化空調(diào)系統(tǒng)與通風方式對比分析:
1、FFU是隨著生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展，微電子工業(yè)對環(huán)境及其配套工程的要求越來越嚴格，其產(chǎn)品的成品率和可靠性主要取決于材料的純度和制造環(huán)境的潔凈度，對潔凈技術的要求越來越高。潔凈室（區(qū)）是指空氣懸浮粒子濃度、含菌濃度受控的房間（限定的空間）。

傳統(tǒng)的凈化空調(diào)系統(tǒng)主要采用集中送風方式，即空氣處理設備（加熱器、冷卻器、加濕器。粗效過濾器等）和風機均集中設置在空調(diào)機房內(nèi)，高效過濾器布置在系統(tǒng)的末端，并以集中的送、回風管道把空氣處理設備和潔凈室相連接。這種方式最大的缺點在于適應性較差，如果房間的潔凈度需要調(diào)整，幾乎是不可能的。近年來，凈化空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)了一種新的送風方式：風機過濾單元（Fan Filter Unit簡稱FFU）送風方式。該方式空氣由FFU送到潔凈室，從回風靜壓箱經(jīng)兩側(cè)夾道回至送風靜壓箱，在回風夾道設干式表冷器處理潔凈室內(nèi)負荷。新風處理機可集中設在空調(diào)機房內(nèi)，處理后新風直接送入送風靜壓箱。這種送風方式適應能力較強，在某半導體制造項目凈化空調(diào)系統(tǒng)采用了FFU送風方式，本文結(jié)合該工程實例與傳統(tǒng)的集中送風方式進行比較。

2、某半導體制造項目凈化空調(diào)系統(tǒng)
該項目一期工程主廠房凈化區(qū)，凈化等級1000級。凈化空調(diào)系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的集中送風方式，并增加100級凈化面積，但由于要提高凈化等級，凈化送風量須大幅度提高，對傳統(tǒng)的集中送風方式來講，主要設備循環(huán)機組需要更換，風道系統(tǒng)須重新設計，幾乎等于把原有系統(tǒng)作廢，并且上、下技術夾層高度已定，風量加大，風管變大，布置十分困難。最后，業(yè)主采取壓縮百級凈化面積，增加局部凈化設備等措施，但效果不理想。

業(yè)主要求空調(diào)凈化系統(tǒng)有一定的靈活性和適應性。二期工程空間布置采用開放式無隔間形式，凈化空調(diào)形式采用FFU送風方式。開放式生產(chǎn)區(qū)采用垂直單向流，頂部均布FFU，F(xiàn)FU的覆蓋率為25%，風速為0.38±0.05m/s；同時利用大量循環(huán)風，循環(huán)風與處理后的新風混合經(jīng)干冷卻盤管冷卻后，進入上部回風靜壓室，經(jīng)FFU加壓。過濾后送入生產(chǎn)區(qū)，其氣流流程如下:

回風→和新風混合→干冷卻盤管→FFU→生產(chǎn)區(qū)→回風格柵地板→回風

各凈化空調(diào)房間都送能滿足規(guī)范要求的新風，新風由新風處理機集中處理后送至各凈化房間，新風處理機裝置如下:

新風入口→初效過濾器→中效過濾器→化學過濾器→一次加熱盤管→蒸汽加濕器→兩級冷卻盤管→風機→二次加熱盤管→高效過濾器→送風出口。三、FFU通風方式與傳統(tǒng)的集中送風方式對比分析
（1）系統(tǒng)靈活，可隨時調(diào)整
FFU送風方式中FFU的大小都以的模數(shù)來布置，并且由于其特殊的節(jié)點構(gòu)造，可以隨時調(diào)整位置，以適應生產(chǎn)布局的調(diào)整。FFU采用開放式布置，如果今后需要分隔，可以很方便地進行改造。另一方面，如果生產(chǎn)區(qū)的潔凈度需要調(diào)整，可以通過增減FFU數(shù)量改變循環(huán)風量來實現(xiàn)。而這對于通常的集中送風的凈化系統(tǒng)來說幾乎是不可能的。調(diào)整時只影響改造區(qū)的生產(chǎn)，對非改造區(qū)幾乎沒有影響。

（2）出風均勻穩(wěn)定
FFU自帶風機和控制單元，出風很容易做到均勻穩(wěn)定，在集中送風系統(tǒng)需要靠風閥調(diào)節(jié)風量，在一期工程施工中風量平衡調(diào)節(jié)花了兩天多時間，并且有的區(qū)域并沒有完全滿足設計要求。按要求凈化空調(diào)運行一段時間后，應進行風量平衡的再調(diào)節(jié)，但根據(jù)回訪用戶得知，由于調(diào)整復雜，影響生產(chǎn)，沒有進行此項工作。二期工程中每個FFU帶有控制單元，所有控制單元由計算機控制，可以做到實時地調(diào)整。

（3）經(jīng)濟性
過去，由于FFU的價格居高不下，造成FFU送風方式造價很高。目前，許多國內(nèi)廠家紛紛推出FFU產(chǎn)品，大大降低了FFU送風方式的造價。在上文介紹的某半導體制造項目二期工程中，經(jīng)測算，F(xiàn)FU送風方式在空調(diào)系統(tǒng)方面的造價略高于集中送風方式。在高級別的潔凈室中，F(xiàn)FU送風方式所需要的上技術夾層高度比集中送風方式要低，在該工程二期工程中，潔凈區(qū)工作層層高7.2m，下技術夾層5.5m，上技術夾層6.5m。如采用傳統(tǒng)的集送風方式，經(jīng)測算，上技術夾層至少需要8m。這樣FFU送風方式土建成本下降了，總成本低于傳統(tǒng)中送風方式。在二期工程方案設計時，做了一個經(jīng)濟性比較（見表2）。

（4）負壓密封
FFU送風方式的靜壓箱為負壓，風口安裝的密封相對容易一些，而且即使出現(xiàn)泄漏，也是從潔凈室向靜壓箱泄漏，不會形成對潔凈室的污染。當然，F(xiàn)FU送風方式也有自身的缺點。

在低級別的潔凈室（千級以上），采用FFU送風系統(tǒng)需要大量的Ceiling Grid、FFU、架空地板，造價較高。而集中送風方式對于低級別的潔凈室可采用上送側(cè)下回的氣流形式，不使用架空地板，甚至在10萬級以上的潔凈室可采用上送上回的方式，連回風夾道都省了。

針對這種問題，出現(xiàn)了FFU的簡化系統(tǒng)，實際上就是集中送風和FFU的組合。該種方式取消架空地板和干冷卻盤管，采用上送側(cè)下回的氣流形式，室內(nèi)負荷由循環(huán)機組處理。例如，在某硅晶片生產(chǎn)廠房檢查室中就采用了這種方式。該室凈化級別為5級，采用新風機組+循環(huán)機組+FFU的空調(diào)方式。采用的氣流形式為頂部 FFU送風，房間側(cè)下百葉風口回風。系統(tǒng)原理圖見圖2。

FFU的另一個缺點是設備數(shù)量眾多而分散，不便于維護。而且FFU布置在吊頂上，維修有一定困難。而集中送風方式因設備較為集中，數(shù)量也少，易于維護。FFU不適用于對噪音要求有嚴格要求的場合，目前單個FFU的噪音一般在50dB（A）以上，幾十個幾百個甚至幾千個FFU一起工作。在上文介紹的某半導體制造項目一期工程百級凈化區(qū)實測噪聲值在56~62dB（A）之間。在二期工程百級凈化區(qū)實測噪聲值在67~69dB（A）之間。目前噪聲問題還是FFU的一項研究課題。

四、結(jié)論
由于FFU送風方式的靈活性，在微電子工業(yè)潔凈廠房中得到越來越多的應用。其應用方式有很多種，應根據(jù)項目的實際情況進行不同的應用，達到既保留其特點又減少其缺點的目的。在具體應用時還有以下幾點應該得到很好的解決:

（1）結(jié)合實際的工程特點選擇合適的FFU。FFU由于品牌的不同,自身的余壓差異比較大,系統(tǒng)設計時應盡量減少風道阻力，并且要對新風進行多級過濾,以確保FFU的風量下降不至太快。

（2）FFU的電效率直接關系到系統(tǒng)的能耗，選型時必須優(yōu)先選用高效的FFU。

（3）考慮FFU的維護。高效過濾器從潔凈室里面更換，電機需要在吊頂上面維護，靜壓箱無足夠的高度無法上面維護時，必須考慮從潔室內(nèi)部維護的可能性。

（4）FFU送風方式噪聲較大，設計時必須考慮消聲措施。

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