電子行業FFU如何設計？

一、電子行（háng）業潔淨室的特點
電子行業潔淨室除了要具有（yǒu）高效的淨化空氣特點和功能外，還需（xū）考慮（lǜ）以下幾點：
1、氣流分布要求很均（jun1）勻
潔淨空調室為維（wéi）持室內高潔淨度，必須去除室內所產生（shēng）的微塵粒子，因此對氣流組織有嚴格的要求。對於ISO3～ISO6級(1～1000級（jí）)的潔淨室目前采用上頂棚送風、下地板回風的垂直單向流氣流組織。對於（yú）ISO7～ISO8級(10000～100000級（jí）)的潔（jié）淨室常采用（yòng）上頂棚送風、下側回（huí）風口的非單向流氣流組織（zhī）。
2、恒溫（wēn）恒濕控製精度高
由於電子產品的製造（zào）工藝對溫、濕（shī）度變化極為敏感（gǎn），所以在潔淨室工藝區域的（de）空氣參數須嚴格（gé）控製在極小的範圍內。潔淨空調係統目前普遍采用了控（kòng）製靈活、性能可靠的直接數字控製係統，當室內空氣參數達不到設計（jì）要求時，可通過DDC控製係統來自動調（diào）節各閥門開大或關小。這樣就（jiù）不至於使房間溫、濕度波動太大，影響產品質量和成品率。
3、新風量大，換（huàn）氣次數高
在電子產品製造（zào）過程中需使用有毒的化學品，會（huì）產生有毒的廢氣，必（bì）須（xū）排出室外。為保持潔淨室內正壓和滿足（zú）衛生條件，必（bì）須補（bǔ）充大量新風。為了保持高潔（jié）淨度，潔（jié）淨室（shì）應有較高（gāo）的換氣次數，同時室內的空氣流速不能太（tài）大，一（yī）般在0.4m/s以下。
4、潔淨室空調冷負荷大但（dàn）濕負荷很（hěn）小，熱濕比值接近無限大
電子行業的潔淨室一般都置於建築物的（de）中部，雖然通（tōng）過圍護結（jié）構的（de）得熱量較小，但潔淨室內工藝設備的發熱量相當大，即全年需要（yào）排除室內餘熱量。潔淨室內一般無散濕源，工作人員也是密封在防塵服（fú）中（zhōng）。為了減（jiǎn）少靜電現象，空氣不能太（tài）幹燥，這就要求空調（diào）係統處理室內（nèi）回風時不（bú）能是減（jiǎn）濕過程。
二、FFU潔淨空調係統

上圖所示是電子行業潔淨室目前較常用（yòng）的（de）FFU潔（jié）淨空調係統示（shì）意圖。大循環量的（de）回風的冷卻由排數少、迎麵風速低（dī）、水溫（wēn）為12～17℃的換熱盤管承擔，回風從回風道到頂棚時經換熱盤管除去濕熱。由於該換熱器的盤管溫度高於回風的露（lù）點溫度，換熱器的表麵沒有（yǒu）液體水析出，故稱其為幹盤管。室外新（xīn）風經（jīng）新（xīn）風機組、粗中效過濾、預熱（rè）、降（jiàng）焓（hán）、減濕、再熱、高效過濾後送入頂棚。模塊化小型FFU安裝在頂棚框（kuàng）架上，空氣由FFU的風機加壓後（hòu）經過HEPA或ULPA過濾送入室內。
FFU係統與其它方式相比有以下優點：
1、靈活性大（dà），滿布率高
對IC工廠而言潔淨空調係統的靈活性是很重要的。如果車間內潔淨度隨工藝變化（huà）而需作區域性調整（zhěng）時，可通過改變FFU風量或置換盲板來改變（biàn）局部地區的潔淨度。當密集布滿時（shí），滿（mǎn）布（bù）率可達85.5%。
2、FFU上部頂棚（péng）為負壓，可起負壓密封作用
頂棚內呈（chéng）負壓，潔淨室內空氣壓力大於頂棚內（nèi）空間的壓力。如果FFU與支架密封處有縫隙，負壓使得未經高效過（guò）濾的空氣不能（néng）進入室內，對保證潔淨室的潔淨度有利。
3、風係統（tǒng）阻力小，出風口風速低（dī）
FFU的迎風麵積較大，空氣流動阻力在50Pa左右；回（huí）風道截麵積大，回風道阻力小於（yú）15Pa；多孔地板及隔柵等的（de）阻力較小。回風全部阻力(包括多孔地板、隔柵風道)、FFU阻力及末級過濾器的（de）阻（zǔ）力，總（zǒng）和小於250Pa。FFU出口風（fēng）速一般為（wéi）0.38～0.45m/s。
4、單位風量能耗低
采用FFU後不需要增設加壓風機，不需專設機房，同時避免了送風管路（lù）的阻力。當FFU采用DC/EC(電子整流)電動機時，電（diàn）動機的效率可達75%～80%，每（měi）台可根據過濾器壓降（jiàng）進行調速控製以節約能耗。所以單位風量的能耗一（yī）般比大型離心風機的集（jí）中係統低。

FFU潔淨空（kōng）調係統的空氣處理過程如上圖所示。室外新風W經新風機組淨（jìng）化、降溫、減濕、再熱處理後送入頂棚。為使（shǐ）潔淨室（shì）的溫濕度控製得更平穩，通常（cháng）將處理後的新風調整到（dào）潔淨室的要求狀態N，由DDC實現淨化新風的準確（què）控製。由（yóu）於新風機組采用了噴淋潔淨水的噴（pēn）淋段和再熱段，所以L點應是新風機器露點，位於N點的垂（chuí）直下方。經過安裝在回風道上的FFU處理（lǐ）後的H狀態回風在頂棚（péng）內與經過新風機組處理的新風（fēng）混合，形成0狀（zhuàng）態的送風，再由FFU加（jiā）壓過濾送入潔淨室內。送入室內的潔（jié）淨空氣吸（xī）收顯熱（rè）後變為室內狀態N，一部分由工藝設備的排風裝置排（pái）到室外，另一部分再經FFU處理後回用。整個空氣處理過程如下圖（tú）所示。

三、FFU潔淨空調係統設計
FFU潔淨空調係統設計的核心是確定（dìng）換氣次數。由於按室內空調冷負荷計算得出的風量（liàng）一般與按室內允許（xǔ）含塵濃度計算得出的總風量不同，所以對應於換氣次數也就有兩個不同的值。在設計FFU潔淨空調係統時，應分別計算出這兩個（gè）換（huàn）氣次數，然後取較大值。如（rú）果確定的換氣次數對於空（kōng）調冷負荷來說有較多的富餘量，則可由DDC調（diào）整FFU的進水溫度和出風參數來實現室內溫、濕度參數的確定（dìng）。
1、確定空氣處理過程中的各狀態（tài）點
W點為（wéi）室外空氣狀態點，取決於工程（chéng）所（suǒ）在地的氣象條件。工程（chéng）設計時Δt₀可根（gēn）據（jù）具體情況試算，一般情況下（xià）可在（zài）6～8℃範圍（wéi）內確定一個Δt₀初算值。根據Δt₀就可以確定送風狀態O點。L點為新風機組的機器（qì）零點。
2、根據潔淨室空調冷（lěng）負（fù）荷計算總風量和換氣次數
由空調冷（lěng）負荷要求的（de）總風量為：

式（shì）中，L₁為空調冷負荷要求（qiú）的總風量（m3/h）；
    Q為潔淨室空調冷負荷（kW）；
    h_N為室內空氣焓（hán）值（zhí）（kJ/kg）；
    h_o為送風焓值（kJ/kg）。
選用的FFU台數為：

式中，A_FFU為FFU台數（台）；
    l_FFU為單台FFU的風量（m3/min）。
由於FFU電（diàn）動機的（de）發熱量較大，相當於增加（jiā）了室內（nèi）空調冷負（fù）荷，所以必須增加一部分風量用於（yú）排（pái）除FFU產生的熱量。因此，在初（chū）步計算出通風量和FFU台數（shù）後，還要根（gēn）據FFU產生（shēng）的熱量用上式修正（zhèng）確定總風量和FFU台數。選定FFU的過濾器型號後，就可以從產（chǎn）品性能表（biǎo）中查到FFU對粒徑≥0.5um塵粒的計數總效率。
空調冷負荷要求的換（huàn）氣次數為（wéi）：

式中，n₁為空調冷負荷要（yào）求的換氣次數（次/h）；
    V為潔淨室體（tǐ）積（m3）。
3、根據新風量選擇新風機組
對於電子行（háng）業潔淨室來（lái）說，室內日工作（zuò）人員較少，一般（bān）可以根據正壓和補充排風的要求（qiú）確定新風量（liàng），即（jí）：

式中，L_x為新風量（m3/h）；
    L_P為工藝設備的排（pái）風量（m3/h）。
新風機組的製冷量為：

式中，Q_X為新風機組的製冷量（kW）；
    h_W為室外空氣焓值（kJ/kg）；
    h_L為新風機組（zǔ）的機器露點焓值（kJ/kg）。
根據計算（suàn）得出的新風量和負荷選擇新風機組，並確定新風機組的初（chū）效、中效、高效濾網的過（guò）濾效率。
4、根據回風風量計算FFU的負荷
送風量減去新風量即是回風量，由此得到回風的比例，然（rán）後確定回風經過FFU的狀態（tài）點H，回風比與其它狀態點參數的關係（xì）式為：

式中，S為循環風（回風）的比例；
    h_H為經過（guò）FFU處理後的空氣焓值（kJ/kg）。
FFU的負荷為Q_g=L_h（h_N-h_H）*1.2/3600
式中（zhōng），Q_g為FFU的負（fù）荷（kW）；
    L_h為（wéi）潔淨室的回風量（m3 /h）。
根據FFU的負荷和（hé）潔淨（jìng）室的回風量（liàng）選擇FFU的型號、台（tái）數（shù），並進一（yī）步算出FFU的風壓損失、水量、冷量、回水溫度。FFU的進水溫度一般高於室內空氣狀態點N的露點溫度。
5、室內人員發塵量計算
室內發塵源主要包括人和建築表麵、設備表麵以及工藝過（guò）程。潔淨室內的灰塵主要來自於人，一般占總量的80%～90%，室（shì）內人員的發塵量可用下（xià）式計算：

式中，G為室內人員的發塵量（liàng）［pc/（m3.min）］；
    q為室內人員密度（dù）（人/m3）；
    β為勞動強度係數，一般為5，強度高為7，強度低為3。
6、FFU的送風含塵濃度
確定了（le）FFU的過濾（lǜ）效率和新風（fēng）機組的過濾效率後，可（kě）由下（xià）式（shì）計算FFU的送風含塵濃（nóng）度。

式中，N_s為FFU的送風含塵濃度（pc/L）；
    S為循環風（回（huí）風）的比例；
    α_FFU 為FFU對（duì）粒徑≥0.5um塵粒的計數（shù）總效（xiào）率；
    α_c為新（xīn）風機組粗效空氣過濾器對粒徑≥0.5um塵粒的計數總效率（lǜ）；
    α_z為新風機組中效空氣過濾器對粒徑（jìng）≥0.5um塵粒的計數總效率；
    α_m為新風機組末級空氣過濾（lǜ）器對粒徑≥0.5um塵粒的計數總效率；
    N_r為回風濃度（pc/L），工程設計（jì）計算時可采用（yòng）室內平均含塵濃度（dù）N；
    M為大氣塵濃度（pc/L）。
7、根據潔淨室（shì）含塵濃度計算換氣次數
潔淨室的換（huàn）氣次數可根據其含塵濃（nóng）度采用下式計算：

式中，n_c為潔淨室含塵濃度計算的換氣次數（次/h）；
    N為潔淨（jìng）室要求達（dá）到的含塵濃度（pc/L）；
    Ψ為潔淨室不*分（fèn）布係數。
比較n_c和n₁，取其中大值作為確定的（de）換氣次數。如果選用了n_c，還要重新確定FFU的台數。
潔淨（jìng）室不*分布係數（shù）（頂送風口）