1379327227013793272270
潔淨室的氣流速度/換氣次數，一直是潔淨室設計中（zhōng）受到（dào）關注的問題，隨著潔淨室汙染源的控製效果增加及末級過濾器效率的提高（gāo）等，對有關（guān）規範、導則（zé）等提出的推薦（jiàn）或參（cān）考值是（shì）否偏於保（bǎo）守，已有不少討論。FFU在應用中人們擔（dān）心的噪（zào）音、損壞維（wéi）修等問題已在實踐中得（dé）到解決，隨著FFU的（de）不斷改進，對是否采用（yòng）FFU回風係統也是個熱點：懸浮分子汙染(AMC)的控製在微電子及IC工業中已日益提到日程上來，受（shòu）到關注（zhù）。
一（yī）、氣流速度
1、有（yǒu）關（guān）推薦或參考值的應用
潔淨室（shì）內一定（dìng）潔淨（jìng）度下氣（qì）流速度的確定（dìng），隨潔淨室用（yòng）途等具體情況而異，它不（bú）僅受室內發塵（chén）量及過濾（lǜ）器效率還受其他因素影（yǐng）響，就工業潔淨室而言，影響潔（jié）淨度及選擇氣流速度的因素主要是：
（1）室內（nèi）汙染源：建築物組件、人員數量及操作活動、工藝設備、工（gōng）藝材（cái）料及工藝加工本身等都是塵粒釋放源（yuán），根據具體情況（kuàng）而異，變化很大；
（2）室內氣流（liú）流型及分布：單向流要求均勻、平等的流線，但會受到工藝設備布置和位置變動及人員活動情況等的幹擾形成局部渦流（liú）;而非單向流要求充混合，避免死角及溫（wēn）度分層（céng）；
（3）自淨時間(恢（huī）複時間)的控製要求：潔淨室中事故釋放或帶入汙染物或空氣氣（qì）流的中斷或正常（cháng）操作時的間歇（xiē）性對流氣流或人及設備的（de）移動等都會造成潔淨度的惡（è）化，恢複（fù）到原來潔淨度的自淨時間決定於氣流速度;對自淨時間的控製要求取決於此時間框架內(惡化的潔淨度下)，對產品生產的質量及成品率影響的承（chéng）受能力；
（4）末（mò）級過濾器的效（xiào）率：在一定（dìng）的室內發塵量下，可采用較率（lǜ）的過濾器以降低（dī）氣流速度;為節能應考慮采用較率的過濾（lǜ）器，並（bìng）降低氣流速度，或采用（yòng）較低效率的過（guò）濾器並采（cǎi）用較高的氣流速度，以求流量與阻力（lì）的乘積zui小；
（5）經濟（jì）性考（kǎo）慮（lǜ）：過大的氣流（liú）速（sù）度造（zào）成投資及運行（háng）費用的增（zēng）加，合適的氣流速度為以上諸因素合理的綜合，過（guò）大往（wǎng）往不必（bì）要，亦不一定有效果；
（6）對潔淨度要求低的潔淨室，有時換氣次數決定於室（shì）內排熱的要求。
以上因素，皆很難量化，隻能分析對比並估計。因此在（zài）工程應用中，對潔淨（jìng）室的氣流速度往往參照有關規範、導則等的推薦或（huò）參考值，再按（àn）具體情況估（gū）計以上各影響因素進行綜合考慮後確定。
氣流速度（dù）用於單向流潔淨室（shì）；非單向流潔淨室宜用（yòng）換（huàn）氣次數，因為其氣流速度難於測準；亦有用末級過（guò）濾滿布率（lǜ）來反映的，可用於（yú）各種氣流（liú）流型的潔淨室，一般滿布（bù）率100%相對於流速0.5m/s(100fpm)，25%相對於0.125m/s(25fpm)。
注：
1、ISO14644-4對於氣流速度/換氣次數（shù）是明（míng）確作為參考資料的，表中所列僅適（shì）用於微（wēi）電子及IC工廠;對製藥廠隻列ISO5級氣流速度>0.2m/s，對ISO6～8級皆（jiē）未列出參（cān）考值；
2、(M)指混合流，N指非單向（xiàng）流，*指對汙染源已采取有效的隔離措施的潔淨區。如ISO/DIS14664-4提出的數值皆明確適用於那類潔淨室的。IEST的推薦值（zhí）亦是被（bèi）一些機構認為僅適（shì）用於半導（dǎo）體工廠。由（yóu）於具體情況（kuàng）變化較大，有的經驗值可能已不適合當前的室（shì）內塵源控製措施及過濾器效率提高的情況。
3、對有（yǒu）關推薦或參考值的討論
近年來不少人（rén）通過實驗認為這（zhè）些推薦或參考值過於保（bǎo）守，其論點可歸納為：
（1）潔（jié）淨室內氣流的橫向擴散隻在（zài）甚低的流速下才有可能（néng），單向流在合理的氣流（liú）組織下，流速0.05～0.1m/s就足夠（gòu）帶走汙染物，在（zài）此流速下亞微米粒子的（de）擴散性能遠低於（yú）對流性（xìng）能;而大於0.36m/s的氣流速度反而易千（qiān）百萬渦流，引起汙染物的（de）再卷入。因此，潔淨室的理想自淨時間（jiān）Tr=體積/流率，到一定值後由於汙染物的再卷入，再增大氣流速度，實際的Tr並不（bú）再有明顯的減少；
（2）末級過濾器的效率對潔（jié）淨（jìng）度的影響是值得起注意的。有的氣流速度/換氣次數推薦或（huò）參考值對（duì）末級過濾器效率（lǜ）提高（gāo）的因素往往沒作考慮。當前HEPA/ULPA的效率從99.67%、99.99%、99.999%、99.9995%直至8個9以上都可選擇。其效率對氣流速度的影響除以上已提及外，以下方麵亦值得引起注意，在非單向（xiàng）流情況下，按衡釋原理的潔淨室內含塵（chén）濃度穩定公（gōng）式可以得（dé）出：
（a）室內發塵量較高時，末級過濾器效率的變化對（duì）潔（jié）淨度影響甚（shèn）微，因此在這種情況下，過高的過濾效率是無必要的；
（b）室內發（fā）生（shēng）塵量較低的情況下，采（cǎi）用低（dī）的氣流速度下，末級過濾器（qì）效率的變速器變化，對潔淨度的影響增大。
有關數據：
新（xīn）風進末過濾器前的含塵濃度1.75×106個/m3
室（shì）內發生量：G1=350個/m3.min G2=3500個/m3.min G3=35000個/m3.min G4=350000個/m3.min
新風量對於全空氣量的（de）比率0.03。
當前有的IC工廠其ISO5級(0.3μm)的潔淨室，采用FFU係（xì）統（tǒng）,帶ULPA(99.9995%,0.12μm)，出口風速為0.38m/s，其滿布率為25%，這樣室內平（píng）均氣流速度為（wéi）0.095m/s，在各有關推（tuī）薦或參考值的下限下。此潔淨室的工藝加工在微環（huán）境內潔淨（jìng）室內的人員亦較少（shǎo），可以認為潔淨室內發生較低，這種情況下采用低的氣流速度可能是可取的。
據報道，目前IEST對潔淨室內氣流速度推薦值的下限有所降低，如：≤ISO5級：氣流速度（dù）0.2～0.5m/s; ISO6級或（huò）5級(非單向流);換氣次數（shù）>200次/h; ISO7級：換氣次數20～200次/h; ISO8級：換氣次數2～20次（cì）/h。
二（èr）、FFU係統的應用
1、當前FFU的情況
FFU在使用壽命及維護上已經實踐證明無可擔心。當前其改進主要是：
（1）采取均流及（jí）減少噪音的措施，噪音可在50db以內；
（2）電動機（jī）采用（yòng）DC/EC(電子整流電機（jī）)，以耗較原交流（liú）電機節約近50%，因為小風機所用小容量(功率<1/2HP)的交流電機，一般（bān）皆為電容分相式或隱（yǐn）極（jí）式，其效（xiào）率僅40%左右，而DC/EC電機的效（xiào）率可達75～80%;在調速控製（zhì）上可每台單獨的以過濾器降壓進行控製以（yǐ）節約能耗，但目前投資回收（shōu）期尚長而未廣泛采用，一般常用分組群（qún）控或全部群控；
（3）但FF瓣出口靜壓不能過大，一般采用出口風（fēng）速成0.38m/s，此時其靜壓一般在250Pa以內。
2、FFU回風係統與其他方式相比的優點
2.1一般評價
優（yōu）點（diǎn）：
（1）靈活性大，便於改（gǎi）造；
（2）占用建築物空間較少；
（3）潔淨（jìng）室內空氣壓力大於回風靜（jìng）壓室（shì），排除靜壓室對潔淨室汙染的可能性。
缺點：
（1）要求回風道全部阻力(包括多孔地板、格柵及風道)、幹表冷器阻力及末（mò）級過濾器的阻力(在初阻力時)，總共應控製在165Pa左右，以滿（mǎn）足運行時（shí）zui大阻力在250Pa以內。因此幹表冷器（qì）的傳熱麵積要較大，回風道尺寸亦（yì）要較大，多孔（kǒng）地板及格柵等的（de）阻力要小，一般作法是：控（kòng）製幹表冷器阻力在50Pa左右，回風道阻力（lì）在15Pa以內（nèi），否則就（jiù）需要再增設加（jiā）壓風機係統，這就是降低了FFU係統的綜（zōng）合優點；
（2）采用DC/EC電機後（hòu），單位風量的能耗可能比當前一（yī）般大型離（lí）心風（fēng）機的集中係統為低，但已有研究指出，比采用改（gǎi）進後的大型軸流風機的回風係統的能耗還（hái）是要高。因此需（xū）要注意大型（xíng）軸（zhóu）流風機的效率提（tí）高及其（qí）係統的阻力降低的因素；
（3）一般FFU係統由（yóu）於單位風量的能耗較大，因此潔（jié）淨室的冷負（fù）荷（hé）亦相應增加。
2.2具體（tǐ）情況（kuàng）下的評價
（1）FFU用於（yú）老建築物改造成潔（jié）淨室時，其綜合經濟性一（yī）般往往可取；
（2）潔（jié）淨度要（yào）求（qiú）嚴的（de）潔淨室（shì），末（mò）級（jí）過濾器滿布率100%時，對大的係（xì）統（tǒng）采用FFU，當前還是不經濟的；對小係統有意義作具體比較（jiào）；
（3）對潔淨度要求不甚嚴的潔（jié）淨室（shì），末級過濾器滿布率≤40%時對大係統綜合經濟性往往相（xiàng）差不多，但對IC工廠而言FFU係統的靈（líng）活性是重要的，因此當前IC工廠對過濾器滿布率≤40%時，采用FFU係統已經（jīng）普遍。
當前位置：