無(wú)塵室FFU過(guò)濾單元送風(fēng)方式在凈化空調系統
FFU送風(fēng)方式在凈化空調系統中的應用：
1、隨著(zhù)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(lái)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(shù)的要求越來(lái)越高。潔凈室（區）是指空氣懸浮粒子濃度、含菌濃度受控的房間（限定的空間）。

傳統的凈化空調系統主要采用集中送風(fēng)方式，即空氣處理設備（加熱器、冷卻器、加濕器。粗、中效過(guò)濾器等）和風(fēng)機均集中設置在空調機房?jì)?，高效過(guò)濾器布置在系統的末端，并以集中的送、回風(fēng)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(diǎn)在于適應性較差，如果房間的潔凈度需要調整，幾乎是不可能的。近年來(lái)，凈化空調系統出現了一種新的送風(fēng)方式：風(fēng)機過(guò)濾單元（Fan Filter Unit簡(jiǎn)稱(chēng)FFU）送風(fēng)方式。該方式空氣由FFU送到潔凈室，從回風(fēng)靜壓箱經(jīng)兩側夾道回至送風(fēng)靜壓箱，在回風(fēng)夾道設干式表冷器處理潔凈室內負荷。新風(fēng)處理機可集中設在空調機房?jì)?，處理后新風(fēng)直接送入送風(fēng)靜壓箱。這種送風(fēng)方式適應能力較強，在某半導體制造項目?jì)艋照{系統采用了FFU送風(fēng)方式，本文結合該工程實(shí)例與傳統的集中送風(fēng)方式進(jìn)行比較。

2、某半導體制造項目?jì)艋照{系統
該項目一期工程主廠(chǎng)房無(wú)塵室凈化區，凈化等級1000級（ISO6 級），局部100級（ISO5級）。凈化空調系統采用傳統的集中送風(fēng)方式，2011年該項目一期工程竣工，經(jīng)測試達到凈化等級要求。2013年因為工藝變化，業(yè)主希望對生產(chǎn)區分隔進(jìn)行調整，并增加100級凈化面積，但由于要提高凈化等級，凈化送風(fēng)量須大幅度提高，對傳統的集中送風(fēng)方式來(lái)講，主要設備循環(huán)機組需要更換，風(fēng)道系統須重新設計，幾乎等于把原有系統作廢，并且上、下技術(shù)夾層高度已定，風(fēng)量加大，風(fēng)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?jì)艋O備等措施，但效果不理想。2014年二期工程開(kāi)工，主廠(chǎng)房潔凈區凈化等級100 級（ISO5級），局部1級（ISO3級）?？照{、凈化參數見(jiàn)表1。

業(yè)主要求空調凈化系統有一定的靈活性和適應性。二期工程空間布置采用開(kāi)放式無(wú)隔間形式，凈化空調形式采用FFU送風(fēng)方式。開(kāi)放式生產(chǎn)區采用垂直單向流，頂部均布FFU，FFU的覆蓋率為25%，風(fēng)速為0.38±0.05m/s；同時(shí)利用大量循環(huán)風(fēng)，循環(huán)風(fēng)與處理后的新風(fēng)混合經(jīng)干冷卻盤(pán)管冷卻后，進(jìn)入上部回風(fēng)靜壓室，經(jīng)FFU加壓。過(guò)濾后送入生產(chǎn)區，其氣流流程如下:
回風(fēng)→和新風(fēng)混合→干冷卻盤(pán)管→FFU→生產(chǎn)區→回風(fēng)格柵地板→回風(fēng)各凈化空調房間都送能滿(mǎn)足規范要求的新風(fēng)，新風(fēng)由新風(fēng)處理機集中處理后送至各凈化房間，新風(fēng)處理機裝置如下:
新風(fēng)入口→初效過(guò)濾器→中效過(guò)濾器→化學(xué)過(guò)濾器→一次加熱盤(pán)管→蒸汽加濕器→兩級冷卻盤(pán)管→風(fēng)機→二次加熱盤(pán)管→高效過(guò)濾器→送風(fēng)出口。

三、FFU通風(fēng)方式與傳統的集中送風(fēng)方式對比分析
（1）系統靈活，可隨時(shí)調整
FFU送風(fēng)方式中FFU的大小都以Ceiling Grid的模數（如1200×600）來(lái)布置，并且由于其特殊的節點(diǎn)構造，可以隨時(shí)調整位置，以適應生產(chǎn)布局的調整。本工程生產(chǎn)區采用開(kāi)放式布置，如果今后需要分隔，可以很方便地進(jìn)行改造。另一方面，如果生產(chǎn)區的潔凈度需要調整，可以通過(guò)增減FFU數量改變循環(huán)風(fēng)量來(lái)實(shí)現。而這對于通常的集中送風(fēng)的凈化系統來(lái)說(shuō)幾乎是不可能的。調整時(shí)只影響改造區的生產(chǎn)，對非改造區幾乎沒(méi)有影響。

（2）出風(fēng)均勻穩定
FFU自帶風(fēng)機和控制單元，出風(fēng)很容易做到均勻穩定，在集中送風(fēng)系統需要靠風(fēng)閥調節風(fēng)量，在一期工程施工中風(fēng)量平衡調節花了兩天多時(shí)間，并且有的區域并沒(méi)有完全滿(mǎn)足設計要求。按要求凈化空調運行一段時(shí)間后，應進(jìn)行風(fēng)量平衡的再調節，但根據回訪(fǎng)用戶(hù)得知，由于調整復雜，影響生產(chǎn)，沒(méi)有進(jìn)行此項工作。二期工程中每個(gè)FFU帶有控制單元，所有控制單元由計算機控制，可以做到實(shí)時(shí)地調整。

（3）經(jīng)濟性
過(guò)去，由于FFU的價(jià)格居高不下，造成FFU送風(fēng)方式造價(jià)很高。目前，許多國內廠(chǎng)家紛紛推出FFU產(chǎn)品，大大降低了FFU送風(fēng)方式的造價(jià)。在上文介紹的某半導體制造項目二期工程中，經(jīng)測算，FFU送風(fēng)方式在空調系統方面的造價(jià)略高于集中送風(fēng)方式。在高級別的潔凈室中，FFU送風(fēng)方式所需要的上技術(shù)夾層高度比集中送風(fēng)方式要低，在該工程二期工程中，潔凈區工作層層高7.2m，下技術(shù)夾層5.5m，上技術(shù)夾層6.5m。如采用傳統的集送風(fēng)方式，經(jīng)測算，上技術(shù)夾層至少需要8m。這樣FFU送風(fēng)方式土建成本下降了，總成本低于傳統中送風(fēng)方式。在二期工程方案設計時(shí)，做了一個(gè)經(jīng)濟性比較。
（4）負壓密封
FFU送風(fēng)方式的靜壓箱為負壓，風(fēng)口安裝的密封相對容易一些，而且即使出現泄漏，也是從潔凈室向靜壓箱泄漏，不會(huì )形成對潔凈室的污染。當然，FFU送風(fēng)方式也有自身的缺點(diǎn)。

在低級別的潔凈室（千級以上），采用FFU送風(fēng)系統需要大量的Ceiling Grid、FFU、架空地板，造價(jià)較高。而集中送風(fēng)方式對于低級別的潔凈室可采用上送側下回的氣流形式，不使用架空地板，甚至在10萬(wàn)級以上的潔凈室可采用上送上回的方式，連回風(fēng)夾道都省了。

針對這種問(wèn)題，出現了FFU的簡(jiǎn)化系統，實(shí)際上就是集中送風(fēng)和FFU的組合。該種方式取消架空地板和干冷卻盤(pán)管，采用上送側下回的氣流形式，室內負荷由循環(huán)機組處理。例如，在某硅晶片生產(chǎn)廠(chǎng)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(fēng)機組+循環(huán)機組+FFU的空調方式。采用的氣流形式為頂部 FFU送風(fēng)，房間側下百葉風(fēng)口回風(fēng)。

FFU的另一個(gè)缺點(diǎn)是設備數量眾多而分散，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(fēng)方式因設備較為集中，數量也少，易于維護。FFU不適用于對噪音要求有嚴格要求的場(chǎng)合，目前單個(gè)FFU的噪音一般在50dB（A）以上，幾十個(gè)幾百個(gè)甚至幾千個(gè)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實(shí)測噪聲值在56~62dB（A）之間。在二期工程百級凈化區實(shí)測噪聲值在67~69dB（A）之間。目前噪聲問(wèn)題還是FFU的一項研究課題。

四、結論
由于FFU送風(fēng)方式的靈活性，在微電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房中得到越來(lái)越多的應用。其應用方式有很多種，應根據項目的實(shí)際情況進(jìn)行不同的應用，達到既保留其特點(diǎn)又減少其缺點(diǎn)的目的。在具體應用時(shí)還有以下幾點(diǎn)應該得到很好的解決:

（1）結合實(shí)際的工程特點(diǎn)選擇合適的FFU。FFU由于不同,自身的余壓差異比較大,系統設計時(shí)應盡量減少風(fēng)道阻力，并且要對新風(fēng)進(jìn)行多級過(guò)濾,以確保FFU的風(fēng)量下降不至太快。

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

（3）考慮FFU的維護。高效過(guò)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(wú)足夠的高度無(wú)法上面維護時(shí)，必須考慮從潔室內部維護的可能性。

（4）FFU送風(fēng)方式噪聲較大，設計時(shí)必須考慮消聲措施。

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