MAU+FFU+DCC潔凈空調(diào)系統(tǒng)是目前電子產(chǎn)業(yè)廣泛應(yīng)用的一種潔凈室空調(diào)技術(shù)，尤其是潔凈級(jí)別較高的垂直單向流潔凈室。隨著人們對(duì)于MAU+FFU+DCC這種空調(diào)系統(tǒng)理論分析的提高和實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的積累，以及制造水平的發(fā)展，系統(tǒng)成本也會(huì)得到很好的控制，應(yīng)用也將會(huì)有更廣闊的前景。

1 引言

為了保證生產(chǎn)產(chǎn)品的高精度、高純度和高成品率，對(duì)空氣的潔凈度有了更高的要求。潔凈室在電子、光伏、航天、醫(yī)藥等諸多行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。

2 電子行業(yè)潔凈室的特點(diǎn)

電子行業(yè)潔凈室在氣流組織、潔凈等級(jí)和溫濕度控制上都有它顯著的特點(diǎn)：

（1）氣流分布要求很均勻。潔凈廠房為維持室內(nèi)高潔凈度，必須帶走室內(nèi)所產(chǎn)生的微塵粒子，因此對(duì)氣流組織有嚴(yán)格的要求。

（2）溫濕度要求精度高并且恒定。由于電子產(chǎn)品的制造工藝對(duì)溫、濕度的變化極為敏感，所以在潔凈室里的工藝區(qū)域，空氣參數(shù)必須嚴(yán)格控制在極小的范圍內(nèi)。

（3）潔凈室內(nèi)新風(fēng)量大、換氣次數(shù)高。電子行業(yè)的潔凈室內(nèi)有諸如烘箱之類的工藝設(shè)備，產(chǎn)熱極大，這些熱量主要依靠工藝?yán)鋮s水和工藝熱排風(fēng)帶走，房間內(nèi)的各種大風(fēng)量排風(fēng)意味著需要補(bǔ)充大量經(jīng)熱濕處理過(guò)的新風(fēng)來(lái)維持室內(nèi)正壓。同時(shí)，為了維持房間高潔凈度就需要較多的換氣次數(shù)來(lái)過(guò)濾塵埃粒子。

（4）潔凈室空調(diào)冷負(fù)荷大并且濕負(fù)荷很小，熱濕比值接近+∞。電子行業(yè)的潔凈室一般都置于建筑物的中部，雖然通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量較小，但潔凈室內(nèi)工藝設(shè)備的發(fā)熱量相當(dāng)大，即全年需要排除室內(nèi)余熱量。

3 MAU+FFU+DCC潔凈空調(diào)系統(tǒng)

MAU+FFU+DCC系統(tǒng)即組合式新風(fēng)機(jī)組（Make-up Air Unit）+ 風(fēng)機(jī)過(guò)濾器單元（Fan Filter Unit）+ 干盤管（Dry Cooling Coil）系統(tǒng)。這種空調(diào)方式是將室外新風(fēng)經(jīng)過(guò)新風(fēng)機(jī)組處理后送入潔凈室的回風(fēng)夾道內(nèi)，干盤管負(fù)責(zé)處理空氣至所要求的參數(shù)，然后用FFU來(lái)循環(huán)空氣從而達(dá)到潔凈度要求的換氣量。通常新風(fēng)機(jī)組將新風(fēng)處理到室內(nèi)露點(diǎn)溫度，承擔(dān)新風(fēng)負(fù)荷及室內(nèi)濕負(fù)荷，干盤管承擔(dān)室內(nèi)的顯熱負(fù)荷，FFU負(fù)責(zé)循環(huán)及過(guò)濾空氣。即濕度由新風(fēng)機(jī)組負(fù)責(zé)，溫度由干盤管負(fù)責(zé)，潔凈度由FFU負(fù)責(zé)的空氣處理系統(tǒng)。MAU+FFU+DCC系統(tǒng)與其他方式相比有以下幾條優(yōu)點(diǎn)：

（1）靈活性大，滿布率高。對(duì)電子工廠而言潔凈空調(diào)系統(tǒng)的靈活性是很重要的。如果車間內(nèi)潔凈度隨工藝變化而須作區(qū)域性調(diào)整時(shí)，可通過(guò)改變FFU風(fēng)量或置換盲板來(lái)改變局部地區(qū)的潔凈度。當(dāng)密集布置時(shí)，滿布率可達(dá)85.5%。

（2）FFU上部頂棚為負(fù)壓，可起密封的作用。頂棚內(nèi)呈負(fù)壓，潔凈室內(nèi)空氣壓力大于頂棚內(nèi)的空間。如果FFU與支架密封處有縫隙，則由于頂棚內(nèi)為負(fù)壓使得未經(jīng)高效過(guò)濾的空氣不能進(jìn)入室內(nèi)，對(duì)保證潔凈室的潔凈度有利。

（3）空氣流動(dòng)系統(tǒng)的阻力小，出風(fēng)口的風(fēng)速低。干盤管的迎風(fēng)面積較大，空氣流動(dòng)阻力在50Pa左右，回風(fēng)夾道截面積亦大，回風(fēng)夾道阻力在15Pa以內(nèi)，多孔地板及格柵等的阻力也較小，回風(fēng)全部阻力總和在250Pa以內(nèi)。

（4）單位風(fēng)量的能耗較低。采用FFU后不需要再增設(shè)加壓風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)化整為零，不需專設(shè)機(jī)房，同時(shí)取消了送風(fēng)管路的阻力。當(dāng)FFU采用DC/EC（電子整流）電機(jī)時(shí)，出口風(fēng)速可在0.25～0.45m/s調(diào)整，電機(jī)的效率可達(dá)75%～80%，還可根據(jù)過(guò)濾器降壓進(jìn)行單獨(dú)的調(diào)速控制以節(jié)約能耗，所以單位風(fēng)量的能耗一般比大型離心風(fēng)機(jī)的集中系統(tǒng)要低。

4  MAU+FFU+DCC潔凈空調(diào)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)

MAU+FFU+DCC潔凈空調(diào)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的核心是確定換氣次數(shù)。由于按室內(nèi)空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算得出的總風(fēng)量一般與按室內(nèi)允許含塵濃度計(jì)算得出的總風(fēng)量不同，所以對(duì)應(yīng)于換氣次數(shù)也就有兩個(gè)不同的值。在設(shè)計(jì)FFU+DDC潔凈空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算出這兩個(gè)換氣次數(shù)，然后取用較大值。

如果最終確定的換氣次數(shù)對(duì)于空調(diào)冷負(fù)荷來(lái)說(shuō)有較多的富裕量，則可由DDC自控調(diào)整干盤管的進(jìn)水溫度和出風(fēng)參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫、濕度參數(shù)的穩(wěn)定。由于FFU電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱量較大，相當(dāng)于增加了室內(nèi)空調(diào)冷負(fù)荷，所以必須增加一部分風(fēng)量用于排除FFU產(chǎn)生的熱量。因此，在初步計(jì)算出通風(fēng)量和FFU臺(tái)數(shù)后，還要根據(jù)FFU產(chǎn)生的熱量修正確定總風(fēng)量和FFU臺(tái)數(shù)。

根據(jù)新風(fēng)風(fēng)量選擇新風(fēng)機(jī)組，新風(fēng)風(fēng)量應(yīng)滿足衛(wèi)生、正壓和補(bǔ)充排風(fēng)的要求。室內(nèi)正壓值由安裝在墻板上的泄壓閥調(diào)整。對(duì)于電子行業(yè)潔凈室來(lái)說(shuō)，室內(nèi)的工作人員較少，一般可根據(jù)正壓和補(bǔ)充排風(fēng)的要求確定最大的新風(fēng)風(fēng)量。根據(jù)新風(fēng)風(fēng)量和負(fù)荷選擇新風(fēng)機(jī)組，并確定新風(fēng)機(jī)組的過(guò)濾效率。根據(jù)回風(fēng)風(fēng)量計(jì)算干盤管的負(fù)荷，送風(fēng)量減去新風(fēng)量即是回風(fēng)量，由此得到回風(fēng)的比例，根據(jù)干盤管的負(fù)荷和潔凈室的回風(fēng)量選擇干盤管的型號(hào)、臺(tái)數(shù)。干盤管的進(jìn)水溫度

一般應(yīng)高于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度。

室內(nèi)人員發(fā)塵量計(jì)算，室內(nèi)發(fā)塵源主要包括人和建筑表面、設(shè)備表面以及工藝過(guò)程。確定了FFU的過(guò)濾效率和新風(fēng)機(jī)組的過(guò)濾效率后，便可以計(jì)算出FFU的送風(fēng)含塵濃度，根據(jù)潔凈室含塵濃度可以計(jì)算出換氣次數(shù)，換氣次數(shù)確定后便可以重新確定FFU的臺(tái)數(shù)。

5  工程設(shè)計(jì)實(shí)例

北京某液晶面板企業(yè)1000級(jí)潔凈室，面積為4萬(wàn)m2，體積為57.8萬(wàn)m3。采用MAU+FFU+DCC空調(diào)系統(tǒng)，回風(fēng)夾道回風(fēng)，新風(fēng)經(jīng)凈化處理后進(jìn)人頂棚。主要數(shù)據(jù)如下。

（1）各空氣狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)

各空氣狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)如下，室外空氣：干球溫度35.8℃，濕球溫度27.6℃，焓值87.57kJ/kg；室內(nèi)空氣：干球溫度23℃，相對(duì)濕度55%，焓值47.74kJ/kg；新風(fēng)機(jī)組機(jī)器露點(diǎn)溫度13.5℃，相對(duì)濕度95%，焓值38.81kJ/kg。

（2）根據(jù)空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算的總風(fēng)量和換氣次數(shù)

室內(nèi)空調(diào)的冷負(fù)荷為28698kW。初選FFU的尺寸為1200*1200mm，風(fēng)速為0.38m/s，風(fēng)量31.21m3/min，FFU的過(guò)濾效率為99.99%，總循環(huán)風(fēng)量1778.77萬(wàn)m3/h，計(jì)算FFU數(shù)量為9500臺(tái)。由除熱要求的換氣次數(shù)為30.77次/h。

（3）新風(fēng)機(jī)組的參數(shù)及干盤管的負(fù)荷

新風(fēng)量為90萬(wàn)m3/h，新風(fēng)機(jī)組的初效、中效、高效濾網(wǎng)的過(guò)濾效率分別為35%、85%、95%。回風(fēng)量1688.77萬(wàn)m3/h，回風(fēng)比s=0.949。計(jì)算出干盤管空氣露點(diǎn)溫度13.5℃，焓值41.72kJ/kg。干盤管的總負(fù)荷為36421kW。

（4）據(jù)潔凈室含塵濃度計(jì)算的換氣次數(shù)

室內(nèi)操作人員的發(fā)塵量為G=5064粒/（m3?min），室內(nèi)平均含塵濃度11766粒/m3，FFU的送風(fēng)含塵濃度8.786粒/m3。按均勻分布理論計(jì)算的換氣次數(shù)為25.84次/h，取ψ=l.19，則按不均勻分布理論計(jì)算的換氣次數(shù)為30.75次/h，比較后確定該潔凈室的換氣次數(shù)為30.77次/h。

潔凈室實(shí)際安裝的FFU數(shù)量為9538臺(tái)，3000*1600mm的干盤管470臺(tái)，350*1600mm的干盤管54臺(tái)。經(jīng)第三方測(cè)試結(jié)果顯示，潔凈室各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，滿足工藝要求。