哈爾濱市建筑設(shè)計(jì)院 趙微文摘：本文介紹磁頭生產(chǎn)廠潔凈空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容，給出了潔凈空調(diào)主要設(shè)計(jì)參數(shù)、空調(diào)系統(tǒng)型式。工程通過(guò)美國(guó)NEBB測(cè)試。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)兩年半的運(yùn)行，情況正常，符合產(chǎn)品生產(chǎn)的要求。

　　關(guān)鍵詞：潔凈室、空調(diào)、設(shè)計(jì)、磁頭、換氣次數(shù)、高效過(guò)濾器

　　Abstract：This paper introduces the related content of clean room air－conditioning system design of magnetic head factory，gives main design parameters and air－conditioning system type of clean room．The engineering passes American NEBB testing．Through two years' running， it proved that the clean room met production requirement．Key words：Clean room Air－conditioning Design Magnetic head Air exchange rate High efficient particle air filter

　　 1 概況

　　本工程為港資興建高科技電子廠，位于東莞市長(zhǎng)安鎮(zhèn)某科技園內(nèi)。該建筑兩層，局部三層，建筑面積10，700m2.設(shè)備樓與生產(chǎn)廠房相連，設(shè)備樓一層有發(fā)電機(jī)房、變壓器房。高低壓配電房，層高6.5m；二層為制冷機(jī)房，層高5.5m.廠房一層有潔凈車間、更衣室、小清洗房、大堂、鞋柜房。倉(cāng)庫(kù)、空調(diào)機(jī)房、工藝用純水房等，層高6.5m，其中潔凈區(qū)面積1，760m2；二層有潔凈車間、清洗房、鞋柜房、辦公室、空調(diào)機(jī)房等，層高6.5m，其中潔凈區(qū)面積2，370m2.潔凈車間內(nèi)主要有磁頭裝配生產(chǎn)線、清洗生產(chǎn)線、檢查測(cè)試生產(chǎn)線等。局部三層為空氣壓縮機(jī)房、倉(cāng)庫(kù)等。

　　根據(jù)甲方生產(chǎn)工藝要求，潔凈室系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)按美國(guó)聯(lián)邦209E有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。潔凈區(qū)總面積4，130m2，其中1OO級(jí)潔凈區(qū)面積3，040m2，1，000級(jí)潔凈區(qū)面積89Om2，10，000級(jí)潔凈區(qū)面積200m2.圖1、2為本工程一、二層平面圖。

　　2 主要設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)甲方生產(chǎn)工藝的要求及FS209E的相關(guān)規(guī)定，并參考《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ73－84.見(jiàn)表1.

　　3 潔凈空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3.1 潔凈空調(diào)換氣次數(shù)100級(jí)：換氣次數(shù)為400次／小時(shí)（斷面風(fēng)速0.36m／s）

　　1，000級(jí)：換氣次數(shù)為80次/小時(shí)10，000級(jí)：換氣次數(shù)為40次／小時(shí)100，0O0級(jí)：換氣次數(shù)為25次／小時(shí)3.2 潔凈空冷負(fù)荷夏季冷負(fù)荷包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷、人員負(fù)荷、照明負(fù)荷、生產(chǎn)設(shè)備負(fù)荷、空調(diào)機(jī)組內(nèi)風(fēng)機(jī)負(fù)荷、新風(fēng)負(fù)荷。其中，生產(chǎn)設(shè)備一項(xiàng)由甲方提供設(shè)備功率和設(shè)備的排氣量。經(jīng)計(jì)算，主潔凈室面積指標(biāo)1，170w／m2，清洗房面積指標(biāo)1，220W／m2. 3.3 潔凈室的新風(fēng)量和送風(fēng)量新風(fēng)量綜合考慮人員衛(wèi)生所需風(fēng)量、生產(chǎn)設(shè)備排風(fēng)量、維持潔凈室正壓所需風(fēng)量，經(jīng)計(jì)算得出。

　　100級(jí)潔凈室空調(diào)送風(fēng)量由冷負(fù)荷和焓差經(jīng)計(jì)算得出。

　　1，000級(jí)以下潔凈室的空調(diào)送風(fēng)量除由冷負(fù)荷和焓差的計(jì)算值外，還需考慮潔凈換氣次數(shù)，取二者的最大值。之所以與100級(jí)潔凈室不同，是由于空調(diào)方式不同。

　　3.4 100級(jí)主潔凈室（包括清洗房）的空調(diào)方式采用PAHU＋AHU＋FFU的空調(diào)方式，見(jiàn)圖3.

　　其中：PAHU為新風(fēng)處理機(jī)組（ Primary Air Handing Unit） ；

　　AHU為空氣處理機(jī)組（Air Handling unit）；

　　FFU為帶風(fēng)機(jī)的高效過(guò)濾器（Fan Filter Unit，eff.99.99％MPPS）。

　　系統(tǒng)中加PAHU，潔凈室正壓由PAHU風(fēng)機(jī)馬達(dá)變頻控制，同時(shí)使室外環(huán)境的變化對(duì)潔凈室的影響減小，對(duì)潔凈室的溫、濕度控制有利。一樓主潔凈室共設(shè)PAHU 3臺(tái)，新風(fēng)處理總量為30，000CMH，新風(fēng)處理到低于室內(nèi)空氣含濕量；AHU 5臺(tái)，空氣處理總量為394，000CMH.二樓主潔凈室共設(shè)PAHU3臺(tái)，新風(fēng)處理總量為39，500CMH；AHU 10臺(tái)，空氣處理總量為616，000CMH.每個(gè)車間均為獨(dú)立空調(diào)系統(tǒng)。凈化空調(diào)機(jī)組AHU將從室內(nèi)抽回的回風(fēng)與新風(fēng)機(jī)組PAHU處理過(guò)的新風(fēng)混合，經(jīng)過(guò)濾、冷卻、加濕等處理后，送至潔凈室天花板上的空間，再與由回風(fēng)技術(shù)夾墻回到天花板上的室內(nèi)空氣混合經(jīng) FFU送到室內(nèi)。生產(chǎn)設(shè)備的局部排風(fēng)由排風(fēng)機(jī)排至室外。

　　潔凈室氣流組織為上送下回單向流，天花上基本滿布FFU送風(fēng)，地板采用開(kāi)孔率為18％的架空地板，部分地板有調(diào)節(jié)閥，以調(diào)節(jié)氣流的流型。

　　3.5 　1000級(jí)更衣室和小清洗房這些輔助潔凈車間采用AHU加末端高效過(guò)濾器的空調(diào)方式。在空調(diào)送風(fēng)量由冷負(fù)荷和焓差的計(jì)算值小于由換氣次數(shù)的計(jì)算值很多時(shí)，采用二次回風(fēng)，以便潔凈室的溫、濕度控制，同時(shí)減小空調(diào)機(jī)組的初投資。

　　3.6 空氣處理主潔凈室的新風(fēng)經(jīng)PAHU的初、中效過(guò)濾后，再經(jīng)冷卻盤管處理后送給AHU.冷卻盤管的冷卻功能在新風(fēng)需除濕時(shí)由中央冷源提供冷凍水實(shí)現(xiàn)。

　　新、回混合風(fēng)經(jīng)AHU的過(guò)濾、冷卻、加熱、加濕處理：

　　a．冷卻：由中央冷源提供冷凍水流經(jīng)AHU盤管實(shí)現(xiàn)冷卻功能；

　　b．過(guò)濾：空氣經(jīng)置于AHU內(nèi)的初、中效過(guò)濾器的過(guò)濾，再經(jīng)末端高效過(guò)濾器送至室內(nèi)。

　　c．加熱：由裝在送風(fēng)管中的電熱器實(shí)現(xiàn)加熱功能，電熱器在此系統(tǒng)中只起輔助作用。

　　d．加濕：干蒸汽加濕器通過(guò)安裝于送風(fēng)管中的蒸汽噴管向空氣中加濕。加濕器為電熱式，其供水為RO水。

　　4　冷源設(shè)置和空調(diào)水系統(tǒng)本工程中空調(diào)面積7，100m2，夏季總計(jì)算冷負(fù)荷4，560kw.潔凈區(qū)冷負(fù)荷4，040kw，非潔凈區(qū)冷負(fù)荷520kw.非潔凈區(qū)包括辦公室、鞋柜房、大堂、倉(cāng)庫(kù)等。平均空調(diào)面積指標(biāo)669W／m2.設(shè)備樓二樓制冷機(jī)房設(shè)置 4臺(tái)法國(guó) CARRIER 373RT螺桿式冷水機(jī)組，型號(hào)為30HXC375，冷媒為R134a，冷凍水供回水溫度7℃／12℃，冷凍水泵和冷卻水泵各5臺(tái)，均為4用1備，并聯(lián)運(yùn)行。冷凍水泵型號(hào)為SPP150／40，每臺(tái)流量72L／S；冷卻水泵型號(hào)為SPP150／32，每臺(tái)流量87L／S.設(shè)備樓頂設(shè)菱和FT400冷卻水塔4臺(tái)，并聯(lián)運(yùn)行。圖4為制冷機(jī)房設(shè)備平面布置圖。

　　空調(diào)水系統(tǒng)為一次泵變水量水系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)水量的變化情況控制泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，同時(shí)供、回水主管之間設(shè)有壓差旁通控制，保證供、回水壓差的恒定及有足夠的水流過(guò)冷水機(jī)組的蒸發(fā)器。

　　冷凍水系統(tǒng)主要分兩路，分供一層和二層。水系統(tǒng)采用異程式，膨脹水箱設(shè)在局部三層的屋面。冷卻水按常規(guī)設(shè)置。

　　5　自動(dòng)控制系統(tǒng)本工程新風(fēng)機(jī)組風(fēng)機(jī)馬達(dá)采用變頻自動(dòng)控制，在保證衛(wèi)生的前提下，根據(jù)潔凈室靜壓調(diào)節(jié)變頻器，使?jié)崈羰业撵o壓不隨生產(chǎn)設(shè)備的排風(fēng)量的變化而變化，同時(shí)起到節(jié)能作用。

　　由于本工程對(duì)溫、濕度要求較高，夏季降溫、除濕均由表冷器實(shí)現(xiàn)，故采用溫、濕度PID輸出最大值的控制方法。AHU及PAHU的冷凍水量采用等百分比二通電動(dòng)調(diào)節(jié)間進(jìn)行控制。主潔凈室每臺(tái)AHU負(fù)責(zé)的區(qū)域較大，所以每臺(tái)AHU分別配 2－3個(gè)溫、濕度傳感器取平均值進(jìn)行溫、濕度的自動(dòng)控制。空調(diào)系統(tǒng)的除濕主要由PAHU來(lái)完成。

　　冷凍水系統(tǒng)方面采用負(fù)荷控制的方法確定冷水機(jī)組及相應(yīng)的水泵、水塔的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)。根據(jù)設(shè)定供、回水壓差自動(dòng)控制供、回水主管之間壓差旁通閥。

　　AHU回風(fēng)管內(nèi)設(shè)煙感探測(cè)器，在有火災(zāi)的情況下煙感探測(cè)器將信號(hào)傳給DDC，DDC會(huì)發(fā)出指令停AHU的風(fēng)機(jī)馬達(dá)，以防火災(zāi)的蔓延。另一方面，消防系統(tǒng)給一對(duì)干節(jié)點(diǎn)串聯(lián)到AHU配電箱的控制電路中，在該區(qū)有火災(zāi)信號(hào)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)自動(dòng)斷開(kāi)，AHU的風(fēng)機(jī)將停止運(yùn)行。這樣，在火災(zāi)情況停風(fēng)機(jī)這方面有雙重保險(xiǎn)。

　　6　工程調(diào)試與測(cè)試1999年4月末開(kāi)始進(jìn)行調(diào)試。首先空調(diào)機(jī)組開(kāi)機(jī)24小時(shí)后安裝高效過(guò)濾器，測(cè)試空調(diào)機(jī)組的送風(fēng)量，并調(diào)整到設(shè)計(jì)值。然后測(cè)量各高效送風(fēng)口的風(fēng)速并進(jìn)行調(diào)整，需反復(fù)調(diào)整，直至所有風(fēng)口的風(fēng)速調(diào)至要求的范圍內(nèi)。之后，進(jìn)行高效過(guò)濾器的檢漏工作，檢漏不合格的高效過(guò)濾器換下，重新安裝后需再測(cè)風(fēng)速、檢漏，直至合格為止。上述程序完成之后，測(cè)量潔凈度、溫度、濕度、正壓、照度、地板的導(dǎo)電率、噪聲。測(cè)試結(jié)果符合美國(guó)NEBB測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　7　結(jié)束語(yǔ)本工程99年5月竣工，運(yùn)行至今效果良好。

　　7.1　由于該潔凈室生產(chǎn)高科技電子產(chǎn)品，產(chǎn)量大，產(chǎn)品貴重，因此要求全年任何時(shí)間其環(huán)境參數(shù)均滿足生產(chǎn)要求。這樣在凈化空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)，不能按照空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)中歷年平均不保證時(shí)間所確定的室外設(shè)計(jì)參數(shù)，而是采用極端氣候參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

　　7.2　此類潔凈室由于潔凈級(jí)別、室內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備等原因，單位面積指標(biāo)可達(dá)1200w／m2. 7.3　新風(fēng)機(jī)組的空氣過(guò)濾要引起足夠的重視，以延長(zhǎng)末端高效過(guò)濾器的壽命。新風(fēng)機(jī)組的變頻對(duì)控制室內(nèi)靜壓的效果比較理想，同時(shí)又可節(jié)能，宜推廣使用。

　　7.4　由于此類潔凈室所需輔助廠房設(shè)施較多，因此吊頂內(nèi)各種管道很多，如空調(diào)風(fēng)管、電纜橋架、電氣線槽、壓縮空氣管道、真空管道、純水管道、消防管道、工藝?yán)鋮s水管道、氮?dú)夤艿赖龋�所以要求各專業(yè)在設(shè)計(jì)階段就要緊密配合。

　　參考文獻(xiàn)

　　1．美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)FS－209E

　　 2.《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ73－84