無(wú)塵潔凈室的氣流速度/換氣次數,一直是潔凈室設計中受到關(guān)注的問(wèn)題,隨著(zhù)潔凈室污染源的控制效果增加及末級過(guò)濾器效率的提高等,對有關(guān)規范、導則等提出的推薦或參考值是否偏于保守,已有不少討論;FFU在應用中人們擔心的噪音、損壞維修等問(wèn)題已在實(shí)踐中得到解決,隨著(zhù)FFU的不斷改進(jìn),對是否采用FFU回風(fēng)系統也是個(gè)熱點(diǎn):懸浮分子污染(AMC)的控制在微電子及IC工業(yè)中已日益提到日程上來(lái),受到關(guān)注。以下對這些問(wèn)題的情況分別作歸納和分析。
無(wú)塵潔凈室內一定潔凈度下氣流速度的確定,隨潔凈室用途等具體情況而異,它不僅受室內發(fā)塵量及過(guò)濾器效率還受其他因素影響,就工業(yè)潔凈室而言,影響潔凈度及選擇氣流速度的因素主要是:
?。?)室內污染源:建筑物組件、人員數量及操作活動(dòng)、工藝設備、工藝材料及工藝加工本身等都是塵粒釋放源,根據具體情況而異,變化很大;
?。?)室內氣流流型及分布:?jiǎn)蜗蛄饕缶鶆?、平等的流線(xiàn),但會(huì )受到工藝設備布置和位置變動(dòng)及人員活動(dòng)情況等的干擾形成局部渦流;而非單向流要求充混合,避免死角及溫度分層;
?。?)自?xún)魰r(shí)間(恢復時(shí)間)的控制要求:潔凈室中事故釋放或帶入污染物或空氣氣流的中斷或正常操作時(shí)的間歇性對流氣流或人及設備的移動(dòng)等都會(huì )造成潔凈度的惡化,恢復到原來(lái)潔凈度的自?xún)魰r(shí)間決定于氣流速度;對自?xún)魰r(shí)間的控制要求取決于此時(shí)間框架內(惡化的潔凈度下),對產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量及成品率影響的承受能力;
?。?)末級過(guò)濾器的效率:在一定的室內發(fā)塵量下,可采用較率的過(guò)濾器以降低氣流速度;為節能應考慮采用較率的過(guò)濾器,并降低氣流速度,或采用較低效率的過(guò)濾器并采用較高的氣流速度,以求流量與阻力的乘積zui小;
?。?)經(jīng)濟性考慮:過(guò)大的氣流速度造成投資及運行費用的增加,合適的氣流速度為以上諸因素合理的綜合,過(guò)大往往不必要,亦不一定有效果;
?。?)對潔凈度要求低的潔凈室,有時(shí)換氣次數決定于室內排熱的要求。
FFU系統的應用
FFU在使用壽命及維護上已經(jīng)實(shí)踐證明無(wú)可擔心。當前其改進(jìn)主要是:
?。?)采取均流及減少噪音的措施,噪音可在50db以?xún)?
?。?)電動(dòng)機采用DC/EC(電子整流電機),以耗較原交流電機節約近50%,因為小風(fēng)機所用小容量(功率<1/2HP)的交流電機,一般皆為電容分相式或隱極式,其效率僅40%左右,而DC/EC電機的效率可達75~80%;在調速控制上可每臺單獨的以過(guò)濾器降壓進(jìn)行控制以節約能耗,但目前投資回收期尚長(cháng)而未廣泛采用,一般常用分組群控或全部群控。
?。?)但FFU出口靜壓不能過(guò)大,一般采用出口風(fēng)速成0.38m/s,此時(shí)其靜壓一般在250Pa以?xún)取?/p>
FFU回風(fēng)系統與其他方式相比的優(yōu)點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
?。?)靈活性大,便于改造;
?。?)占用建筑物空間較少;
?。?)潔凈室內空氣壓力大于回風(fēng)靜壓室,排除靜壓室對潔凈室污染的可能性。
缺點(diǎn):
?。?)要求回風(fēng)道全部阻力(包括多孔地板、格柵及風(fēng)道)、干表冷器阻力及末級過(guò)濾器的阻力(在初阻力時(shí)),總共應控制在165Pa左右,以滿(mǎn)足運行時(shí)zui大阻力在250Pa以?xún)?。因此干表冷器的傳熱面積要較大,回風(fēng)道尺寸亦要較大,多孔地板及格柵等的阻力要小,一般作法是:控制干表冷器阻力在50Pa左右,回風(fēng)道阻力在15Pa以?xún)?,否則就需要再增設加壓風(fēng)機系統,這就是降低了FFU系統的綜合優(yōu)點(diǎn)。
?。?)采用DC/EC電機后,單位風(fēng)量的能耗可能比當前一般大型離心風(fēng)機的集中系統為低,但已有研究指出,比采用改進(jìn)后的大型軸流風(fēng)機的回風(fēng)系統的能耗還是要高。因此需要注意大型軸流風(fēng)機的效率提高及其系統的阻力降低的因素。
?。?)一般FFU系統由于單位風(fēng)量的能耗較大,因此潔凈室的冷負荷亦相應增加。
具體情況下的評價(jià)
?。?)FFU用于老建筑物改造成潔凈室時(shí),其綜合經(jīng)濟性一般往往可取。
?。?)潔凈度要求嚴的潔凈室,末級過(guò)濾器滿(mǎn)布率100%時(shí),對大的系統采用FFU,當前還是不經(jīng)濟的;對小系統有意義作具體比較。
?。?)對潔凈度要求不甚嚴的潔凈室,末級過(guò)濾器滿(mǎn)布率≤40%時(shí)對大系統綜合經(jīng)濟性往往相差不多,但對IC工廠(chǎng)而言FFU系統的靈活性是重要的,因此當前IC工廠(chǎng)對過(guò)濾器滿(mǎn)布率≤40%時(shí),采用FFU系統已經(jīng)普遍。
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