隨著我國(guó)信息技術(shù)的飛速發(fā)展,近年來(lái)大規(guī)模、高級(jí)別的潔凈廠房(或稱為超級(jí)潔凈廠房)紛紛建造。這種廠房的特點(diǎn)是中心為大面積的潔凈生產(chǎn)區(qū)域?qū)樱?,區(qū)域內(nèi)布置特定工藝區(qū)和中央走廊,關(guān)鍵處設(shè)置高潔凈度的產(chǎn)品走道和微環(huán)境裝置。上層的巨大空間用于布置送風(fēng)管網(wǎng)或用作送風(fēng)靜壓箱;其下層準(zhǔn)設(shè)施層)是用來(lái)安排從潔凈區(qū)移出去的設(shè)備、工藝設(shè)施以及中央公共設(shè)施的管網(wǎng);在設(shè)施層和工藝層之間設(shè)有回風(fēng)空間;潔凈區(qū)域周圍設(shè)置豎井用于回風(fēng)。系統(tǒng),集中將新風(fēng)直接處理到室內(nèi)狀態(tài)的露點(diǎn),然后進(jìn)入循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)。循環(huán)風(fēng)通道中設(shè)置干式冷盤(pán)管,處理室內(nèi)顯熱負(fù)荷。所不同的只是循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有不同的解決方法。
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亞太凈化,專業(yè)承接各行業(yè)車間無(wú)塵無(wú)菌凈化工程,電話:133053461591、無(wú)塵車間凈化工程新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
空氣好凈化潔凈廠房的主要支撐系統(tǒng)是中央公用設(shè)施,往往集中布置潔凈區(qū)域的周圍或設(shè)置在獨(dú)立的專用大樓中。另外還設(shè)置了安全系統(tǒng),它包括火災(zāi)的檢測(cè)及預(yù)報(bào)系統(tǒng);火及噴水系統(tǒng);煙霧檢測(cè)和排煙系統(tǒng),化學(xué)品的檢測(cè),緊急狀況的控制系統(tǒng)、儲(chǔ)存系統(tǒng)。
由于關(guān)鍵的工藝生產(chǎn)要求以及不斷地更新?lián)Q代對(duì)環(huán)境控制十分苛刻,特別是系統(tǒng)的可靠性、靈活性與安全性,設(shè)備容量與節(jié)能,余量與備用以及環(huán)境、有嚴(yán)格要求。為滿足關(guān)鍵生產(chǎn)要求,在工藝層中設(shè)置的微環(huán)境中可達(dá)到非常高的潔凈度(0.1μm1級(jí)),其他生產(chǎn)區(qū)域的清潔度水平也必須達(dá)到1000級(jí)或更多的單向流氣流技術(shù)(消除粉塵污染的能力)和隔離技術(shù)(隔離外界對(duì)工藝環(huán)境的影響)。單向流速一般為0.35m/s。為了響應(yīng)成本低、時(shí)間短的新產(chǎn)品,特別強(qiáng)調(diào)送風(fēng)模式的靈活性、可靠性和安全性,可以簡(jiǎn)單地根據(jù)工藝分布和工藝環(huán)境的最新要求進(jìn)行更改。由于工藝更新快,工藝設(shè)備占很大比例,變化頻繁。因此,設(shè)計(jì)概念和相應(yīng)的送風(fēng)系統(tǒng)模式特別注意系統(tǒng)的剩余和備用。
亞太凈化,專業(yè)承接各行業(yè)車間無(wú)塵無(wú)菌凈化工程,電話:133053461592、潔凈廠房的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)模式
近年來(lái)潔凈廠房出現(xiàn)三種系統(tǒng)模式,主要的區(qū)別在于循環(huán)風(fēng)系統(tǒng),通常有分散式循環(huán)風(fēng)機(jī)組、風(fēng)機(jī)豎井和風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組(簡(jiǎn)稱FFU)。進(jìn)一步分析和比較我國(guó)大量機(jī)組模式的特點(diǎn),以及其他兩種送風(fēng)模式。
(2.1)分散式循環(huán)風(fēng)機(jī)組
這種循環(huán)風(fēng)機(jī)組是分散布置的組裝式空氣處理機(jī)組,典型為干式冷盤(pán)管與離心風(fēng)機(jī)組成。直接安裝在潔凈工藝層的上部,回風(fēng)豎井布置在大樓的兩側(cè),生足夠的壓頭(650Pa左右)來(lái)滿足氣流流經(jīng)回風(fēng)通路上各個(gè)部件所需要的靜壓,也可大大延長(zhǎng)末端過(guò)濾器的壽命。但是當(dāng)總流量增加太大時(shí),風(fēng)機(jī)尺寸、地噪聲也相應(yīng)增大。送風(fēng)靜壓箱設(shè)置在送風(fēng)機(jī)組和過(guò)濾器頂棚之間,使得送風(fēng)靜壓箱內(nèi)的壓力仍高于潔凈工藝層。
(2.2)風(fēng)機(jī)豎井
可利用大樓兩側(cè)(或隧道)空間安裝循環(huán)機(jī)組,則軸流風(fēng)機(jī)最為合適。并將消聲器結(jié)合一起,相當(dāng)緊湊高效,因此也很經(jīng)濟(jì)。由于屋架不必承受循環(huán)機(jī)輕,建筑結(jié)構(gòu)也合理。在屋頂和過(guò)濾器吊頂之間布置送風(fēng)靜壓箱,送風(fēng)靜壓箱內(nèi)的壓力高于潔凈工藝層,為此不得不采用液槽密封。即在頂棚格柵中的液槽液體的密封膠,周圈帶刀口的空氣過(guò)濾器插入密封膠中,造成了與液式頂棚格柵之間的氣密性密封。安裝與變更空氣過(guò)濾器(或盲板)也較方便。軸流風(fēng)機(jī)相對(duì)較低的靜壓高效地輸送更多的空氣,并可方便、高效地變化風(fēng)量。它所產(chǎn)生的靜壓與流量比完全符合典型的高級(jí)別潔凈室運(yùn)行工況。
(2.3)風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組(FFU)
典型的風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組由內(nèi)裝式離心機(jī)、消聲裝置和高效過(guò)濾器(HEPA或ULPA由過(guò)濾器組成,緊湊地組裝在一個(gè)金屬盒子里。風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組(或盲板)可直接設(shè)置在清潔工藝層的天花板上,形成不同級(jí)別的清潔區(qū)域。風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組很容易循環(huán)風(fēng),但不能產(chǎn)生太大的靜壓??諝馔ㄟ^(guò)機(jī)組內(nèi)部過(guò)濾器后,幾乎沒(méi)有多少動(dòng)力來(lái)克服外部系統(tǒng)的阻力。
以上三種概念都具有很高程度的靈活性,在潔凈廠房中均得以普遍采用??墒怪虚g工藝層能夠十分方便接受高潔凈度的空氣,變更潔凈區(qū)域。系統(tǒng)回風(fēng)間進(jìn)行,所有設(shè)施管道可以方便地根據(jù)設(shè)備變更或移位來(lái)配接,所有潛在污染源都能夠封閉或排除,以防止交叉污染。以下將對(duì)這三種模式進(jìn)行分析與比較使整個(gè)系統(tǒng)降低造價(jià)、節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用以及提高能量利用效率。
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亞太凈化,專業(yè)承接各行業(yè)車間無(wú)塵無(wú)菌凈化工程,電話:133053461593、三種送風(fēng)模式的比較
循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)有三個(gè)目的:溫度控制、塵??刂坪蜌饬骺刂?。主要目的去除潔凈廠房塵粒和熱量。循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)量取決于潔凈廠房的潔凈度級(jí)別。盡均可滿足循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)的要求。但是由于循環(huán)風(fēng)輸送系統(tǒng)的能耗占了很大比例,不得不使我們重視它的能效。
近年來(lái)風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組在我國(guó)大量采用主要有如下原因:(1)風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組的本身的優(yōu)越特性,如設(shè)置靈活、能適應(yīng)工藝變更,頂棚不易滲漏,頂棚格柵和密封軸流風(fēng)機(jī)的偏見(jiàn),如風(fēng)壓低、噪聲大等。(3)與分散式循環(huán)風(fēng)機(jī)組相比,可降低建筑物高度。(4)隨著微環(huán)境的使用,工藝層潔凈度級(jí)別降低,風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組造價(jià)有競(jìng)爭(zhēng)力
(3.1)誠(chéng)然近年來(lái)空氣好凈化風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組性能已有很大的提高,解決了出風(fēng)速度均勻性、振動(dòng)、噪聲和故障率等問(wèn)題。新型風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組中風(fēng)機(jī)刷、電子整流直流電動(dòng)機(jī),可無(wú)級(jí)變速。用霍爾效應(yīng)(Hall-effect)傳感器使控制線能夠準(zhǔn)確調(diào)整電機(jī)電壓與風(fēng)機(jī)所需扭矩的匹配,電機(jī)效應(yīng)提高75%~80%。效率的提高帶來(lái)了更安靜的運(yùn)行效果,增強(qiáng)了其競(jìng)爭(zhēng)力??刂破鬟€可以在遠(yuǎn)處監(jiān)測(cè)和控制風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度。同樣,監(jiān)控和控制每個(gè)風(fēng)扇過(guò)濾器單元的開(kāi)口。其他兩種方案無(wú)法準(zhǔn)確控制和監(jiān)控每個(gè)風(fēng)扇過(guò)濾器單元的運(yùn)行。然而,風(fēng)扇過(guò)濾器單元的昂貴設(shè)備成本也是其他兩種方案?jìng)涞淖罡吲潆娫O(shè)施成本和自動(dòng)化成本。雖然它的電機(jī)要小得多,但它的數(shù)量要多得多。雖然通過(guò)降低監(jiān)測(cè)功能,但風(fēng)扇過(guò)濾單元的自動(dòng)化成本可以降低損壞系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)。相比之下,風(fēng)扇過(guò)濾單元的外部余壓較?。?00Pa左右)需要較寬的回風(fēng)豎井和較大的冷卻盤(pán)管面積來(lái)降低斷面風(fēng)速,減少系統(tǒng)增加其他性能的過(guò)濾器。從結(jié)構(gòu)上看,風(fēng)扇過(guò)濾器單元可以降低過(guò)濾器天花板的成本。但由于液槽密封天花板非常成熟,生產(chǎn)量大,價(jià)格一再下降。兩者都建造了。風(fēng)扇過(guò)濾器單元確實(shí)可以簡(jiǎn)化過(guò)濾器天花板的密封性。但由于機(jī)組過(guò)濾器上方的壓力高于潔凈室區(qū)域,機(jī)組過(guò)濾器和外殼泄漏仍是一個(gè)大問(wèn)題,粉塵顆粒仍是區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)然,這(泄漏)最初是一個(gè)施工問(wèn)題,現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題,但隱患仍然存在。
(3.2)按以往的經(jīng)驗(yàn),軸流風(fēng)機(jī)應(yīng)是三種風(fēng)機(jī)類型中噪聲與振動(dòng)最大的,產(chǎn)生的靜壓不足以克服凈化系統(tǒng)的阻力。另外還必須采取額外消聲措施,這本及額外的靜壓損失。為此在空調(diào)領(lǐng)域中絕大多數(shù)場(chǎng)合都采用離心風(fēng)機(jī)。但是離心風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)的性能不僅僅看靜壓或流量的數(shù)值,而是考慮所產(chǎn)生的流對(duì)高級(jí)別潔凈廠房來(lái)說(shuō),軸流風(fēng)機(jī)的流量與靜壓比值最具合理性。兩者性能的比較是相對(duì)的。通常兩者的最后選擇,并不取決于各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)而是取決和思路。必須注意現(xiàn)在使用的軸流風(fēng)機(jī)己完全不是過(guò)去的概念了,己將先進(jìn)的風(fēng)機(jī)工程學(xué)與空氣動(dòng)力學(xué)以及聲學(xué)制造的消聲器結(jié)合起來(lái)。為獲得預(yù)期的性能的制造必須在嚴(yán)格的公差范圍內(nèi);風(fēng)機(jī)機(jī)體必須是完美地接近圓柱形,這樣與風(fēng)機(jī)葉輪的間隙達(dá)到最小。因此風(fēng)機(jī)機(jī)體不僅是一個(gè)鈑金件,而且還是轉(zhuǎn)速及兩種變流量裝置,能夠使風(fēng)機(jī)達(dá)到最佳性能。進(jìn)口及出口的消聲器也是設(shè)計(jì)定制,從而不需消耗高靜壓的消聲器也能達(dá)到最大噪聲衰減的性能。除了提高以軸流風(fēng)機(jī)組豎井設(shè)備的設(shè)置也得以簡(jiǎn)化,維護(hù)更方便。每個(gè)風(fēng)扇都安裝在一輛可移動(dòng)的汽車上,雕刻裝置通常是固定的,并連接到出入口的消聲器。通常,這些修理,因?yàn)樗鼈冎皇且粋€(gè)可移動(dòng)的部件。當(dāng)需要修理或更換風(fēng)扇時(shí),可以拆卸風(fēng)扇與消聲器的連接,用簡(jiǎn)單的牽引帶從空氣通道中滾出,送出相鄰的維護(hù)要求。可選擇具有有有機(jī)外靜壓能力的軸流風(fēng)機(jī),以克服前過(guò)濾器或化學(xué)過(guò)濾器等部件的阻力。更合適的外部靜壓為400Pa。
(3.3)現(xiàn)在分散式循環(huán)風(fēng)機(jī)組大多采用了無(wú)蝸殼風(fēng)機(jī),性能也有所提高。但是新型的軸流風(fēng)機(jī)性能卓越,越來(lái)越多的機(jī)組設(shè)置在非潔凈區(qū),在三種方維修最方便,對(duì)潔凈工藝層影響最小。它要求廠房的高度最高,但無(wú)需那么大的建筑寬度。對(duì)于分散式循環(huán)機(jī)組來(lái)說(shuō),建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)機(jī)平臺(tái)必不可少,而另要。由于機(jī)組內(nèi)設(shè)置冷卻盤(pán)管面積,冷凍水必須接入屋頂?shù)拿總€(gè)循環(huán)機(jī)組中去。存在著水的隱患。這是安裝在上層的分散式循環(huán)風(fēng)機(jī)組的致命弱點(diǎn)。
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亞太凈化,專業(yè)承接各行業(yè)車間無(wú)塵無(wú)菌凈化工程,電話:133053461594、定性分析三種送風(fēng)模式
如果我們以引言中介紹的潔凈廠房為模型,選擇能量效率與投資費(fèi)用作為評(píng)價(jià)指標(biāo),這是定性分析三種送風(fēng)模式的基礎(chǔ)。文獻(xiàn)中提及的能量效率的評(píng)價(jià)氣流量所耗的能量來(lái)表示[W/(m3/h)]。投資成本以相對(duì)成本的價(jià)格指標(biāo)表示,還包括機(jī)械、電力、檢測(cè)儀器和控制,以及建筑和結(jié)構(gòu)成本。過(guò)去,為了適應(yīng)工藝的頻繁更新,大部分采用大面積清潔廠房,工藝層過(guò)濾器滿布率往往為100%;目前,微環(huán)境裝置廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)線,外部清潔空間的清潔度僅降低風(fēng)量,過(guò)濾器滿布率可降低至25%。對(duì)于這兩種情況,比較上述三種方案。
(4.1)每種方案的相對(duì)總成本反映。反映了它的成本因素。三種方案在100%的過(guò)濾器滿布率的場(chǎng)合中的區(qū)別比較明顯。風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組方案,設(shè)備濾器機(jī)組的成本可趨近于分散式循環(huán)機(jī)組。但它的優(yōu)越性也喪失了。
(4.2)對(duì)于25%的過(guò)濾器滿布率的場(chǎng)合,風(fēng)機(jī)型豎井方案總的來(lái)講沒(méi)有多大變化。由于軸流風(fēng)機(jī)的存在,無(wú)法改變風(fēng)機(jī)豎井的尺寸。風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組大大減少,使機(jī)組數(shù)量減少、回風(fēng)豎井變窄。投資費(fèi)用可以降得最多。相比之下分散式循環(huán)機(jī)組設(shè)備費(fèi)用就顯得稍微高一些(冷卻水仍必須送入每個(gè)分散式去)。另外所需的風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組的配電費(fèi)用和自動(dòng)化成本也隨數(shù)量的減少而降低,又使分散式循環(huán)機(jī)組的用電設(shè)備費(fèi)用變得最高。三種方案的費(fèi)用差異只濾器的滿布率的場(chǎng)合下才能減少。反映了它的成本因素。這時(shí)風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)。但比起另兩種方案來(lái),仍需要更大的冷卻盤(pán)管面積,適應(yīng)工藝變余量(風(fēng)量或余壓)仍較小,難于進(jìn)行系統(tǒng)較大的改變。對(duì)于風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組來(lái)說(shuō),上層的高度只須滿足靜壓箱的維修的便利即可。如廠房高度太低,則不方案。對(duì)于分散式循環(huán)機(jī)組,較大的上層高度對(duì)于設(shè)備的安放在增壓送風(fēng)靜壓箱上非常重要。建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)機(jī)平臺(tái)對(duì)支撐分散式循環(huán)機(jī)組也很重要。
(4.3)能量效率越高,移動(dòng)一定流量的空氣所需要的能量減少。反映了不同過(guò)濾器滿布率的能量效率。由此表可見(jiàn)軸風(fēng)機(jī)及其電機(jī)本質(zhì)上具的更高效統(tǒng)風(fēng)機(jī),還是采用新型風(fēng)機(jī)在過(guò)濾器滿布率為100%與25%的情況下,其能量效率始終比其它兩種方案高。即使在過(guò)濾器滿布率為25%時(shí),中建南方風(fēng)機(jī)過(guò)能量效率有了很大的提高,但是風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組方案的能量效率仍然最低。傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)能效大約是0.235W/(M3/H)左右,通常IC潔凈廠只有500萬(wàn)元的循環(huán)風(fēng)。如果采用新型風(fēng)機(jī)系統(tǒng),能效將提高到0.118W/(M3/H),電費(fèi)可以省一半,相當(dāng)可觀。
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