某100級計算機磁頭生產(chǎn)廠(chǎng)的潔凈空調設計

1 概況

　　本工程為港資興建高科技電子廠(chǎng)，位于東莞市長(cháng)安鎮某科技園內。該建筑兩層，局部三層，建筑面積10,700m2。設備樓與生產(chǎn)廠(chǎng)房相連，設備樓一層有發(fā)電機房、變壓器房。高低壓配電房，層高6.5m；二層為制冷機房，層高5.5m。廠(chǎng)房一層有潔凈車(chē)間、更衣室、小清洗房、大堂、鞋柜房。倉庫、空調機房、工藝用純水房等，層高6.5m，其中潔凈區面積1,760m2；二層有潔凈車(chē)間、清洗房、鞋柜房、辦公室、空調機房等，層高6.5m，其中潔凈區面積2,370m2。潔凈車(chē)間內主要有磁頭裝配生產(chǎn)線(xiàn)、清洗生產(chǎn)線(xiàn)、檢查測試生產(chǎn)線(xiàn)等。局部三層為空氣壓縮機房、倉庫等。

　　根據甲方生產(chǎn)工藝要求，潔凈室系統技術(shù)指標按美國聯(lián)邦209E有關(guān)規定執行。潔凈區總面積4,130m2，其中1OO級潔凈區面積3,040m2，1,000級潔凈區面積89Om2，10,000級潔凈區面積200m2。圖1、2為本工程一、二層平面圖。 

　　2 主要設計參數

　　根據甲方生產(chǎn)工藝的要求及FS209E的相關(guān)規定，并參考《潔凈廠(chǎng)房設計規范》GBJ73－84。見(jiàn)表1。

　　3 潔凈空調系統設計
　　3.1 潔凈空調換氣次數
　　100級：換氣次數為400次／小時(shí)（斷面風(fēng)速0.36m／s）
　　1,000級：換氣次數為80次/小時(shí)
　　10,000級：換氣次數為40次／小時(shí)
　　100,0O0級：換氣次數為25次／小時(shí)

　　3.2 潔凈空冷負荷
　　夏季冷負荷包括圍護結構負荷、人員負荷、照明負荷、生產(chǎn)設備負荷、空調機組內風(fēng)機負荷、新風(fēng)負荷。其中，生產(chǎn)設備一項由甲方提供設備功率和設備的排氣量。經(jīng)計算，主潔凈室面積指標1,170w／m2，清洗房面積指標1,220W／m2。

　　3.3 潔凈室的新風(fēng)量和送風(fēng)量
　　新風(fēng)量綜合考慮人員衛生所需風(fēng)量、生產(chǎn)設備排風(fēng)量、維持潔凈室正壓所需風(fēng)量，經(jīng)計算得出。
　　100級潔凈室空調送風(fēng)量由冷負荷和焓差經(jīng)計算得出。
　　1,000級以下潔凈室的空調送風(fēng)量除由冷負荷和焓差的計算值外，還需考慮潔凈換氣次數，取二者的大值。之所以與100級潔凈室不同，是由于空調方式不同。

　　3.4 1O0級主潔凈室（包括清洗房）的空調方式
　　采用PAHU＋AHU＋FFU的空調方式，見(jiàn)圖3。

　　其中：PAHU為新風(fēng)處理機組（ Primary Air Handing Unit）；
　　　　　AHU為空氣處理機組（Air Handling unit）；
　　　　　FFU為帶風(fēng)機的高效過(guò)濾器（Fan Filter Unit，eff.99.99％MPPS）。

　　系統中加PAHU，潔凈室正壓由PAHU風(fēng)機馬達變頻控制，同時(shí)使室外環(huán)境的變化對潔凈室的影響減小，對潔凈室的溫、濕度控制有利。一樓主潔凈室共設PAHU 3臺，新風(fēng)處理總量為30,000CMH，新風(fēng)處理到低于室內空氣含濕量；AHU 5臺，空氣處理總量為394,000CMH。

　　二樓主潔凈室共設PAHU3臺，新風(fēng)處理總量為39,500CMH；AHU 10臺，空氣處理總量為616,000CMH。

　　每個(gè)車(chē)間均為獨立空調系統。凈化空調機組AHU將從室內抽回的回風(fēng)與新風(fēng)機組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空氣混合經(jīng) FFU送到室內。生產(chǎn)設備的局部排風(fēng)由排風(fēng)機排至室外。

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

　　3.5 1,000級更衣室和小清洗房
　　這些輔助潔凈車(chē)間采用AHU加末端高效過(guò)濾器的空調方式。在空調送風(fēng)量由冷負荷和焓差的計算值小于由換氣次數的計算值很多時(shí)，采用二次回風(fēng)，以便潔凈室的溫、濕度控制，同時(shí)減小空調機組的初投資。

　　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(pán)管處理后送給AHU。冷卻盤(pán)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。
　　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(pán)管實(shí)現冷卻功能；
　　b．過(guò)濾：空氣經(jīng)置于A(yíng)HU內的初、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。
　　c．加熱：由裝在送風(fēng)管中的電熱器實(shí)現加熱功能，電熱器在此系統中只起輔助作用。
　　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　冷源設置和空調水系統

　　本工程中空調面積7,100m2，夏季總計算冷負荷4,560kw。潔凈區冷負荷4,040kw，非潔凈區冷負荷520kw。非潔凈區包括辦公室、鞋柜房、大堂、倉庫等。平均空調面積指標669W／m2。設備樓二樓制冷機房設置 4臺法國 CARRIER 373RT螺桿式冷水機組，型號為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，均為4用1備，并聯(lián)運行。冷凍水泵型號為SPP150／40，每臺流量72L／S；冷卻水泵型號為SPP150／32，每臺流量87L／S。設備樓頂設菱和FT400冷卻水塔4臺，并聯(lián)運行。圖4為制冷機房設備平面布置圖。

　　空調水系統為一次泵變水量水系統，根據系統水量的變化情況控制泵的運行臺數，實(shí)現系統經(jīng)濟運行，同時(shí)供、回水主管之間設有壓差旁通控制，保證供、回水壓差的恒定及有足夠的水流過(guò)冷水機組的蒸發(fā)器。

　　冷凍水系統主要分兩路，分供一層和二層。水系統采用異程式，膨脹水箱設在局部三層的屋面。冷卻水按常規設置。

　　5　自動(dòng)控制系統

　　本工程新風(fēng)機組風(fēng)機馬達采用變頻自動(dòng)控制，在保證衛生的前提下，根據潔凈室靜壓調節變頻器，使潔凈室的靜壓不隨生產(chǎn)設備的排風(fēng)量的變化而變化，同時(shí)起到節能作用。

　　由于本工程對溫、濕度要求較高，夏季降溫、除濕均由表冷器實(shí)現，故采用溫、濕度PID輸出大值的控制方法。AHU及PAHU的冷凍水量采用等百分比二通電動(dòng)調節間進(jìn)行控制。主潔凈室每臺AHU負責的區域較大，所以每臺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?？照{系統的除濕主要由PAHU來(lái)完成。

　　冷凍水系統方面采用負荷控制的方法確定冷水機組及相應的水泵、水塔的開(kāi)啟臺數。根據設定供、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)管內設煙感探測器，在有火災的情況下煙感探測器將信號傳給DDC，DDC會(huì )發(fā)出指令停AHU的風(fēng)機馬達，以防火災的蔓延。另一方面，消防系統給一對干節點(diǎn)串聯(lián)到AHU配電箱的控制電路中，在該區有火災信號時(shí)，該節點(diǎn)自動(dòng)斷開(kāi)，AHU的風(fēng)機將停止運行。這樣，在火災情況停風(fēng)機這方面有雙重保險。

　　6　工程調試與測試

　　1999年4月末開(kāi)始進(jìn)行調試。首先空調機組開(kāi)機24小時(shí)后安裝高效過(guò)濾器，測試空調機組的送風(fēng)量，并調整到設計值。然后測量各高效送風(fēng)口的風(fēng)速并進(jìn)行調整，需反復調整，直至所有風(fēng)口的風(fēng)速調至要求的范圍內。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，重新安裝后需再測風(fēng)速、檢漏，直至合格為止。上述程序完成之后，測量潔凈度、溫度、濕度、正壓、照度、地板的導電率、噪聲。測試結果符合美國NEBB測試標準要求。

　　7　結束語(yǔ)

　　本工程99年5月竣工，運行至今效果良好。

　　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)境參數均滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。這樣在凈化空調設計時(shí)，不能按照空調設計手冊中歷年平均不保證時(shí)間所確定的室外設計參數，而是采用極端氣候參數進(jìn)行計算。

　　7.2　此類(lèi)潔凈室由于潔凈級別、室內生產(chǎn)設備等原因，單位面積指標可達1200w／m2。

　　7.3　新風(fēng)機組的空氣過(guò)濾要引起足夠的重視，以延長(cháng)末端高效過(guò)濾器的壽命。新風(fēng)機組的變頻對控制室內靜壓的效果比較理想，同時(shí)又可節能，宜推廣使用。

　　7.4　由于此類(lèi)潔凈室所需輔助廠(chǎng)房設施較多，因此吊頂內各種管道很多，如空調風(fēng)管、電纜橋架、電氣線(xiàn)槽、壓縮空氣管道、真空管道、純水管道、消防管道、工藝冷卻水管道、氮氣管道等，所以要求各專(zhuān)業(yè)在設計階段就要緊密配合。

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