某半導體廠房潔凈室空調(diào)系統(tǒng)設計

劉瀝

摘?要：隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，實驗、研究以及生產(chǎn)的環(huán)境要求越來越高，各種不同用途，不同工藝的潔凈廠房在各個電子工業(yè)園區(qū)中落戶，本文以某半導體電子工業(yè)生產(chǎn)廠房為例，淺談半導體廠房潔凈室的空調(diào)系統(tǒng)設計。

關(guān)鍵詞：電子廠房;空調(diào);設計

1 概述

在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中，空調(diào)是比較常見的設備，由于現(xiàn)代化的科學實驗和生產(chǎn)活動等對空氣的潔凈度有著不同的要求，為了給工藝生產(chǎn)提供穩(wěn)定可靠的生產(chǎn)環(huán)境，保證所生產(chǎn)工藝產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)品的可靠性及較高的成品率，必須消除潔凈室內(nèi)外的各種熱濕干擾以及塵埃污染。[1]最常用的方法是向工藝生產(chǎn)各區(qū)域輸入一定量經(jīng)過處理的空氣，從而將潔凈室內(nèi)的空氣微塵粒子、有害氣體、氣態(tài)污染物等污染物部分或全部排除并將潔凈室內(nèi)溫濕度、潔凈度、氣流分布、氣流速度、室內(nèi)壓力等參數(shù)控制在某一需求范圍內(nèi)。[2]

2 工程概況

本工程主要位于上海浦東新區(qū)某半導體產(chǎn)業(yè)園區(qū)，生產(chǎn)廠房總建筑面積37497.91平方米，3層丙類多層廠房，建筑高度18.80米，功能布局為丙類生產(chǎn)車間及生產(chǎn)輔房。

3 潔凈室空調(diào)系統(tǒng)設計

本工程空調(diào)設計主要包括區(qū)域一般空調(diào)通風、凈化空調(diào)系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、工藝排氣系統(tǒng)等。潔凈室主要位于生產(chǎn)廠房的二層部分區(qū)域及三層實驗室區(qū)域。潔凈室空調(diào)系統(tǒng)的室外設計參數(shù)如下表所示：

本工程潔凈室的空調(diào)系統(tǒng)形式采用FFU（Fan Filter Unit 風機過濾單元）+DCC（Dry Cooling Coil 干冷卻盤管）+MAU（Makeup Air Unit集中新風機組）的系統(tǒng)形式;氣流組織形式為頂送下回，干盤管位于吊頂上方。潔凈空調(diào)原理圖如圖1所示。

MAU機組設置在三層空調(diào)機房。MAU規(guī)格為95000CMH，4臺（三用一備）。新風空調(diào)機組由進風段、G4板式初效過濾段、F8袋式中效過濾段、預熱盤管段（38/32℃）、預冷段（6/13℃）、RO水噴淋水洗加濕段、低溫冷凍水表冷段（6/13℃）、再熱盤管段（38/32℃）、風機段、化學過濾器段、化學過濾段、F9中效過濾段、H14高效過濾段、出風段以及相關(guān)的檢修功能段組成。空調(diào)機組段位圖如圖1所示：

FFU滿布率：ISO3級區(qū)域為100%;其余區(qū)域根據(jù)凈化級別為25～75%。潔凈區(qū)所用的新風（MAU）系統(tǒng)，通過初、中效過濾、冷卻除濕、過濾或加熱、水洗加濕過濾以潔凈之新風補充潔凈室內(nèi)工藝排風和維持正壓為目的，以恒定的溫度和濕度參數(shù)送風，從而保證室內(nèi)個參數(shù)在設定值。

4 空調(diào)自控系統(tǒng)設計

在各系統(tǒng)運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的收集與分析上，自動控制系統(tǒng)可以取代大量人力，還可以提供系統(tǒng)偏離設計值的早期預警，并將分析整理過的信息傳送到工程師與主管作為系統(tǒng)管理的依據(jù)。FFU（Fan Filter Unit 風機過濾單元）+DCC（Dry Cooling Coil 干冷卻盤管）+MAU（Makeup Air Unit集中新風機組）空調(diào)組成形式主要通過MAU（Makeup Air Unit集中新風機組）來控制潔凈室的濕度，通過DCC（Dry Cooling Coil 干冷卻盤管）來控制潔凈室的溫度。P&ID-新風機組控制原理圖如圖2所示，P&ID-潔凈室控制原理圖如圖3所示，潔凈室空調(diào)自動控制原理如下：

（1）MAU機組進出口處均安裝電動密閉閥，電動密閉閥與MAU送風機聯(lián)動，開啟時先開閥門再開風機，關(guān)閉時順序相反。本項目業(yè)主要求在MAU機組入口和出口處均安裝電動密閉閥，筆者認為入口電動密閉閥的主要目的是關(guān)機后防止新風侵入損壞冷盤，出口處安裝電動密閉閥的主要目的是防止某臺機組不運行而其他機組運行時新風通過集管倒灌，故在設計中可只在MAU機組入口處安裝電動密閉閥，出口處可用逆止閥取代電動密閉閥。

（2）MAU機組各級過濾器設壓差開關(guān)，報警值初中效：350Pa，中效：250Pa，高效：500Pa，化學過濾器段：200Pa，當壓力超過設定值時報警，提示清洗或更換。筆者設計時，在MAU風機段也曾設置壓差開關(guān)，主要目的是實現(xiàn)風機無風斷電保護，業(yè)主要求取消該壓差開關(guān)，原因是：在工程一期的使用過程中，類似功能的壓差開關(guān)在風機關(guān)閉時曾出現(xiàn)過誤報警，且誤報警在不同區(qū)域均有發(fā)生。在常規(guī)的設計中，無風斷電保護均會配置，且有部分業(yè)主會指定配置無風斷電保護，筆者認為該工程一期經(jīng)常出現(xiàn)誤報警是因為程序設計不合理，專業(yè)自控廠家在程序設計過程中，不能孤立的判斷壓差開關(guān)的報警信號，應結(jié)合送風機的運行狀態(tài)，判定有效報警信號，當風機運行過程中出現(xiàn)報警信號時，報警視為有效，當風機關(guān)閉時報警信號視為無效信號。

（3）溫濕度控制：冬季：根據(jù)預熱盤管后安裝溫濕度變送器控制預熱盤管電動調(diào)節(jié)閥開度，保證預熱后焓值在設定值;再經(jīng)過水洗噴淋段（水洗噴淋段自帶控制）進行水洗加濕，保證送風含濕量在設定值，再根據(jù)送風溫度調(diào)節(jié)再熱盤管電動調(diào)節(jié)閥開度，保證送風溫度在設定值。夏季：根據(jù)預冷盤管后安裝溫濕度變送器控制預冷盤管電動調(diào)節(jié)閥開度，保證預冷后焓值在設定值;再經(jīng)過水洗噴淋段（水洗噴淋段自帶控制）進行水洗;據(jù)送風濕度控制再冷盤管電動調(diào)節(jié)閥開度，保證送風含濕量在設定值;再根據(jù)送風溫度調(diào)節(jié)再熱盤管電動調(diào)節(jié)閥開度，保證送風溫度在設定值。過渡季節(jié)：根據(jù)預冷盤管后安裝溫濕度變送器控制預冷盤管電動調(diào)節(jié)閥開度，保證預冷后焓值在設定值;再經(jīng)過水洗噴淋段（水洗噴淋段自帶控制）進行水洗加濕，保證送風含濕量在設定值;再根據(jù)送風溫度調(diào)節(jié)再熱盤管電動調(diào)節(jié)閥開度，保證送風溫度在設定值。潔凈室設置溫濕度變送器，監(jiān)測室內(nèi)溫濕度，在各個季節(jié)根據(jù)潔凈室度調(diào)節(jié)DCC盤管閥門開度，保證房間溫度在設定值。

（4）水洗噴淋控制（噴淋室自帶就地控制盤）：噴淋用水箱設置電導率探頭，當電導率超標時，報警，排水。水箱設液位報警，當?shù)陀谙孪迺r，報警，關(guān)閉排水閥。水箱超低液位聯(lián)鎖關(guān)閉噴淋循環(huán)泵。

（5）送風集管設置壓力傳感器，監(jiān)測送風壓力，根據(jù)送風壓力調(diào)節(jié)送風機變頻運行。

（6）潔凈室設置壓力變送器，至各潔凈區(qū)送風支管安裝電動調(diào)節(jié)閥，根據(jù)房間壓力，調(diào)節(jié)各個送風支管電動調(diào)節(jié)閥開度保證房間壓力在設定值。

（7）FFU設置壓差開關(guān)設置壓差開關(guān)，壓力高于設定值報警。

5 結(jié)語

本文結(jié)合某半導體廠房潔凈室空調(diào)設計從設計的角度扼要介紹了 FFU（Fan Filter Unit 風機過濾單元）+DCC（Dry Cooling Coil 干冷卻盤管）+MAU（Makeup Air Unit集中新風機組）的空調(diào)組成形式，闡述了該組成形式的主要控制原理，并分析比較了設計過程中出現(xiàn)的部分問題，具體控制功能的實現(xiàn)還需通過專業(yè)的自控廠家深化實現(xiàn)。

參考文獻：

[1]陳巍巍，朱瑞琪.西安某高校潔凈實驗室設計[J].發(fā)電與空調(diào)，2004，25（1）：51-53.

[2]郭建軍.潔凈空調(diào)系統(tǒng)概論[J].無線互聯(lián)科技，2013（11）：35.