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某100級計算機磁頭生產廠的潔凈空調設計

1 概況

　　本工程為港資興建高科技電子廠，位于東莞市長安鎮某科技園內。該建筑兩層，局部三層，建筑面積10,700m2。設備樓與生產廠房相連，設備樓一層有發電機房、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。廠房一層有潔凈車間、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。潔凈車間內主要有磁頭裝配生產線、清洗生產線、檢查測試生產線等。局部三層為空氣壓縮機房、倉庫等。

　　根據甲方生產工藝要求，潔凈室系統技術指標按美國聯邦209E有關規定執行。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

　　根據甲方生產工藝的要求及FS209E的相關規定，并參考《潔凈廠房設計規范》GBJ73－84。見表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（斷面風速0.36m／s）
　　1,000級：換氣次數為80次/小時
　　10,000級：換氣次數為40次／小時
　　100,0O0級：換氣次數為25次／小時

　　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、生產設備負荷、空調機組內風機負荷、新風負荷。其中，生產設備一項由甲方提供設備功率和設備的排氣量。經計算，主潔凈室面積指標1,170w／m2，清洗房面積指標1,220W／m2。

　　3.3 潔凈室的新風量和送風量
　　新風量綜合考慮人員衛生所需風量、生產設備排風量、維持潔凈室正壓所需風量，經計算得出。
　　100級潔凈室空調送風量由冷負荷和焓差經計算得出。
　　1,000級以下潔凈室的空調送風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，見圖3。

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

　　系統中加PAHU，潔凈室正壓由PAHU風機馬達變頻控制，同時使室外環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，新風處理總量為30,000CMH，新風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，新風處理總量為39,500CMH；AHU 10臺，空氣處理總量為616,000CMH。

　　每個車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與新風機組PAHU處理過的新風混合，經過濾、冷卻、加濕等處理后，送至潔凈室天花板上的空間，再與由回風技術夾墻回到天花板上的室內空氣混合經 FFU送到室內。生產設備的局部排風由排風機排至室外。

　　潔凈室氣流組織為上送下回單向流，天花上基本滿布FFU送風，地板采用開孔率為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
　　這些輔助潔凈車間采用AHU加末端高效過濾器的空調方式。在空調送風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，采用二次回風，以便潔凈室的溫、濕度控制，同時減小空調機組的初投資。

　　3.6 空氣處理
　　主潔凈室的新風經PAHU的初、中效過濾后，再經冷卻盤管處理后送給AHU。冷卻盤管的冷卻功能在新風需除濕時由中央冷源提供冷凍水實現。
　　新、回混合風經AHU的過濾、冷卻、加熱、加濕處理：
　　a．冷卻：由中央冷源提供冷凍水流經AHU盤管實現冷卻功能；
　　b．過濾：空氣經置于AHU內的初、中效過濾器的過濾，再經末端高效過濾器送至室內。
　　c．加熱：由裝在送風管中的電熱器實現加熱功能，電熱器在此系統中只起輔助作用。
　　d．加濕：干蒸汽加濕器通過安裝于送風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，實現系統經濟運行，同時供、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冷水機組的蒸發器。

　　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　自動控制系統

　　本工程新風機組風機馬達采用變頻自動控制，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設備的排風量的變化而變化，同時起到節能作用。

　　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調節間進行控制。主潔凈室每臺AHU負責的區域較大，所以每臺AHU分別配 2－3個溫、濕度傳感器取平均值進行溫、濕度的自動控制。空調系統的除濕主要由PAHU來完成。

　　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、水塔的開啟臺數。根據設定供、回水壓差自動控制供、回水主管之間壓差旁通閥。

　　AHU回風管內設煙感探測器，在有火災的情況下煙感探測器將信號傳給DDC，DDC會發出指令停AHU的風機馬達，以防火災的蔓延。另一方面，消防系統給一對干節點串聯到AHU配電箱的控制電路中，在該區有火災信號時，該節點自動斷開，AHU的風機將停止運行。這樣，在火災情況停風機這方面有雙重保險。

　　6　工程調試與測試

　　1999年4月末開始進行調試。首先空調機組開機24小時后安裝高效過濾器，測試空調機組的送風量，并調整到設計值。然后測量各高效送風口的風速并進行調整，需反復調整，直至所有風口的風速調至要求的范圍內。之后，進行高效過濾器的檢漏工作，檢漏不合格的高效過濾器換下，重新安裝后需再測風速、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

　　本工程99年5月竣工，運行至今效果良好。

　　7.1　由于該潔凈室生產高科技電子產品，產量大，產品貴重，因此要求全年任何時間其環境參數均滿足生產要求。這樣在凈化空調設計時，不能按照空調設計手冊中歷年平均不保證時間所確定的室外設計參數，而是采用極端氣候參數進行計算。

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

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

　　7.4　由于此類潔凈室所需輔助廠房設施較多，因此吊頂內各種管道很多，如空調風管、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、工藝冷卻水管道、氮氣管道等，所以要求各專業在設計階段就要緊密配合。

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