1 引言
    為了保證生產(chǎn)產(chǎn)品的高精度、高純度和高成品率，對空氣的潔凈度有了更高的要求。潔凈室在電子、光伏、航天、醫(yī)藥等諸多行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。
    2 電子行業(yè)潔凈室的特點
電子行業(yè)潔凈室在氣流組織、潔凈等級和溫濕度控制上都有它顯著的特點：
    （1）氣流分布要求很均勻。潔凈廠房為維持室內(nèi)高潔凈度，必須帶走室內(nèi)所產(chǎn)生的微塵粒子，因此對氣流組織有嚴(yán)格的要求。
    （2）溫濕度要求精度高并且恒定。由于電子產(chǎn)品的制造工藝對溫、濕度的變化極為敏感，所以在潔凈室里的工藝區(qū)域，空氣參數(shù)必須嚴(yán)格控制在極小的范圍內(nèi)。
    （3）潔凈室內(nèi)新風(fēng)量大、換氣次數(shù)高。電子行業(yè)的潔凈室內(nèi)有諸如烘箱之類的工藝設(shè)備，產(chǎn)熱極大，這些熱量主要依靠工藝?yán)鋮s水和工藝熱排風(fēng)帶走，房間內(nèi)的各種大風(fēng)量排風(fēng)意味著需要補充大量經(jīng)熱濕處理過的新風(fēng)來維持室內(nèi)正壓。同時，為了維持房間高潔凈度就需要較多的換氣次數(shù)來過濾塵埃粒子。
    （4）潔凈室空調(diào)冷負(fù)荷大并且濕負(fù)荷很小，熱濕比值接近+∞。電子行業(yè)的潔凈室一般都置于建筑物的中部，雖然通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量較小，但潔凈室內(nèi)工藝設(shè)備的發(fā)熱量相當(dāng)大，即全年需要排除室內(nèi)余熱量。
    3 MAU+FFU+DCC潔凈空調(diào)系統(tǒng)
    MAU+FFU+DCC系統(tǒng)即組合式新風(fēng)機組（Make-up Air Unit）+ 風(fēng)機過濾器單元（Fan Filter Unit）+ 干盤管（Dry Cooling Coil）系統(tǒng)。這種空調(diào)方式是將室外新風(fēng)經(jīng)過新風(fēng)機組處理后送入潔凈室的回風(fēng)夾道內(nèi)，干盤管負(fù)責(zé)處理空氣至所要求的參數(shù)，然后用FFU來循環(huán)空氣從而達(dá)到潔凈度要求的換氣量。通常新風(fēng)機組將新風(fēng)處理到室內(nèi)露點溫度，承擔(dān)新風(fēng)負(fù)荷及室內(nèi)濕負(fù)荷，干盤管承擔(dān)室內(nèi)的顯熱負(fù)荷，F(xiàn)FU負(fù)責(zé)循環(huán)及過濾空氣。即濕度由新風(fēng)機組負(fù)責(zé)，溫度由干盤管負(fù)責(zé)，潔凈度由FFU負(fù)責(zé)的空氣處理系統(tǒng)。MAU+FFU+DCC系統(tǒng)與其他方式相比有以下幾條優(yōu)點：
    （1）靈活性大，滿布率高。對電子工廠而言潔凈空調(diào)系統(tǒng)的靈活性是很重要的。如果車間內(nèi)潔凈度隨工藝變化而須作區(qū)域性調(diào)整時，可通過改變FFU風(fēng)量或置換盲板來改變局部地區(qū)的潔凈度。當(dāng)密集布置時，滿布率可達(dá)85.5%。
    （2）FFU上部頂棚為負(fù)壓，可起密封的作用。頂棚內(nèi)呈負(fù)壓，潔凈室內(nèi)空氣壓力大于頂棚內(nèi)的空間。如果FFU與支架密封處有縫隙，則由于頂棚內(nèi)為負(fù)壓使得未經(jīng)高效過濾的空氣不能進(jìn)入室內(nèi)，對保證潔凈室的潔凈度有利。
    （3）空氣流動系統(tǒng)的阻力小，出風(fēng)口的風(fēng)速低。干盤管的迎風(fēng)面積較大，空氣流動阻力在50Pa左右，回風(fēng)夾道截面積亦大，回風(fēng)夾道阻力在15Pa以內(nèi)，多孔地板及格柵等的阻力也較小，回風(fēng)全部阻力總和在250Pa以內(nèi)。
    （4）單位風(fēng)量的能耗較低。采用FFU后不需要再增設(shè)加壓風(fēng)機，風(fēng)機化整為零，不需專設(shè)機房，同時取消了送風(fēng)管路的阻力。當(dāng)FFU采用DC/EC（電子整流）電機時，出口風(fēng)速可在0.25～0.45m/s調(diào)整，電機的效率可達(dá)75%～80%，還可根據(jù)過濾器降壓進(jìn)行單獨的調(diào)速控制以節(jié)約能耗，所以單位風(fēng)量的能耗一般比大型離心風(fēng)機的集中系統(tǒng)要低。
    4  MAU+FFU+DCC潔凈空調(diào)系統(tǒng)工程設(shè)計
    MAU+FFU+DCC潔凈空調(diào)系統(tǒng)工程設(shè)計的核心是確定換氣次數(shù)。由于按室內(nèi)空調(diào)冷負(fù)荷計算得出的總風(fēng)量一般與按室內(nèi)允許含塵濃度計算得出的總風(fēng)量不同，所以對應(yīng)于換氣次數(shù)也就有兩個不同的值。在設(shè)計FFU+DDC潔凈空調(diào)系統(tǒng)時，應(yīng)分別計算出這兩個換氣次數(shù)，然后取用較大值。

    如果最終確定的換氣次數(shù)對于空調(diào)冷負(fù)荷來說有較多的富裕量，則可由DDC自控調(diào)整干盤管的進(jìn)水溫度和出風(fēng)參數(shù)來實現(xiàn)室內(nèi)溫、濕度參數(shù)的穩(wěn)定。由于FFU電動機的發(fā)熱量較大，相當(dāng)于增加了室內(nèi)空調(diào)冷負(fù)荷，所以必須增加一部分風(fēng)量用于排除FFU產(chǎn)生的熱量。因此，在初步計算出通風(fēng)量和FFU臺數(shù)后，還要根據(jù)FFU產(chǎn)生的熱量修正確定總風(fēng)量和FFU臺數(shù)。

    根據(jù)新風(fēng)風(fēng)量選擇新風(fēng)機組，新風(fēng)風(fēng)量應(yīng)滿足衛(wèi)生、正壓和補充排風(fēng)的要求。室內(nèi)正壓值由安裝在墻板上的泄壓閥調(diào)整。對于電子行業(yè)潔凈室來說，室內(nèi)的工作人員較少，一般可根據(jù)正壓和補充排風(fēng)的要求確定更大的新風(fēng)風(fēng)量。根據(jù)新風(fēng)風(fēng)量和負(fù)荷選擇新風(fēng)機組，并確定新風(fēng)機組的過濾效率。根據(jù)回風(fēng)風(fēng)量計算干盤管的負(fù)荷，送風(fēng)量減去新風(fēng)量即是回風(fēng)量，由此得到回風(fēng)的比例，根據(jù)干盤管的負(fù)荷和潔凈室的回風(fēng)量選擇干盤管的型號、臺數(shù)。干盤管的進(jìn)水溫度
    一般應(yīng)高于室內(nèi)空氣的露點溫度。

室內(nèi)人員發(fā)塵量計算，室內(nèi)發(fā)塵源主要包括人和建筑表面、設(shè)備表面以及工藝過程。確定了FFU的過濾效率和新風(fēng)機組的過濾效率后，便可以計算出FFU的送風(fēng)含塵濃度，根據(jù)潔凈室含塵濃度可以計算出換氣次數(shù)，換氣次數(shù)確定后便可以重新確定FFU的臺數(shù)。

5  工程設(shè)計實例

北京某液晶面板企業(yè)1000級潔凈室，面積為4萬m2，體積為57.8萬m3。采用MAU+FFU+DCC空調(diào)系統(tǒng)，回風(fēng)夾道回風(fēng)，新風(fēng)經(jīng)凈化處理后進(jìn)人頂棚。主要數(shù)據(jù)如下。

（1）各空氣狀態(tài)點參數(shù)
各空氣狀態(tài)點參數(shù)如下，室外空氣：干球溫度35.8℃，濕球溫度27.6℃，焓值87.57kJ/kg；室內(nèi)空氣：干球溫度23℃，相對濕度55%，焓值47.74kJ/kg；新風(fēng)機組機器露點溫度13.5℃，相對濕度95%，焓值38.81kJ/kg。

（2）根據(jù)空調(diào)冷負(fù)荷計算的總風(fēng)量和換氣次數(shù)
室內(nèi)空調(diào)的冷負(fù)荷為28698kW。初選FFU的尺寸為1200*1200mm，風(fēng)速為0.38m/s，風(fēng)量31.21m3/min，F(xiàn)FU的過濾效率為99.99%，總循環(huán)風(fēng)量1778.77萬m3/h，計算FFU數(shù)量為9500臺。由除熱要求的換氣次數(shù)為30.77次/h。

（3）新風(fēng)機組的參數(shù)及干盤管的負(fù)荷
新風(fēng)量為90萬m3/h，新風(fēng)機組的初效、中效、高效濾網(wǎng)的過濾效率分別為35%、85%、95%。回風(fēng)量1688.77萬m3/h，回風(fēng)比s=0.949。計算出干盤管空氣露點溫度13.5℃，焓值41.72kJ/kg。干盤管的總負(fù)荷為36421kW。

（4）據(jù)潔凈室含塵濃度計算的換氣次數(shù)
室內(nèi)操作人員的發(fā)塵量為G=5064粒/（m3?min），室內(nèi)平均含塵濃度11766粒/m3，F(xiàn)FU的送風(fēng)含塵濃度8.786粒/m3。按均勻分布理論計算的換氣次數(shù)為25.84次/h，取ψ=l.19，則按不均勻分布理論計算的換氣次數(shù)為30.75次/h，比較后確定該潔凈室的換氣次數(shù)為30.77次/h。
    潔凈室實際安裝的FFU數(shù)量為9538臺，3000*1600mm的干盤管470臺，350*1600mm的干盤管54臺。經(jīng)第三方測試結(jié)果顯示，潔凈室各項指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，滿足工藝要求。

6  結(jié)論

MAU+FFU+DCC潔凈空調(diào)系統(tǒng)是目前電子產(chǎn)業(yè)廣泛應(yīng)用的一種潔凈室空調(diào)技術(shù)，尤其是潔凈級別較高的垂直單向流潔凈室。隨著人們對于MAU+FFU+DCC這種空調(diào)系統(tǒng)理論分析的提高和實際應(yīng)用經(jīng)驗的積累，以及制造水平的發(fā)展，系統(tǒng)成本也會得到很好的控制，應(yīng)用也將會有更廣闊的前景。