FU+MAU+DCC系統(tǒng)在電子潔凈廠房中的應(yīng)用

張鵬飛

摘 要：在TFT面板的電子潔凈廠房中，模組工藝制程的后工程僅需要溫濕度要求。傳統(tǒng)的空調(diào)形式組合空調(diào)AHU+凈化新風(fēng)MAU，需要的空調(diào)站房面積大，管道系統(tǒng)復(fù)雜，吊頂空間要求高，空調(diào)能耗高等特點(diǎn)給設(shè)計(jì)師帶來巨大的挑戰(zhàn)。為此創(chuàng)新了空調(diào)形式FU+MAU+DCC即風(fēng)機(jī)送風(fēng)單元+凈化新風(fēng)+干表冷系統(tǒng)。文章將結(jié)合已經(jīng)投入生產(chǎn)的實(shí)際工程，闡述新系統(tǒng)的應(yīng)用。以供潔凈室設(shè)計(jì)師多個(gè)系統(tǒng)方案的選擇。

關(guān)鍵詞：電子潔凈廠房；模組工程；空調(diào)系統(tǒng)形式；FU；低潔凈度的電子組裝車間

中圖分類號(hào)：V268.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）13-0020-03

Abstract： In the electronic clean workshop of TFT panel， only temperature and humidity are required for the rear engineering of the module process. The traditional air conditioning form combination air conditioning AHU+ purifying fresh air MAU， requests that the air conditioning station room area should be large， the pipeline system be complex， the ceiling space request be high， the air conditioning energy consumption be high and so on； the characteristics bring the huge challenge to the designer. For this reason， the air conditioning form FU+MAU+DCC is innovated， that is， fan's air supply unit + purifying fresh air + dry watch cooling system. This paper will explain the application of the new system in the light of the actual project that has already been put into production， for cleanroom designers to choose from multiple system options.

Keywords： electronic clean workshop； module engineering； air conditioning system form； FU； electronic assembly workshop with low cleanliness

1 概述

所謂的FU風(fēng)機(jī)送風(fēng)單元與常規(guī)的FFU區(qū)別在于FU取消了高效過濾器，換成G4初效過濾盒。FU采用交流電源，出風(fēng)面為雙層百葉風(fēng)口。箱體構(gòu)造與FFU相同，也可設(shè)置為可上人上裝式。DCC即干表冷器是潔凈廠房常見的溫控設(shè)備。凈化MAU新風(fēng)是指經(jīng)過兩級(jí)表冷段、兩級(jí)加熱段、一級(jí)噴淋加濕段、初效段、中效段、高效段等處理過的帶有濕度控制能力的新風(fēng)。

2 背景情況

液晶面板工業(yè)的電子類廠區(qū)建設(shè)中，模組廠房是液晶面板的最后工藝制程階段。在模組里工藝前工程，凈化要求高；然而后工程工藝段如老化、驅(qū)動(dòng)IC、組裝包裝等區(qū)域則常見為有溫濕度要求的非凈化生產(chǎn)區(qū)。也有提高規(guī)格做成J9級(jí)凈化區(qū)的。以往非凈化后工程空調(diào)形式是凈化MAU+組空AHU，通過大量而復(fù)雜的送回風(fēng)管道系統(tǒng)送至服務(wù)房間。這里的模組廠房為勞動(dòng)密集型建筑，排煙人員面積指標(biāo)不滿足電子工業(yè)潔凈廠房規(guī)范。所以加上防排煙系統(tǒng)管道，給綜合管線帶了巨大的困難；給空調(diào)系統(tǒng)增加了能耗；給施工帶來了難度；給管理方帶了諸多不便。下圖1為某項(xiàng)目的MAU+AHU系統(tǒng)。

3 新系統(tǒng)的工程實(shí)踐

3.1 工程概況

某工程項(xiàng)目總建筑面積約1019046平米，其中模組棟號(hào)建筑有4層局部5層，建筑面積219214平米。采用FU+MAU+DCC空調(diào)系統(tǒng)的建筑面積達(dá)34640平米，其建筑裝修做法同潔凈室一樣采用50mm彩鋼板。

3.2 工程實(shí)例空調(diào)系統(tǒng)原理圖（如圖2）

以模組三層的房間為例，MAU新風(fēng)通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、手動(dòng)閥門和百葉風(fēng)口送至后工程區(qū)的上技術(shù)夾層里。再由FU送風(fēng)單元送入房間，以保證壓力和房間濕度要求。潔凈MAU的設(shè)置與常規(guī)潔凈廠房MAU設(shè)置一樣，可參見有關(guān)凈化新風(fēng)的文獻(xiàn)。這里需要提到的是干表冷器設(shè)置技術(shù)要點(diǎn)如下：

3.2.1 在低潔凈度要求的房間里，為了把降溫組合式空調(diào)機(jī)組復(fù)雜管道系統(tǒng)變換成分散式的降溫干表冷系統(tǒng)。首要條件先檢討上技術(shù)夾層的使用情況，電子潔凈廠房涉及到的專業(yè)多、綜合管線復(fù)雜。需要集結(jié)各個(gè)相關(guān)專業(yè)了解初步管線情況。暖通專業(yè)用此系統(tǒng)，尚需考慮的管線有空調(diào)水管、消防排煙及補(bǔ)風(fēng)、MAU新風(fēng)管、工藝排風(fēng)管道、氣體管道等。

3.2.2 干表冷面積的計(jì)算和排布方案。暖通先行與房間使用者、建筑專業(yè)協(xié)商回風(fēng)夾道的技術(shù)方案。若不允許使用局部設(shè)置回風(fēng)夾道，則可考慮采用系統(tǒng)原理圖中的方式上部回風(fēng)箱。這種上送上回氣流組織雖然對(duì)凈化房間不利，但對(duì)于J9級(jí)別的房間還是可以做到的。若有條件的還是推薦使用上送下回的氣流組織。

3.2.3 回風(fēng)箱設(shè)計(jì)時(shí)，需要確定單個(gè)干表冷面積規(guī)格。這里需要指出的是FU送風(fēng)單元設(shè)備的機(jī)外余壓100Pa以內(nèi)。所以干表冷及其回風(fēng)箱設(shè)置的風(fēng)速不宜過高，結(jié)合3.2.1技術(shù)要點(diǎn)可定回風(fēng)箱和干表冷尺寸規(guī)格。

3.2.4 干表冷器吊裝需要設(shè)置冷凝水托盤，接其空調(diào)水管、冷凝水管嚴(yán)格按照放坡標(biāo)準(zhǔn)施工。

3.2.5 此系統(tǒng)一般設(shè)置可上人吊頂系統(tǒng)，設(shè)置檢修馬道。新風(fēng)MAU風(fēng)管閥門宜靠近馬道或者房間邊緣處，方便管理者使用。

3.2.6 送風(fēng)單元FU的布置方案，宜設(shè)置設(shè)備負(fù)荷較大的上方并與回風(fēng)設(shè)置適當(dāng)?shù)木嚯x。這里適當(dāng)?shù)木嚯x是指結(jié)合風(fēng)口風(fēng)速和吊頂高度情況而言。

3.2.7 空調(diào)控制主要邏輯，房間溫度、壓力探頭反饋信號(hào)至PLC或DDC。由PLC或DDC發(fā)出指令，管理新風(fēng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和干表冷的電動(dòng)兩通閥門。

3.3 FU技術(shù)要求

3.3.1 FU與FFU的箱體構(gòu)造相同，不安裝高效過濾器。

3.3.2 箱體入口處安裝G4初效過濾盒，可更換拆卸。

3.3.3 箱體尺寸采用1200x600、1200x1200，電機(jī)可采用交流電機(jī)也可不變頻，220V，250w。采用交流電機(jī)可以節(jié)省造價(jià)，但噪聲略大。若環(huán)境對(duì)噪聲控制要求高宜采用直流電機(jī)。

3.3.4 可上人上裝式FU。

3.3.5出風(fēng)口可選配雙層百葉風(fēng)口，風(fēng)速≤2m/s。

3.3.6 應(yīng)配選接受modle bas標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議；可集控。

3.4 FU+MAU+DCC系統(tǒng)建造主要費(fèi)用分析

舉例系統(tǒng)：新風(fēng)MAU為1000m3/h，干表冷單臺(tái)風(fēng)量為9570m3/h，規(guī)格1300x1000mm共計(jì)10臺(tái)，DCC負(fù)責(zé)承擔(dān)的總冷量129kW。總循環(huán)風(fēng)量95700m3/h ，故選用FU單臺(tái)1200x600風(fēng)量1300m3/h，交流電機(jī)，面層為雙層百葉，共計(jì)74臺(tái)。如果是新建項(xiàng)目吊頂條件允許的話可以把吊頂做成1200x1200。這樣同等風(fēng)量的情況下，選用1200x1200規(guī)格的可以減少FU數(shù)量即減少風(fēng)機(jī)馬達(dá)數(shù)量。降低造價(jià)成本。

3.4.1 FU造價(jià)：風(fēng)量1300m3/h，交流電機(jī)220v，250w，單臺(tái)含稅金不含運(yùn)費(fèi)1400元/臺(tái)，安裝費(fèi)用164元/臺(tái)，F(xiàn)U綜合造價(jià)115736元。附加措施費(fèi)、文明施工費(fèi)等后計(jì)150456元。

3.4.2 新風(fēng)MAU造價(jià)：一般電子凈化廠房里的新風(fēng)處理功能段不同，造價(jià)不同。這里僅體現(xiàn)帶濕度控制能力18℃、相對(duì)濕度95%送風(fēng)點(diǎn)的參數(shù)新風(fēng)。新風(fēng)量造價(jià)指標(biāo)15元/（m3/h）新風(fēng)1000m3/h造價(jià)估算為19500元。

3.4.3 干表冷DCC單臺(tái)風(fēng)量9570m3/h處理溫差采用4℃（24℃-20℃）兩排管，設(shè)備費(fèi)用5513元/臺(tái)；安裝費(fèi)548元/臺(tái)。DCC綜合造價(jià)60610元。附加措施費(fèi)、文明施工費(fèi)等后計(jì)78793元。水管道費(fèi)用含安裝估算7983*1.3=10378元。

由于新風(fēng)承擔(dān)室內(nèi)的冷量，故計(jì)算室內(nèi)冷量應(yīng)為1000m3/h*0.337*（23℃-18℃）/1000=1.7kW?？傻窒覂?nèi)總冷量129+1.7=130.7kW

合計(jì)費(fèi)用：259127元。冷量費(fèi)用指標(biāo)1.98元/w。該指標(biāo)未含設(shè)備運(yùn)輸費(fèi)、綜合調(diào)試費(fèi)、其他地方規(guī)費(fèi)、人工費(fèi)調(diào)整等等。參考時(shí)候應(yīng)體現(xiàn)這些內(nèi)容。

雖然如此，但此系統(tǒng)換出來的空間、建造的時(shí)間以及改造升級(jí)的條件。這些條件都是新系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的重要考量。

3.5 FU+MAU+DCC系統(tǒng)耗能分析

3.5.1 系統(tǒng)主要耗電有：設(shè)備FU和MAU輸送風(fēng)機(jī)以及接DCC空調(diào)水輸送水泵。

3.5.2 FU耗能74*0.25kW=18.5kW；MAU最大單位風(fēng)量耗功率輸送Ws<0.48W/（m3/h）輸送能耗約0.5kW

3.5.3 干表冷DCC一般使用中溫水即高于室內(nèi)露點(diǎn)溫度的冷凍水?？諝庹{(diào)節(jié)冷水系統(tǒng)輸送能效比<0.0065。約計(jì)2.2kW。

合計(jì)能耗約21.2kW。若使用組合式空調(diào)機(jī)組AHU對(duì)應(yīng)8℃的送風(fēng)溫差風(fēng)量為47850m3/h。若機(jī)房位置不靠近服務(wù)區(qū)或者說距離較遠(yuǎn)，空間又有限制，風(fēng)管系統(tǒng)必然導(dǎo)致機(jī)外余壓過高。直接對(duì)比MAU+AHU系統(tǒng)的47850m3/h，全壓1200Pa的風(fēng)機(jī)能耗30kW還是比較節(jié)約日常運(yùn)行費(fèi)用的。

3.6 FU+MAU+DCC系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

3.6.1 優(yōu)點(diǎn)：（1）取消了輔助站房區(qū)的降溫空調(diào)機(jī)房，省去了站房面積。（2）取消了空調(diào)送回風(fēng)管道系統(tǒng)，這為上技術(shù)夾層綜合管線創(chuàng)造巨大的空間。（3）FU布置靈活，操作檢修簡單；系統(tǒng)容易維護(hù)。（4）解決了改造難題。因電子工業(yè)潔凈廠房工藝技術(shù)的更新?lián)Q代快。與其他制造工業(yè)相比，改造頻率是比較高的。（5）容易施工安裝快，周期短。節(jié)省了安裝成本。（6）房間溫度更容易實(shí)現(xiàn)局部區(qū)域化控制。

3.6.2 缺點(diǎn)：（1）漏水不易處理，潔凈室上技術(shù)夾層的干表冷需設(shè)置滴水盤。（2）對(duì)上技術(shù)夾層密封要求處理嚴(yán)格。

4 結(jié)束語

目前該項(xiàng)目投產(chǎn)試運(yùn)行。業(yè)主、施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)對(duì)此系統(tǒng)一致好評(píng)?？照{(diào)形式FU+MAU+DCC既能滿足房間溫濕度要求，又能分散式管理空調(diào)設(shè)備。運(yùn)行維護(hù)簡單易操作。緩解了組合式空調(diào)機(jī)組AHU能耗高，管道復(fù)雜難點(diǎn)。本系統(tǒng)也適用于潔凈電子廠房的改造、擴(kuò)建項(xiàng)目。

本系統(tǒng)形式，比較適合工藝換代快的電子工業(yè)低潔凈度廠房。也適合房間凈化環(huán)境不確定的房間。若生產(chǎn)區(qū)域潔凈等級(jí)要求提高，那么把FU的G4初效更換成高效過濾器，面板換成孔板層流罩變成為FFU使用。由于換出來的空調(diào)機(jī)房面積、潔凈房間吊頂上技術(shù)夾層空間，使得本系統(tǒng)在電子潔凈廠房的應(yīng)用帶來經(jīng)濟(jì)性比較可觀。其運(yùn)行費(fèi)用也是比AHU節(jié)約的。但要求跟其他工業(yè)空調(diào)設(shè)計(jì)一樣，首要技術(shù)要素是計(jì)算好房間的冷熱負(fù)荷量，提倡節(jié)能從基礎(chǔ)做起。

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