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某100級計算機磁頭生產(chǎn)廠的潔凈空調(diào)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(zhèn)某科技園內(nèi)。該建筑兩層，局部三層，建筑面積10,700m2。設備樓與生產(chǎn)廠房相連，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。廠房一層有潔凈車間、更衣室、小清洗房、大堂、鞋柜房。倉庫、空調(diào)機房、工藝用純水房等，層高6.5m，其中潔凈區(qū)面積1,760m2；二層有潔凈車間、清洗房、鞋柜房、辦公室、空調(diào)機房等，層高6.5m，其中潔凈區(qū)面積2,370m2。潔凈車間內(nèi)主要有磁頭裝配生產(chǎn)線、清洗生產(chǎn)線、檢查測試生產(chǎn)線等。局部三層為空氣壓縮機房、倉庫等。

　　根據(jù)甲方生產(chǎn)工藝要求，潔凈室系統(tǒng)技術指標按美國聯(lián)邦209E有關規(guī)定執(zhí)行。潔凈區(qū)總面積4,130m2，其中1OO級潔凈區(qū)面積3,040m2，1,000級潔凈區(qū)面積89Om2，10,000級潔凈區(qū)面積200m2。圖1、2為本工程一、二層平面圖。 

　　2 主要設計參數(shù)

　　根據(jù)甲方生產(chǎn)工藝的要求及FS209E的相關規(guī)定，并參考《潔凈廠房設計規(guī)范》GBJ73－84。見表1。

　　3 潔凈空調(diào)系統(tǒng)設計
　　3.1 潔凈空調(diào)換氣次數(shù)
　　100級：換氣次數(shù)為400次／小時（斷面風速0.36m／s）
　　1,000級：換氣次數(shù)為80次/小時
　　10,000級：換氣次數(shù)為40次／小時
　　100,0O0級：換氣次數(shù)為25次／小時

　　3.2 潔凈空冷負荷
　　夏季冷負荷包括圍護結(jié)構(gòu)負荷、人員負荷、照明負荷、生產(chǎn)設備負荷、空調(diào)機組內(nèi)風機負荷、新風負荷。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 潔凈室的新風量和送風量
　　新風量綜合考慮人員衛(wèi)生所需風量、生產(chǎn)設備排風量、維持潔凈室正壓所需風量，經(jīng)計算得出。
　　100級潔凈室空調(diào)送風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(diào)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(shù)，取二者的大值。之所以與100級潔凈室不同，是由于空調(diào)方式不同。

　　3.4 1O0級主潔凈室（包括清洗房）的空調(diào)方式
　　采用PAHU＋AHU＋FFU的空調(diào)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(tǒng)中加PAHU，潔凈室正壓由PAHU風機馬達變頻控制，同時使室外環(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，新風處理總量為30,000CMH，新風處理到低于室內(nèi)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(diào)系統(tǒng)。凈化空調(diào)機組AHU將從室內(nèi)抽回的回風與新風機組PAHU處理過的新風混合，經(jīng)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(nèi)空氣混合經(jīng) FFU送到室內(nèi)。生產(chǎn)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(diào)節(jié)閥，以調(diào)節(jié)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(diào)方式。在空調(diào)送風量由冷負荷和焓差的計算值小于由換氣次數(shù)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(diào)機組的初投資。

　　3.6 空氣處理
　　主潔凈室的新風經(jīng)PAHU的初、中效過濾后，再經(jīng)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(xiàn)。
　　新、回混合風經(jīng)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(jīng)AHU盤管實現(xiàn)冷卻功能；
　　b．過濾：空氣經(jīng)置于AHU內(nèi)的初、中效過濾器的過濾，再經(jīng)末端高效過濾器送至室內(nèi)。
　　c．加熱：由裝在送風管中的電熱器實現(xiàn)加熱功能，電熱器在此系統(tǒng)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(diào)水系統(tǒng)

　　本工程中空調(diào)面積7,100m2，夏季總計算冷負荷4,560kw。潔凈區(qū)冷負荷4,040kw，非潔凈區(qū)冷負荷520kw。非潔凈區(qū)包括辦公室、鞋柜房、大堂、倉庫等。平均空調(diào)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(diào)水系統(tǒng)為一次泵變水量水系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)水量的變化情況控制泵的運行臺數(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)經(jīng)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(fā)器。

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

　　5　自動控制系統(tǒng)

　　本工程新風機組風機馬達采用變頻自動控制，在保證衛(wèi)生的前提下，根據(jù)潔凈室靜壓調(diào)節(jié)變頻器，使?jié)崈羰业撵o壓不隨生產(chǎn)設備的排風量的變化而變化，同時起到節(jié)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(xiàn)，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(diào)節(jié)間進行控制。主潔凈室每臺AHU負責的區(qū)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?？照{(diào)系統(tǒng)的除濕主要由PAHU來完成。

　　冷凍水系統(tǒng)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(shù)。根據(jù)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(nèi)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(fā)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(tǒng)給一對干節(jié)點串聯(lián)到AHU配電箱的控制電路中，在該區(qū)有火災信號時，該節(jié)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(diào)試與測試

　　1999年4月末開始進行調(diào)試。首先空調(diào)機組開機24小時后安裝高效過濾器，測試空調(diào)機組的送風量，并調(diào)整到設計值。然后測量各高效送風口的風速并進行調(diào)整，需反復調(diào)整，直至所有風口的風速調(diào)至要求的范圍內(nèi)。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(jié)果符合美國NEBB測試標準要求。

　　7　結(jié)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(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間其環(huán)境參數(shù)均滿足生產(chǎn)要求。這樣在凈化空調(diào)設計時，不能按照空調(diào)設計手冊中歷年平均不保證時間所確定的室外設計參數(shù)，而是采用極端氣候參數(shù)進行計算。

　　7.2　此類潔凈室由于潔凈級別、室內(nèi)生產(chǎn)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(nèi)靜壓的效果比較理想，同時又可節(jié)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(nèi)各種管道很多，如空調(diào)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(yè)在設計階段就要緊密配合。

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