Zuivering Airconditioning MAU+FFU+DC-systeem

Aug 13, 2024

Zuivering Airconditioning MAU+FFU+DC-systeemHet is een gecombineerde frisseluchtunit (Make-up Air Unit) + ventilatorfilterunit (Fan Filter Unit) + droge spiraalsysteem (Dry Coil). Vanwege de kenmerken van temperatuurzoneregeling, flexibele lay-out, FFU-onderdrukafdichting en energiebesparing van retourluchttoevoer, het is zeer geschikt voor de kenmerken van een grote warmte-vochtigheidsverhouding (extreem grote warmtebelasting en kleine warmteafvoer), groot retourluchtvolume en zuivering van grote oppervlakken in elektronische fabrieken, en wordt daarom veel gebruikt bij het ontwerpen van elektronica schone fabrieken. Tijdens het daadwerkelijke ontwerp- en technische installatieproces is de auteur met veel van dergelijke systemen in aanraking gekomen en heeft hij ontdekt dat veel soortgelijke projecten momenteel geen duidelijke basis in ontwerptechniek hebben, en dat zelfs bij veel projecten conflicten bestaan tussen ontwerp en specificaties. Daarom is het noodzakelijk om een aantal kwesties verder te onderzoeken.

----------------------------Drukprobleem in de statische drukkast van de FFU----------------------------

Belangrijkste factoren van negatieve drukvorming

De bovenste statische drukkast van FFU heeft een onderdruk ten opzichte van de kamer, die de rol kan spelen van onderdrukafdichting. Dit is ook een erkend voordeel van het FFU-systeem. Natuurlijk geldt dit ook voor MAU+FFU+DC.

Bij algemene technische projecten is de statische drukkast van FFU echter ook negatieve druk ten opzichte van de buitenkant, vooral in de statische drukkast van FFU in het MAU+FFU+DC-systeem. Omdat de retourlucht door de droge spiraal stroomt, is er een groot verlies aan winddruk (er zijn gegevens of algemeen wordt aangenomen dat deze 30 Pa ~ 50 Pa bedraagt, die in hoofdstuk 2 in detail zullen worden geanalyseerd); onder de voorwaarde dat er binnenshuis een bepaalde positieve drukwaarde wordt gegarandeerd, zal dit er zeker voor zorgen dat de statische drukkast van de te koop staande ventilatorfiltereenheid een negatieve druk heeft ten opzichte van de buitenkant. Bijvoorbeeld: als de cleanroom gegarandeerd +10Pa is (ten opzichte van de niet-schone buitenruimte), is het winddrukverlies van de retourluchtopening en het winddrukverlies van het retourluchtkanaal 5 Pa, en het winddrukverlies van meerdere batterijen 40 Pa is, dan kan bekend worden dat de druk in de statische drukkast -35Pa is (ten opzichte van de niet-schone buitenruimte).

Daarom kunnen we een conclusie trekken, maar ook een probleem. Ten eerste is de belangrijkste reden voor de negatieve druk in de statische drukkast het winddrukverlies van de droge spiraal (het weerstandsverlies van het retourluchtkanaal en de openingsplaat is relatief veel kleiner). Ten tweede is de negatieve druk in de statische drukkast (ten opzichte van de niet-schone buitenruimte) redelijk.

----------------------------Discussie over onderdruk in statische drukkast----------------------------

De statische drukkast op het bovenste deel van de FFU heeft een onderdruk ten opzichte van de binnenruimte, die de rol kan spelen van onderdrukafdichting, wat ongetwijfeld een positieve rol speelt bij het garanderen van de netheid in de schone ruimte. De negatieve druk ten opzichte van het niet-schone buitengebied (meestal de technische tussenlaag) zal er echter onvermijdelijk voor zorgen dat de buitenlucht rechtstreeks in de statische drukkast lekt, wat de levensduur van het FFU-filter beïnvloedt, wat ongetwijfeld schadelijk of ongunstig is.

In dit geval komt dit feitelijk neer op het plaatsen van de ffu-ventilator in de onderdruksectie (ten opzichte van de niet-schone buitenruimte).

In de eerste plaats bepaalt artikel 6.4.1 dat luchtfilters met een gemiddeld rendement (hoog rendement) moeten worden geconcentreerd in het overdrukgedeelte van het airconditioningsysteem. De reden is dat het onderdrukgedeelte gevoelig is voor luchtlekkage (zie de artikeluitleg); Bovendien bevat FFU over het algemeen filters met hoog rendement of ultrahoog rendement. Ten tweede wordt de frisse lucht van het MAU+FFU+DC-systeem gefilterd door hoogefficiënte filters en gemengd met schone retourlucht in de statische drukkast, wat aangeeft dat de statische drukkast nog steeds een schoon gebied is, op zijn minst een quasi-schoon gebied. gebied (dit kan door berekening bekend worden). Artikel 6.2.2 vereist dat het drukverschil tussen schone ruimtes van verschillende niveaus en tussen schone ruimtes en niet-schone ruimtes niet minder mag zijn dan 5 Pa, en dat het drukverschil tussen schone ruimtes en de buitenlucht niet minder mag zijn dan 10 Pa.

Bij technisch ontwerp is het noodzakelijk om een uitgebreide vergelijking te maken van meerdere aspecten, zoals economie (inclusief kosten en bediening), vooruitgang (technische aspecten) en energiebesparing, om te bepalen of dit redelijk is of niet. Het kan niet vanuit één aspect worden bekeken. De meeste specificaties in ontwerptechnische ontwerpen volgen dit principe bij het selecteren van technische middelen en het bepalen van bepaalde parameters. Daarom is het redelijk dat de statische drukbox van de FFU een bepaalde negatieve druk heeft ten opzichte van de buitenlucht (zie de specifieke berekeningsanalyse hieronder), wat ook consistent is met de leidende ideologie van technisch ontwerp. De sleutel tot het probleem is hoe deze onderdrukwaarde moet worden bepaald.

De statische drukkast aan de bovenkant van de ffu-filterventilatoreenheid mag geen negatieve druk hebben ten opzichte van de buitenkant, en moet ook zorgen voor een positieve druk van niet minder dan 10 Pa.

Ervan uitgaande dat de clean room 15 Pa is (ten opzichte van de niet-schone ruimte buiten), omgekeerd, om ervoor te zorgen dat de statische drukkast 10 Pa is (ten opzichte van de buitenkant), is de som van de droge luchtspiraal De drukverliezen in het retourluchtkanaal en het grondrooster moeten kleiner dan of gelijk zijn aan 5 Pa. Als niet eerst rekening wordt gehouden met de verliezen in het retourluchtkanaal en het grondrooster, en alleen het weerstandsverlies bij droge batterijen wordt berekend als 5Pa (de berekeningsmethode wordt weergegeven in sectie 2 van dit artikel), dan bedraagt de tegenwindsnelheid ongeveer 0,34 kg/(m2. S). Volgens deze windsnelheid zijn, als de droge batterij opnieuw wordt geselecteerd, minimaal 13 droge batterijen van hetzelfde model vereist, wat meer dan 3 keer het oorspronkelijke ontwerp is. Om een dergelijk klein drukverlies te garanderen, moeten ook het oppervlak van het grondrooster (retourlucht effectief) en het retourluchtkanaal aanzienlijk worden vergroot.

Uit het bovenstaande voorbeeld: als de positieve druk in de statische drukkast wordt gehandhaafd in overeenstemming met de specificatie, zal deze situatie onvermijdelijk een grote toename van de initiële investering veroorzaken, een vermindering van het zuiveringsoppervlak (toename van retourluchtkanalen), waardoor de MAU +FFU+DC-systeem duurder en niet bevorderlijk voor de promotie en het gebruik van het MAU+FFU+DC-systeem, dus dit is zeer onredelijk.

Omdat het onderdrukgedeelte gevoelig is voor luchtlekkage, wat de levensduur van het filter beïnvloedt. Bij het ontwerp van airconditioningsystemen voor schone ruimtes in huis bedraagt de levensduur van het systeem, geconfigureerd met primaire, middelhoge en hoogrendementsfilters, slechts 1 tot 3 jaar. Daarom, als het luchtvolume dat in de statische druk lekt, de levensduur van het filter van de ffu binnen het normale ontwerplevensbereik brengt, is de auteur van mening dat dit lekluchtvolume acceptabel is.

De instelling van de drukverschilwaarde hoeft hier niet te voldoen aan de bepalingen van de "Specificaties"; of de specificaties moeten worden aangepast of gedetailleerder en er moeten hier redelijke voorzieningen worden getroffen volgens verschillende systeemvormen. Hier moet ook worden uitgelegd dat het in het bovenstaande voorbeeld, zonder het aantal DC's te vergroten, door de instelwaarde van de binnendruk te verhogen, nog steeds mogelijk is om ervoor te zorgen dat de statische drukbox van het hepa-filter ffu positief is ten opzichte van de buitendruk. Als de cleanroom bijvoorbeeld gegarandeerd +45Pa is (ten opzichte van de niet-schone buitenruimte), bedraagt het drukverlies in de retourluchtopening en het retourluchtkanaal 5 Pa, en is het drukverlies van verschillende batterijen 30 Pa , dan kan bekend worden dat de druk in de statische drukkast +10Pa bedraagt (ten opzichte van de niet-schone buitenruimte).

----------------------------Er zijn op deze manier echter drie problemen----------------------------

Ten eerste zal dit onvermijdelijk de hoeveelheid verse lucht aanzienlijk vergroten, en zullen de koelcapaciteit en de leveringsenergie van de verse luchttafel toenemen. Het is duidelijk dat het MAU+FFU+DC-systeem een van zijn voordelen heeft verloren. Ten tweede heeft het buitensporige drukverschil in de cleanroom ook invloed op de opening van de deur, die doorgaans op minder dan 50 Pa is ingesteld. Ten derde, als er meerdere schone gebieden met verschillende niveaus in een zuiveringsgebied zijn, moet volgens het bovenstaande het laagste niveau ten opzichte van het drukverschil in het niet-schone gebied worden gehandhaafd op +45Pa, en andere gebieden met een hoog niveau moet volgens de specificaties met 5 Pa toenemen. Het is duidelijk dat dit de eerste en tweede problemen ernstiger maakt.

----------------------------Redelijkheid en economische waarde----------------------------

Laten we op basis van de bovenstaande ideeën theoretisch de theoretische levensduur van de hepa ffu statische drukbox bij verschillende drukken berekenen. De levensduur van de FFU, dat wil zeggen de levensduur van het hoogrendementfilter in de ffu-cleanroom, kan worden berekend met behulp van de volgende formule:

hepa ffu

----------------------------Waaronder----------------------------

N1= M(1-S)(1-ηn)+NrS(1-ηr)(2)

Waar:M is de stofconcentratie in de atmosfeer, mg/m3; S is de circulerende luchtverhouding; Nr is de concentratie in de retourlucht, die niet hoger zal zijn dan 0.001 mg/m3~0,01 mg/m3 voor de hoogste concentratie van 100,000-vlakke schone kamers; ηn is de filtergewichtsefficiëntie op het verseluchtkanaal vóór het filter; ηr is de filtergewichtsefficiëntie op het retourluchtkanaal vóór het filter.

Voor verschillende systemen zijn ηn en ηr verschillend, en ook N1 is verschillend. Voor het MAU+FFU+DC-systeem (de typische vorm wordt weergegeven in Figuur 1) moet de stofconcentratie van de lucht vóór het filter 3 bedragen.

onderdelen:het ene is het deel dat wordt aangevoerd door de retourlucht, het tweede is het deel dat wordt aangevoerd door de frisse lucht, en het derde is het deel waar de buitenlucht direct naar binnen lekt omdat de statische drukkast van de FFU een onderdruk heeft ten opzichte van de buitenlucht . Daarom,

----------------------------het kan worden uitgedrukt als----------------------------

N1= M(1-S)(1-ηn)+NrS(1-ηr)+ MSl

Volgens de definitie van S kunnen we Sl de lekverhouding noemen; de verhouding van lekkage tot totaal luchtvolume.

Omdat de frisse luchtdoorgang van het MAU+FFU+DC-systeem is uitgerust met een hoogrendementfilter, wordt algemeen aangenomen dat η≈1 voor het hoogrendementfilter, dus ηn=1, en de formule kan worden geschreven als: N1= NrS(1-ηr)+ MSl (4);

Formule is de berekeningsformule voor de stofconcentratie van de lucht in de ffu statische drukbox voor cleanrooms van het MAU+FFU+DC-systeem.

Er zijn over het algemeen twee berekeningsmethoden voor het berekenen van de luchtlekkage van de FFU statische drukkast: de ventilatiefrequentiemethode en de spleetmethode. De gap-methode wordt gebruikt om het infiltratieluchtvolume te berekenen, waarbij rekening wordt gehouden met zowel de luchtdichtheid van de onderhoudsstructuur van de cleanroom als het positieve drukluchtvolume dat nodig is om verschillende drukverschilwaarden in de kamer te handhaven, dus het is nauwkeuriger en betrouwbaar. Ten tweede is de FFU-statische drukkast over het algemeen gemaakt van een staalplaat met gegarandeerde breedte en zuiveringskleur, en kan de spleetlengte nauwkeuriger worden berekend. Daarom kan de spleetmethode worden gebruikt om de luchtlekkage van de FFU statische drukkast te berekenen.

----------------------------Levensduur FFU-filter----------------------------

Berekening van de spleetlengte van de statische drukkast van de ffu-ventilatorfiltereenheid. Merk op dat de spleetlengte hier alleen het deel van de statische drukkast kan berekenen dat in direct contact staat met het niet-schone gebied, exclusief het deel dat in direct contact staat met de cleanroom. Zoals weergegeven in Figuur 2, maakt de bovenplaat van de statische drukkast gebruik van een gekleurde stalen plaat met een breedte van 1.150 m en een lengte van 3 m. Op de bovenplaat bevinden zich 12 verticale voegen, elk met een lengte van 6,2 meter, en 7 horizontale voegen, elk met een lengte van 32,6 meter. De lengte van de bovenvlakverbinding van de statische drukkast bedraagt 302,6 m. De hoogte van de statische drukkast is 2 m, en er wordt dezelfde 1,15 m brede stalen plaat gebruikt, en de lengte van de verbinding is 204 m. De totale lengte van de statische drukkastverbinding bedraagt 506,6 m.

De breedte van de gekleurde stalen plaat die in algemene cleanrooms wordt gebruikt, is 1,15 m. Vanwege de invloed van sterkte is elke plaat doorgaans niet groter dan 4 meter. Daarom zijn de berekeningsresultaten van dit voorbeeld universeel en kunnen de gegevens als referentie worden gebruikt.

Berekening van de luchtlekkage van de prijs ffu statische drukkast. De verbindingen zijn verkregen uit Tabel 2 en Hoofdstuk ①.

----------------------------Indelingsplan kameruitrusting----------------------------

Berekening van de levensduur van het FFU-filter:De gewichtsconcentratie van verse lucht (buitenlucht) wordt over het algemeen genomen als M {{0}}.3mg/m3, en Nr wordt genomen als 0,005mg/m3.

Resultaatanalyse:Uit de berekeningsresultaten blijkt dat wanneer de negatieve drukwaarde van de statische drukkast van de fabrikant van de ventilatorfiltereenheid groter is dan of gelijk is aan 20 Pa, de levensduur van het FFU-filter minder dan 2 jaar is. Daarom is de auteur, alleen al vanuit het perspectief van de FFU-levensduur, van mening dat de negatieve drukwaarde van de statische drukkast het beste kan worden gecontroleerd binnen het bereik van minder dan of gelijk aan 20 Pa. Wanneer de negatieve drukwaarde binnen dit bereik ligt, kan ervan worden uitgegaan dat de FFU-levensduur theoretisch de normale waarde kan bereiken.

fan filter unit ffu

----------------------------Selectie van droge spoel----------------------------

We weten dat de droge spoel de belangrijkste factor is die de negatieve druk van de statische drukbox van de FFU veroorzaakt (ten opzichte van een niet-schone buitenruimte), en dat de negatieve drukwaarde de levensduur van het FFU-filter en de grootte van het droge spoelgebied bepaalt. Via de bovenstaande analyse moet de negatieve drukwaarde van de FFU statische drukkast worden geregeld binnen het bereik van minder dan of gelijk aan 20 Pa. Op dit moment is het droge spoeloppervlak het kleinst (dat wil zeggen, de investering is het minst), terwijl de levensduur van het FFU-filter wordt gegarandeerd.

De luchtstroomweerstand is gerelateerd aan factoren zoals het type, de structuur en de luchtmassastroomsnelheid van de oppervlakteluchtverwarmer, en de empirische formule ervan wordt meestal experimenteel bepaald.

----------------------------Selectie van droge spoel----------------------------

De luchtstroomweerstand houdt verband met factoren zoals het type, de structuur en de luchtmassastroomsnelheid van de oppervlakteluchtverwarmer, en de empirische formule ervan wordt meestal bepaald door experimenten.

Waarbij: C, y experimentele gegevens zijn met betrekking tot de structuur van de oppervlakteluchtverwarmer; vρ is het luchtmassadebiet buiten de buis kg/(m2.s); vρ=G/f; G is het luchtmassadebiet kg/s; F is het effectieve ventilatieoppervlak van de oppervlakteluchtverwarmer, m2.

Als de cleanroom 10 Pa is (ten opzichte van de niet-schone buitenruimte), wordt de negatieve drukwaarde van de FFU statische drukkast zo geregeld dat deze kleiner is dan of gelijk is aan 20 Pa, en moet het luchtweerstandsverlies van de droge spiraal minder zijn dan of gelijk aan 30 Pa.

Door terug te rekenen op basis van formule (6) bedraagt het maximaal toegestane debiet van de droge batterij: 0,97kg/(m2.s). Als we dit debiet van 1,2 nog steeds als voorbeeld gebruiken om de selectie van droge batterijen te berekenen, zijn er slechts 6 droge batterijen van hetzelfde model nodig (dat wil zeggen slechts 2 meer dan het origineel). Vanuit het perspectief van hogere investeringen is dit veel minder dan het rekenresultaat van 1,2, dus het is redelijk. Uitgaande van het garanderen van de normale levensduur van het FFU-filter, is het economisch en redelijk om de droge windsnelheid op ongeveer 0,97 kg/(m2.s) te regelen.

Daarom is het de moeite waard om het volgende op te merken: algemeen wordt aangenomen dat bij het ontwerp van airconditioningprojecten het massadebiet van de lucht gewoonlijk wordt aangenomen op 6~10kg/(m2.s). Door de bovenstaande analyse en berekening kan deze waarde niet worden gebruikt voor de selectieberekening van de droge spoel van het MAU+FFU+DC-systeem.

----------------------------Conclusie----------------------------

In het MAU+FFU+DC-systeem is de belangrijkste reden voor de negatieve druk in de statische drukkast van de HEPA Fan Filter Units (ten opzichte van de atmosfeer in het niet-schone gebied) het winddrukverlies van de droge spiraal. In het ontwerpproces heeft de redelijke bepaling van de relatieve drukwaarde van de FFU statische drukkast invloed op de levensduur van het FFU-filter en de systeemkosten.

Door berekening en analyse regelt dit document de negatieve drukwaarde van de FFU HEPA Filter H14 statische drukbox binnen het bereik van minder dan of gelijk aan 20 Pa, waardoor het aantal DC's maximaal kan worden bespaard en tegelijkertijd de normale levensduur van de FFU, en kan worden gebruikt als referentie voor technisch ontwerp.

Voor de situatie waarin de onderdruk in de statische drukkast van de Cleanroom Fan Filter Unit in strijd is met de specificatie, worden hier via theoretische berekening en analyse aanpassingen of meer gedetailleerde en redelijke voorschriften gemaakt.

Tijdens het technisch ontwerp mag bij het selecteren van droge batterijen de windweerstand van droge batterijen niet worden genegeerd.

Een paar: Ventilatorfiltereenheid Make-upluchteenheid

Volgende: Plisséluchtfilter 16x25x4 Merv 11