FU+MAU+DCC系統在電子潔凈廠房中的應用

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。傳統的空調形式組合空調AHU+凈化新風MAU，需要的空調站房面積大，管道系統復雜，吊頂空間要求高，空調能耗高等特點給設計師帶來巨大的挑戰。為此創新了空調形式FU+MAU+DCC即風機送風單元+凈化新風+干表冷系統。文章將結合已經投入生產的實際工程，闡述新系統的應用。以供潔凈室設計師多個系統方案的選擇。

關鍵詞：電子潔凈廠房；模組工程；空調系統形式；FU；低潔凈度的電子組裝車間

中圖分類號：V268.1 文獻標志碼：A 文章編號：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風機送風單元與常規的FFU區別在于FU取消了高效過濾器，換成G4初效過濾盒。FU采用交流電源，出風面為雙層百葉風口。箱體構造與FFU相同，也可設置為可上人上裝式。DCC即干表冷器是潔凈廠房常見的溫控設備。凈化MAU新風是指經過兩級表冷段、兩級加熱段、一級噴淋加濕段、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。

2 背景情況

液晶面板工業的電子類廠區建設中，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、驅動IC、組裝包裝等區域則常見為有溫濕度要求的非凈化生產區。也有提高規格做成J9級凈化區的。以往非凈化后工程空調形式是凈化MAU+組空AHU，通過大量而復雜的送回風管道系統送至服務房間。這里的模組廠房為勞動密集型建筑，排煙人員面積指標不滿足電子工業潔凈廠房規范。所以加上防排煙系統管道，給綜合管線帶了巨大的困難；給空調系統增加了能耗；給施工帶來了難度；給管理方帶了諸多不便。下圖1為某項目的MAU+AHU系統。

3 新系統的工程實踐

3.1 工程概況

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

3.2 工程實例空調系統原理圖（如圖2）

以模組三層的房間為例，MAU新風通過電動調節閥、手動閥門和百葉風口送至后工程區的上技術夾層里。再由FU送風單元送入房間，以保證壓力和房間濕度要求。潔凈MAU的設置與常規潔凈廠房MAU設置一樣，可參見有關凈化新風的文獻。這里需要提到的是干表冷器設置技術要點如下：

3.2.1 在低潔凈度要求的房間里，為了把降溫組合式空調機組復雜管道系統變換成分散式的降溫干表冷系統。首要條件先檢討上技術夾層的使用情況，電子潔凈廠房涉及到的專業多、綜合管線復雜。需要集結各個相關專業了解初步管線情況。暖通專業用此系統，尚需考慮的管線有空調水管、消防排煙及補風、MAU新風管、工藝排風管道、氣體管道等。

3.2.2 干表冷面積的計算和排布方案。暖通先行與房間使用者、建筑專業協商回風夾道的技術方案。若不允許使用局部設置回風夾道，則可考慮采用系統原理圖中的方式上部回風箱。這種上送上回氣流組織雖然對凈化房間不利，但對于J9級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 回風箱設計時，需要確定單個干表冷面積規格。這里需要指出的是FU送風單元設備的機外余壓100Pa以內。所以干表冷及其回風箱設置的風速不宜過高，結合3.2.1技術要點可定回風箱和干表冷尺寸規格。

3.2.4 干表冷器吊裝需要設置冷凝水托盤，接其空調水管、冷凝水管嚴格按照放坡標準施工。

3.2.5 此系統一般設置可上人吊頂系統，設置檢修馬道。新風MAU風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 送風單元FU的布置方案，宜設置設備負荷較大的上方并與回風設置適當的距離。這里適當的距離是指結合風口風速和吊頂高度情況而言。

3.2.7 空調控制主要邏輯，房間溫度、壓力探頭反饋信號至PLC或DDC。由PLC或DDC發出指令，管理新風電動調節閥和干表冷的電動兩通閥門。

3.3 FU技術要求

3.3.1 FU與FFU的箱體構造相同，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，電機可采用交流電機也可不變頻，220V，250w。采用交流電機可以節省造價，但噪聲略大。若環境對噪聲控制要求高宜采用直流電機。

3.3.4 可上人上裝式FU。

3.3.5出風口可選配雙層百葉風口，風速≤2m/s。

3.3.6 應配選接受modle bas標準通信協議；可集控。

3.4 FU+MAU+DCC系統建造主要費用分析

舉例系統：新風MAU為1000m3/h，干表冷單臺風量為9570m3/h，規格1300x1000mm共計10臺，DCC負責承擔的總冷量129kW。總循環風量95700m3/h ，故選用FU單臺1200x600風量1300m3/h，交流電機，面層為雙層百葉，共計74臺。如果是新建項目吊頂條件允許的話可以把吊頂做成1200x1200。這樣同等風量的情況下，選用1200x1200規格的可以減少FU數量即減少風機馬達數量。降低造價成本。

3.4.1 FU造價：風量1300m3/h，交流電機220v，250w，單臺含稅金不含運費1400元/臺，安裝費用164元/臺，FU綜合造價115736元。附加措施費、文明施工費等后計150456元。

3.4.2 新風MAU造價：一般電子凈化廠房里的新風處理功能段不同，造價不同。這里僅體現帶濕度控制能力18℃、相對濕度95%送風點的參數新風。新風量造價指標15元/（m3/h）新風1000m3/h造價估算為19500元。

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

由于新風承擔室內的冷量，故計算室內冷量應為1000m3/h*0.337*（23℃-18℃）/1000=1.7kW。可抵消室內總冷量129+1.7=130.7kW

合計費用：259127元。冷量費用指標1.98元/w。該指標未含設備運輸費、綜合調試費、其他地方規費、人工費調整等等。參考時候應體現這些內容。

雖然如此，但此系統換出來的空間、建造的時間以及改造升級的條件。這些條件都是新系統經濟性的重要考量。

3.5 FU+MAU+DCC系統耗能分析

3.5.1 系統主要耗電有：設備FU和MAU輸送風機以及接DCC空調水輸送水泵。

3.5.2 FU耗能74*0.25kW=18.5kW；MAU最大單位風量耗功率輸送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露點溫度的冷凍水。空氣調節冷水系統輸送能效比<0.0065。約計2.2kW。

合計能耗約21.2kW。若使用組合式空調機組AHU對應8℃的送風溫差風量為47850m3/h。若機房位置不靠近服務區或者說距離較遠，空間又有限制，風管系統必然導致機外余壓過高。直接對比MAU+AHU系統的47850m3/h，全壓1200Pa的風機能耗30kW還是比較節約日常運行費用的。

3.6 FU+MAU+DCC系統的優缺點

3.6.1 優點：（1）取消了輔助站房區的降溫空調機房，省去了站房面積。（2）取消了空調送回風管道系統，這為上技術夾層綜合管線創造巨大的空間。（3）FU布置靈活，操作檢修簡單；系統容易維護。（4）解決了改造難題。因電子工業潔凈廠房工藝技術的更新換代快。與其他制造工業相比，改造頻率是比較高的。（5）容易施工安裝快，周期短。節省了安裝成本。（6）房間溫度更容易實現局部區域化控制。

3.6.2 缺點：（1）漏水不易處理，潔凈室上技術夾層的干表冷需設置滴水盤。（2）對上技術夾層密封要求處理嚴格。

4 結束語

目前該項目投產試運行。業主、施工、監理、設計對此系統一致好評。空調形式FU+MAU+DCC既能滿足房間溫濕度要求，又能分散式管理空調設備。運行維護簡單易操作。緩解了組合式空調機組AHU能耗高，管道復雜難點。本系統也適用于潔凈電子廠房的改造、擴建項目。

本系統形式，比較適合工藝換代快的電子工業低潔凈度廠房。也適合房間凈化環境不確定的房間。若生產區域潔凈等級要求提高，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。由于換出來的空調機房面積、潔凈房間吊頂上技術夾層空間，使得本系統在電子潔凈廠房的應用帶來經濟性比較可觀。其運行費用也是比AHU節約的。但要求跟其他工業空調設計一樣，首要技術要素是計算好房間的冷熱負荷量，提倡節能從基礎做起。

參考文獻：

[1]陸耀慶.HVAC暖通空調設計指南[M].中國建筑工業出版社，1996，5.

[2]陳霖新.潔凈廠房的設計與施工[M].化學工業出版社，2003，1.

[3]GB50019-2015.工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范[S].2016-02-01.

[4]GB50073-2013.潔凈廠房設計規范[S].2013-09-01.

[5]GB50073-2008.電子工業潔凈廠房設計規范，2009-07-01.

[6]王海橋，李銳.空氣潔凈技術[M].機械工業出版社，2005，10.

[7]中國電子工程設計院.空氣調節設計手冊（第三版）[M].中國建筑工業出版社，2017，06.