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一、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、空調(diào)負(fù)荷

實(shí)際設(shè)計(jì)中潔凈室內(nèi)冷負(fù)荷的計(jì)算一般采用估算的方法，根據(jù)其生產(chǎn)工藝情況、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、操作人員數(shù)等確定估算指標(biāo)。潔凈室的主生產(chǎn)區(qū)冷負(fù)荷估算指標(biāo)為450W/㎡，光刻區(qū)為400W/㎡，其它區(qū)域根據(jù)功能為250W/㎡ - 350W/㎡。設(shè)汁總冷負(fù)荷（包含新風(fēng)冷負(fù)荷）為3400kW。單位冷負(fù)荷指標(biāo)為2500W/m\遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般建筑的冷負(fù)荷指標(biāo)。這是由于:1.微電子工業(yè)沽凈室的生產(chǎn)設(shè)備發(fā)熱量大，消耗冷量大；2.為補(bǔ)充大量工藝排風(fēng)（排除酸性、堿性、 有機(jī)溶劑等氣體），及為維持潔凈室正壓而造成新風(fēng)量大，處理新風(fēng)所需冷量大。以上兩項(xiàng)負(fù)荷之和一般占到總冷負(fù)荷的80%以上。由于潔凈室處于內(nèi)區(qū)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷熱負(fù)荷影響可以忽略不計(jì)。設(shè)計(jì)發(fā)熱量大，冬季仍為制冷工況，其室內(nèi)冷負(fù)荷與夏季基本相同。潔凈室內(nèi)散濕量較少，故潔凈室室內(nèi)負(fù)荷以顯熱負(fù)荷（設(shè)備負(fù)荷、照明負(fù)荷）為主。

2、氣流組織方式

潔凈室內(nèi)的氣流流向?yàn)榇怪眴蜗蛄鳎纯諝庥傻蹴斏系娘L(fēng)機(jī)過(guò)濾單元機(jī)組（FFU）所帶的髙效過(guò)濾器 進(jìn)行過(guò)濾處理達(dá)到潔凈要求后送入室內(nèi)，再經(jīng)過(guò)地面帶孔高架地板和華夫樓板，通過(guò)兩側(cè)回風(fēng)豎井與新風(fēng)機(jī)組處理過(guò)的新風(fēng)混合后，經(jīng)安裝在豎井與吊頂靜壓箱之間的干式冷盤管冷卻回到吊頂靜壓箱。

雖然風(fēng)機(jī)過(guò)濾單元機(jī)組（FFU）的送風(fēng)模式未必對(duì)每個(gè)潔凈廠房和生產(chǎn)工藝都最為適合，但近年來(lái)它以其本身的優(yōu)越特性正被越來(lái)越多的工業(yè)廠房車間廣泛采用。首先，潔凈室內(nèi)壓力高于靜壓箱內(nèi)的壓力，不存在塵粒由靜壓箱滲透到室內(nèi)的可能性，即所謂 “負(fù)壓密封”，而其它送風(fēng)模式例如分散式循環(huán)風(fēng)機(jī)組、風(fēng)機(jī)豎井等必須采用接觸填料密封或液槽刀口密封等較為復(fù)雜的方法來(lái)保證潔凈室頂棚的密封性；其次，由于微電子工業(yè)潔凈室工藝的頻繁更新和調(diào)整，可以通過(guò)増減局部區(qū)域的風(fēng)機(jī)過(guò)濾單元機(jī)組（FFU）的數(shù)量來(lái)改變潔凈度以適應(yīng)生產(chǎn)工藝流程的需要。

如今生產(chǎn)線上大量采用微環(huán)境裝罝，髙效過(guò)濾器滿布率降低到30%以下，風(fēng)機(jī)過(guò)濾單元（FFU）因其布置的靈活性具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。另外，由于對(duì)層高和空間需求較少，降低了建筑成本和施工周期，也很適合用于改建項(xiàng)目。但大量風(fēng)機(jī)過(guò)濾單元機(jī)組安裝在吊頂上所帶來(lái)的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的。噪聲和振動(dòng)對(duì)潔凈室的影響不容忽視，設(shè)備和自控成本的增加也必須要考慮。

3、空氣處理

潔凈室新風(fēng)系統(tǒng)共配有四臺(tái)新風(fēng)機(jī)組，三用一備，每臺(tái)新風(fēng)機(jī)組新風(fēng)量為130000m3/h。新風(fēng)全部在屋面上的新風(fēng)小屋采集，接入新風(fēng)機(jī)組處理后，再通過(guò)風(fēng)管直接送到潔凈室吊頂上的靜壓箱與潔凈室回風(fēng)混合后再送入室內(nèi)。

新風(fēng)量確定主要依據(jù)以下幾個(gè)因素：

1） 補(bǔ)充工藝過(guò)程上所需的排風(fēng)量，包括一般推風(fēng)、酸性排風(fēng)、堿性排風(fēng)、有機(jī)溶劑排風(fēng)、特種氣體排風(fēng)等；

2） 保證沽凈室內(nèi)相對(duì)于外界為正壓，以確保室外空氣不會(huì)滲人污染潔凈室；

3） 滿足室內(nèi)人員衛(wèi)生要求所需的新風(fēng)量，人均新風(fēng)量不小于40mVh。

設(shè)計(jì)新風(fēng)量取補(bǔ)充室內(nèi)排風(fēng)及保持室內(nèi)正壓所需新風(fēng)量之和與人員新風(fēng)量?jī)身?xiàng)中的最大值。

新風(fēng)機(jī)組包含的組段有初效過(guò)濾段、中效過(guò)濾 段、預(yù)熱段、預(yù)冷段、加粗段、再冷段、再熱段、風(fēng)機(jī)段、 預(yù)留段、髙效過(guò)濾段和送風(fēng)段等。其中預(yù)冷盤管的供回水溫度為13℃/19℃，再冷和盤管的供回水溫度為5℃/10.6℃，預(yù)熱盤管的供回水溫度90℃/ 60℃，再熱盤管的供回水溫度為90℃/70℃。

冷負(fù)荷計(jì)算

1）熱濕負(fù)荷計(jì)算：潔凈室凈化空調(diào)系統(tǒng)熱濕負(fù)荷的計(jì)算與一般空調(diào)房間的熱濕負(fù)荷計(jì)算基本相同，主要應(yīng)根據(jù)以下所列各項(xiàng)確定。

① 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量、輻射熱量；

② 工藝設(shè)備和化學(xué)反應(yīng)等的散熱量、散濕量；

③ 潔凈室內(nèi)照明散熱量；

④ 作業(yè)人員人體的散熱量、散濕量；

⑤ 物抖的散熱量、散濕量；

⑥ 伴隨各種散濕過(guò)程產(chǎn)生的熱量。

上述各項(xiàng)的計(jì)算方法、公式、所需數(shù)據(jù)表格等在《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的第二章“建筑布置和室內(nèi)負(fù)荷計(jì)算”中有著詳細(xì)的論述，可參考使用。

2）冷負(fù)荷估算指標(biāo)：如前所述潔凈室的冷負(fù)荷與產(chǎn)品品種及其生產(chǎn)過(guò)程和所選用的生產(chǎn)設(shè)備、潔凈室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、操作人員數(shù)量以及物流數(shù)量等有關(guān)，在進(jìn)行潔凈室規(guī)劃或方案設(shè)計(jì)時(shí)其冷負(fù)荷可按表5-9的數(shù)據(jù)估算。

潔凈室新風(fēng)系統(tǒng)承擔(dān)所有的室內(nèi)濕負(fù)荷，而室內(nèi)顯熱負(fù)荷則由干式冷盤管承擔(dān)。室外新風(fēng)須處理到機(jī)器露點(diǎn)后送人回風(fēng)夾道與回風(fēng)混合。在夏季高溫高濕的地區(qū).由于室外焓值較大，新風(fēng)機(jī)組需進(jìn)行大焓差處理。如只設(shè)一級(jí)冷盤管，那大量的冷量都將被冷凝水帶走。故為了充分利用冷水能量，新風(fēng)機(jī)組設(shè)兩級(jí)冷盤管。在夏季，室外空氣被供13℃中溫水的第一級(jí)預(yù)冷盤管處理到接近飽和狀態(tài)點(diǎn)A，再由供5℃低溫冷水的第二級(jí)冷盤管處理到露點(diǎn)B ，最后通過(guò)再熱盤管將其加熱到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)C。而在冬季，室外空氣先通過(guò)預(yù)熱盤管加熱到D點(diǎn)后，再由水噴淋加濕到露點(diǎn)B后加熱到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)C。。水噴淋加濕段位于兩級(jí)冷盤管之間，除了加濕外還可起到清潔空氣的作用。在夏季工況下空氣經(jīng)過(guò)一級(jí)冷盤管處理到A點(diǎn)后已達(dá)飽和狀態(tài)，很難再被加濕，故水噴淋對(duì)夏季新風(fēng)處理不會(huì)產(chǎn)生影晌。本工程潔凈室的維持正壓的換氣次數(shù)為1.5h-1。

在潔凈室裝有壓差傳感器，潔凈室的壓力根據(jù)壓差傳感器，潔凈室的壓力根據(jù)壓差傳感器的數(shù)值來(lái)控制，它將測(cè)量潔凈室和外界大氣的壓差。PLC使用壓差傳感器的值作為PID的過(guò)程值，它的輸出將控制新風(fēng)管道上的變風(fēng)量控制器的開(kāi)度。PLC同時(shí)計(jì)算在主新風(fēng)管道上的壓差傳感器平均值，并用平均值作為PID的過(guò)程值，它的輸出將控制新風(fēng)機(jī)組的風(fēng)機(jī)速度，以達(dá)到潔凈室內(nèi)的正壓要求。

4、溫濕度控制

潔凈室里的溫度是由吊頂上的干冷盤管進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的，吊頂內(nèi)共分為10個(gè)溫度控制區(qū)域，每個(gè)溫度控制區(qū)域都設(shè)有一個(gè)溫度傳感器，該區(qū)域的干冷盤管回水主管上裝有一組電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，通過(guò)溫度傳感器所測(cè)的溫度與直接數(shù)字溫控器的設(shè)定值比較，用比例積分微分控制器輸出電信號(hào)，控制回水管上電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，改變水流量，使?jié)崈羰业臏囟缺３衷谒璧姆秶?/span>

潔凈室內(nèi)安裝有溫濕度傳感器，從潔凈室溫濕度傳感器傳來(lái)的溫度信號(hào)將被PLC用來(lái)監(jiān)視和報(bào)警。新風(fēng)機(jī)組送風(fēng)溫度信號(hào)作為PID控制的過(guò)程值（PV），PID輸出將用來(lái)控制再熱閥，維持新風(fēng)機(jī)組恒定的出風(fēng)溫度。新風(fēng)機(jī)組的加濕噴淋段水泵都有液位開(kāi)關(guān)，當(dāng)?shù)鸵何粓?bào)警時(shí)，PLC將停止相關(guān)的泵。

二、排風(fēng)系統(tǒng)

微電子潔凈室中常常在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中使用或產(chǎn)生各種酸性和堿性物質(zhì)、有機(jī)溶劑和一般氣體、特種氣體。且根據(jù)GB50073-2001《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定，排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置。故潔凈室的工藝排風(fēng)分別設(shè)有酸性排風(fēng)系統(tǒng)、堿性排風(fēng)系統(tǒng)和溶劑排風(fēng)系統(tǒng)。

酸堿排風(fēng)氣體必須分別經(jīng)過(guò)玻璃鋼淋洗塔處理后才能排至室外。淋洗塔以化學(xué)吸收為工作原理，其中有填料增加其有效吸收面積。淋洗液由噴嘴自上而下噴灑，并可循環(huán)使用。經(jīng)過(guò)處理后的排放氣體須滿足GB16297-1996《國(guó)家廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)》，潔凈室內(nèi)酸堿排風(fēng)的風(fēng)管材料為不銹鋼，內(nèi)涂特氟龍，以達(dá)到防腐蝕的目的。風(fēng)機(jī)采用玻璃鋼離心變頻風(fēng)機(jī)。

溶劑排風(fēng)系統(tǒng)用于排除廠房?jī)?nèi)設(shè)備及化學(xué)氣體等房間產(chǎn)生的溶劑氣體。其風(fēng)管材料為sus304不銹鋼，風(fēng)機(jī)采用防爆型風(fēng)機(jī)，并配有變頻器調(diào)節(jié)馬達(dá)轉(zhuǎn)速以達(dá)到調(diào)節(jié)排風(fēng)量要求。

三、排煙系統(tǒng)

潔凈室為無(wú)門窗的房間，房間密閉性較好，故設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)是保證人員安全疏散的必要方法。GB50073-2001《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：潔凈廠房疏散走廊，應(yīng)設(shè)置機(jī)械防排煙設(shè)施。而國(guó)家現(xiàn)行防火規(guī)范中對(duì)工業(yè)廠房的排煙設(shè)置未作出明文規(guī)定，故參考民用建筑的防排煙規(guī)范在潔凈室內(nèi)設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)。因主生產(chǎn)區(qū)面積達(dá)3000㎡，故用擋煙垂壁（吊頂以下500㎜高）將主生產(chǎn)區(qū)分隔為數(shù)個(gè)防煙分區(qū)，每個(gè)防煙分區(qū)最大面積不大于500㎡。防煙分區(qū)的排煙量設(shè)計(jì)值以每個(gè)分區(qū)60m3/h計(jì)算。排煙風(fēng)機(jī)可同時(shí)負(fù)擔(dān)兩個(gè)防煙分區(qū)，風(fēng)量選型按最大防煙分區(qū)面積每平方米120m3/h計(jì)算。防煙分區(qū)的排煙由支管上的280℃排煙閥控制。

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