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洁净厂房集中新风处理系统

系统概述 

OAC是洁净厂房的集中新风处理的系统,也叫新风处理装置;欧美叫做

MAU:Make-upair unit新风机组;日本叫做OAC:outdoorair conditioner外气处理机组。一般有3个作用: 

1、去除室外空气中的灰尘颗粒和有毒有害气状物。 

2、对送入洁净室的新风进行集中处理,以达到FAB所需的具有一定温湿度和洁净度的补充空气--洁净室的湿度一般就是由MAU来控制。 

3、根据室内正压压差计控制送入一定量的新风,以维持洁净厂房的正压值。 

 

某项目OAC布局图 

  

OAC处理外气流程概述 

外界新风→无纺布→初效过滤器→ 中效过滤器→预热/冷处理(冬季工况下要求水喷淋前温度达到18℃→水喷淋将新风温度降**12.7度,湿度为100%RH)→再冷/热处理(将送风温度调节**22℃,湿度为45%RH)→化学过滤器→高效过滤器→送**洁净室回风夹道上方。 

  

夏季OAC设计外气入口工况为夏季:39℃ DB、31.8℃ WB,处理流程如下: 1.经过预处理段和水喷淋将较热的新风处理为22℃、100%RH。 

2.根据出风温湿度设定值22℃、45%,此时露点温度为10.3℃、100%,所以经过再冷盘管后,将新风温度降为10.3℃(100%)。 3.经过再热盘管,将出风温度升**22℃。 

 

冬季OAC设计外气入口工况为夏季:-10℃ DB, -20℃ DP,处理流程如下: 1.经过预处理段将较冷较干的新风升温**18℃。2.经过水喷淋段将新风处理为12.7℃、100%RH,利用水喷淋送水温度,减小了再冷盘管除湿时的负荷,根据水喷淋段的换热效率,设计预处理段19℃,经过水喷淋的热交换,使其喷淋后温度控制在12.7℃。 

3.经过再冷盘管将送风温度降**OAC送风露点温度10.3℃、100%。 4.经过再热盘管,将出风温度升**22℃。  

新风空调系统及其组成 新风空调的组成 

1.初效过滤器、中效过滤器、化学过滤器、超高效过滤器。 2.预冷段、预热段、水喷淋段、再冷段、再热段。 3.风机段以及其他附属仪表组成。 

  

过滤器分类 

OAC系统有四种过滤器:初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器、化学过滤器。 采用钢格栅可冲洗式初效过滤器,初效过滤器可拆卸清洗,风量损失为10%,过滤颗粒效率为80%。  

中效过滤器:尺寸为610×610×290mm,过滤颗粒效率为98%。  

超高效过滤器:尺寸为610×610×292mm,过滤颗粒效率为99.9995%。  

化学过滤器参数如下:  

OAC化学过滤器要求 

预热盘管在冬季工况下设定**小开度,为防止OAC在未开启的状态下,外气较低的温度可能会冻伤盘管,所以无论OAC是否开启,在冬季工况下预热盘管设定有**小开度防止盘管结冻。 

冬季工况下,由于OAC预热盘管的控制点在喷淋段之后,预冷盘管的控制点在喷淋段之前,当预热条件满足的情况下,相对于喷淋前控制的温度会高于预冷段控制点,这样预处理时冷热盘管会同时开启,导致资源浪费,冬季工况下并不需要开启预冷盘管,改良后的控制方法是将预冷预热盘管的控制点改正同为喷淋前温度,而将喷淋后温度设置为加湿板换中温水阀门开度控制,这样就避免了预处理段冷热水阀门同时开启,从而节约了能源。 

冬季工况下,由于OAC预热盘管的控制点在喷淋段之后,预冷盘管的控制点在喷淋段之前,当预热条件满足的情况下,相对于喷淋前控制的温度会高于预冷段控制点,这样预处理时冷热盘管会同时开启,导致资源浪费,冬季工况下并不需要开启预冷盘管,改良后的控制方法是将预热盘管自控阀开度和水喷淋板换处中温水自控阀开度同步,等于将水喷淋温度提高,降低了预热盘管的开度,在保证水喷淋后温度的同时,水喷淋前的温度也有所下降,低于预冷盘管设定值时,则无需开启预冷盘管,可以达到节能的效果。 水喷淋泵概况 

每台OAC水喷淋段有两个水喷淋泵及其附件组成,水喷淋段有两个重要的功能: 1.加湿较干的空气,经过再冷再热后达到要求的送风湿度。2溶解外气可溶于水的化学成分,减少OAC化学过滤器和FFU上化学过滤器的负担。    

OAC系统对洁净室的影响 某项目案例: 

OAC空调机设置在N/S 4F和FAB 5F东西两侧 FAB 5F 西侧:OAC 1#~6# 

FAB 5F 东侧:OAC 8#~14# N/S 4F:OAC 7# 

14台OAC拥有各自的新风入口,而出口则组成一个环形网络连通后,通过集管送入洁净厂房,并通过区域新风阀的开度,控制各个区域的正压梯度。  

保证洁净室内新风温度接近要求值 保证洁净室内区域的湿度 

保证洁净室内各区域的正压梯度   

OAC送风送**FAB 4F回风夹道,和回风组成的混合新风送**干盘管进行再次降温,根据区域的温湿度探头反馈**调整盘管开度,已降温的风由FFU送**洁净室3F,与环境热量热交换后经由华夫地板压**洁净室2F,与环境热量热交换后,经由两侧的负压区回风夹道重新与新风混合送入干盘管。洁净室的湿度是直接受OAC影响的,OAC的送风**湿度将直接影响到末端区域空气的含湿量,不经其他处理,而洁净室内的基准点和OAC送风温含湿量一样,设为22℃,45%RH,只要干盘管能控制住温度稳定在22℃,OAC的送风含湿量稳定,室内热源没有波动,室内的相对湿度就不会受其他因素的影响。 #p#分页标题#e#

 

OAC风机频率受集管静压的控制,OAC集管静压点一共有五处,分别为东南、西南、东北、西北、N/S 4F。系统暂时启用了东南(代表了东侧静压)、西侧平均值(代表了西侧静压),N/S4F三个静压控制点,东南静压控制点控制东侧OAC 8#~14#的风机频率,西南静压控制点控制OAC 1#~6#的风机频率,N/S 4F静压控制点控制OAC 7#风机频率,每个控制点平均分配风机频率,每台受控制的OAC风机运行频率保持一致,集管静压设定值在控制画面中可以调整,系统会根据静压设定值调整对应OAC风机的频率。注:风机**低频率设为20Hz。

 

洁净室正压梯度如上图,1个+代表**低的正压度,设定为对正压基准点(0位/外界)有5Pa的正压,2个+则表示对1个+的区域设定有5Pa的正压,3个+的区域则是对2个+的区域设定有5Pa的正压。为保证洁净室内的洁净度,洁净室不允许有外界的脏空气进入,因此正压度越高的区域,洁净度也越高,对应区域的新风阀开度会比较大。正压基准点探头现设在FAB 5F东侧机房内,OAC 9#送风管旁边,注:各区域隔断门打开也会短时间影响洁净室内的压差,所以开门的时间不宜过长。  

OAC送风通过集管经由各个区域的新风阀送**FAB内,新风阀的开度是根据各个区域设定的正压度调整的,室内压差控制反馈与设定值如有差异,会调整对应区域新风阀的开度,4F 主FAB新风阀共有43个。注:新风阀的动作会影响到室内温湿度波动,风量增大会改变原有的PID曲线。新风阀的动作会影响到对应区域OAC集管静压值。比如区域正压不够,对应区域新风阀开度增大,集管送风量增大,因增加了泄压口,集管静压会降低,此时静压控制点提高对应OAC风机频率,直**该侧集管静压达到设定值。反之,OAC集管静压的波动又会影响末端区域正压度,一旦正压度超过/低于设定值,会控制对应区域新风阀动作,集管静压和室内压差的波动,长时间波动会带来送风温度和送风湿度的波动,所以应尽量避免长时间地开启各区域隔断门(FAB 2F/3F/4F),做好各区域的围封。注:OAC风机频率的升降会导致OAC送风温湿度的少量波动,风量增大/减小,热负荷会有增/减。 

另外,气流走向对温湿度的影响也是比较明显的,由于室内正压梯度的存在,以及各区域AMHS小车通行必须常开的空洞,导致洁净室内正压高的区域气流会压向正压较低的区域,此时,正压低的区域温湿度会直接受邻近区域干盘管阀门开度的影响,加上各区域机台产生的热量不均匀,更容易造成局部温度失控或者控制错位的现象。 D/C系统 

先前说到OAC新风是与FAB内回风混合后进入FAB内,末端温度由干盘管进行精控,这里先容一下干盘管系统的组成和控制原理,干盘管又称为D/C:DRY COOLING COIL(干式冷盘管),主FAB内的干盘管分布于FAB 4F东西两侧的马道,S/S 3F的干盘管分布于S/S 3F吊顶上方,CMP的干盘管分布于CMP吊顶上方,其他还有二次更衣室回风夹道内的4组干盘管,化学实验室内1组干盘管。 FAB 4F东侧干盘管→ FAB 3F东侧区域温度 FAB 4F西侧干盘管→ FAB 3F西侧区域温度 CMP吊顶上干盘管→ CMP区域温度 

S/S 3F吊顶上干盘管→ S/S 3F区域温度 二更干盘管→ 二更区域温度 

S/S 1F干盘管 →S/S 1F化学实验室温度 

干盘管系统包括: 

现场盘管 BP送水泵 附属仪表阀门  

BP泵每组有两台,一用一备,配有变频器,根据压力变频运行,满载为50Hz。  

D/C系统共有4组自控阀: BP泵冷水送水主管控制阀 BP泵干盘管回水混水阀 BP泵压力旁通阀 

D/C温度控制阀  

BP泵送水温度控制冷水送水主管控制阀的开度,冷水送水主管控制阀与回水混水阀是联动的,互相补偿为100%,若送水温度高于设定值,冷水送水主管控制阀开度增加,更多5℃的冷水并入系统,而此时混水阀开度会对应减小,回水更多的往冷水回水管道走,减小官网中较热的回水并入循环。 压力旁通阀和BP泵的频率同时受到压力控制点的控制,如送水压力高/低于设定值,控制输出也会变化,比如送水压力高于设定值,自动控制shou先会降低频率,直到频率降到5Hz,压力旁通阀会慢慢打开,直到压力与设定值一致,压力控制点输出规则为:OP=0~50%对应BP泵频率50Hz~5Hz(旁通阀全关),OP=50%~100%对应旁通阀开度0~100%(此时阶段BP泵频率仍为5Hz运行,为了安全考虑,旁通阀已经强制欲开了10%,所以自始**终旁通阀开度的变化为10%~100%) 干盘管温度控制阀直接受室内温湿度探头反馈值的影响,室内温度反馈如果高于设定值。干盘管温度控制阀开度增大,干盘管中冷水量变大,将洁净室更多的热量带入BP泵的循环中,BP泵送水温度上升,冷水主管控制阀开度增大,此时管网中的水量增大,导致压力过高,BP泵频率会相应降低一些,但是BP泵主管控制阀开度增大后,BP泵送水温度下降,此时洁净室温度还未恢复,所以D/C温度控制阀还未关小,瞬间系统会有大量的冷量直接投放到干盘管与洁净室循环风接触,导致区域温度下降过快,此时系统会关小D/C温度控制阀,回到BP回水的热量少了,BP泵送水温度下降,冷水主管控制阀开度减小,一次波动结束,通过PID的调整,系统会趋于稳定。 

注:若PID时常需要手动干预,可以将BP泵冷水主管控制阀或者D/C温度控制阀中的一个手动控制,另一个保持自动控制,直到系统稳定。 #p#分页标题#e#

FFU为英文缩写(请见南社百科),全称为 Fan FilterUnits, 中文意思为"风机滤器单元(机组)"。也就是将风机和超高效过滤器(ULPA))组合在一起构成自身提供动力的末端净化设备。确切地说是一种自带动力、具有过滤功效的模块化的末端送风装置。风机从FFU顶部将空气吸入并经ULPA过滤,过滤后的洁净空气在整个出风面以0.45m/s±20%的风速均匀送出。

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