摘要：本文主要介绍某微组装间的净化系统的设计过程，并对不同万级区净化方案做一个详细论述，主旨在于设计时合理选用净化方案，确保系统在运行安全稳定的情况下充分利用节能设备、自动控制措施降低建筑能耗、降低投资。
关键词：MAU+FFU+DC；万级区净化空调方案；节能
1 工程概况
本项目为航天某院某微组装生产线改造工程，建设地点：北京市，本次改造范围为二层微组装、SMT及辅助区，其中微组装间为万级净化区，净化区面积约为 1160 m2，净高3.0m。
1.1建筑物概况
净化区位于建筑物二层，周围为空调房间，拆除原有循环机组及管道，建筑层高为5.1m。建筑为多层丁类厂房，每层为一个防火分区。
1.2室外空气参数（北京市）
夏季空调计算干球温度 33.5 °C
夏季空调计算湿球温度 26.4 °C
冬季空调计算干球温度 -9.9 °C
冬季空调计算相对湿度 64 %
1.3室内空气设计参数
1.4冷热源情况
本工程现有冷源为园区夏季提供10-15℃冷水，冬季50-45℃热水；大楼本身有一套风冷机组，夏季提供5-10℃，冬季10-15℃冷水，大楼5-10℃冷水供应比较紧张。
2 净化空调系统
根据本次改造现有的冷热源情况、建筑层高、面积、洁净度、施工难度及后期发展综合分析、对比，选用MAU+FFU+DC的形式。
2.1洁净室热湿负荷计算
洁净室热负荷包括：围护结构、人员、照明、设备（包括电热、电动、电子设备及 FFU产热）。
洁净室的湿负荷包括人员、设备产湿量。
本次改造微组装间显热负荷为：232.2kW，湿负荷：9.164kg/h。
2.2洁净室的风量计算
洁净室的风量包括排风量、正压风量、新风量、循环送风量。
1）工艺排风总量为：L排1=8000m3/h，清洗间排风位L排2=2200 m3/h
2）正压风量为保证室内正压15Pa，根据洁净室压差值与房间换气次数表【1】可查正压风量为1.8次/h，L正=6264 m3/h。
3）新风量
洁净室的新风量满足每人≥40 m3/h【2】、补偿工艺设备排风及维持正压所需的风量，要求具体如下：
L新=L排+L正≥n×40 m3/h
4）循环送风量：
保证洁净度风量：L=S×H×25=87000 m3/h
消除显热风量：L=Q显/c×ρ×△t=168877 m3/h
消除余湿风量：L=1000W/ρ×△d=15273 m3/h
根据计算结果，本次MAU机组L新=18000 m3/h，循环风量为180960 m3/h。
2.3气流组织
本次气流组织采用顶棚送风侧墙下部回风的非单向流。
2.4净化空调系统处理过程
1）微组装净化间采用MAU+FFU+DC的系统形式，空气处理过程为：
夏季：新风净初效过滤后，冷却去湿（两级），送风机、均流中效、高效过滤，经管道送入洁净区静压箱上方与经过干盘管的回风混合后，经FFU过滤后送入房间
冬季：新风净初效过滤后，加热、加湿，送风机、均流中效、高效过滤，经管道送入洁净区静压箱上方与经过干盘管的回风混合后，经FFU过滤后送入房间。
为充分利用园区的冷源，MAU机组一级表冷采用10-15℃冷水，二级表冷采用5-10℃冷水去湿，满足室内湿度要求。
考虑二级表冷的要优先满足大楼其他部位用冷，本次在二级表冷后设置了直膨段，当大楼5-10℃冷水不能满足除湿要求时，开启直膨机降温除湿。
为保护吊顶内FFU机组的过滤单元，减少检修，在MAU机组末端设置了高效过滤器（H13）。
干盘管采用14-19℃中温冷水，吊装在夹墙上方，电动两通阀与温度传感器联动控制房间温度。
2）MAU机组组段图：
2.5自动控制
在MAU+FFU+DC系统中，基本实现温度、湿度、洁净度的单独控制，用与周围环境的正压来控制新风机的变频器，以保证室内正压；用房间的温度传感器来控制DC盘管电动两通阀的开度，来保证室内温度，用房间的湿度传感器来控制新风机组的表冷器和加湿器，来保证房间内的湿度；用FFU风机的转速和开启数量来保证净化风量来保证室内的洁净度。
2.6能耗指标
本次工程采用MAU+FFU+DC形式，冷量指标为：530W/m2，略低于7级净化的600W/m2【1】的平均经验冷量指标。
3 不同万级净化系统方案分析对比
本次改造净化系统选定为MAU+FFU+DC形式，换气次数虽然比25次/h要大，但是出于现场情况、施工难度及后期发展考虑，选用了此方案。
对于单个面积较大，洁净度、温度、湿度要求相同的万级洁净区，根据产热量、产湿量的不同，推荐以下几种系统形式：
3.1 MAU+AHU+HEPA一次回风系统
净化风量接近于满足消除室内、余热、余湿风量，选用一次回风净化系统AHU机组笔者经历湖北某项目，该项目洁净区面积较大，吊顶空间富裕，采用了一次回风MAU+AHU+HEPA形式，采用新风单独处理除湿，MAU的一次表冷和AHU的表冷段冷源选用了中温冷水，有效提高冷水机组的能效，MAU机组的二次表冷采用低温冷源，充分除湿。冷源为带热回收的风冷模块机组，夏季可供应稳定热水，解决了再热的问题。
一次回风的控制维护管理方便，水路系统简单，故障率低，机组位于机房内，可有效降低噪音等。
二次回风现场调试的困难，主要在于阀门、自控原件的质量及灵敏度的限制，运行时很能实现设计状态，两个风口容易出现抢风现象，因此虽然节能但是很少采用。
3.2 AHU+FFU系统
本系统方案适用于对室内漏水控制要求严格，室内热、湿负荷较小，洁净风量远大于消除室内热湿负荷的系统，室内负荷全部由AHU机组负担，空调机组的送风量是消除余热、余湿的风量，它应能确保净化室内的温度和相对湿度恒定，净化室的洁净度由吊顶上的FFU将净化风量就地循环过滤来保证。
3.3 MAU+FFU+DC系统
此系统能满足房间温湿度的要求，又能集中式管理空调设备，基本实现了温度、湿度、洁净度的独立控制，运行维护简单易操作，缓解了AHU系统能耗高，冷热抵消、管道复杂，安装困难等，同时适合工艺更新换代快的行业，可以通过增减FFU数量、高效过滤器级别，灵活改变洁净区的洁净等级，满足产品更新换代对洁净度的需求。
结语
现在电子厂房生产中，净化空调耗电量已经成为生产的能耗的大户，约占工厂总耗电量的40~50%左右，因此在净化空调系统设计时要充分考虑节能因素，根据客观情况选择合理的空调方案、充分利用节能设备、自动控制措施降低建筑能耗。
参考文献
[1]中国电子工程设计院 《空气调节设计手册》第三版 中国建筑工业出版社
[2]中国电子工程设计院 《净化厂房设计规范》GB50073-2013.北京 中国计划出版社.2013
论文作者:赵佳,崔惠明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/29
标签：风量论文; 机组论文; 正压论文; 冷水论文; 负荷论文; 系统论文; 温度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第36期论文;