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1 概述

在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中，空調(diào)是比較常見的設(shè)備，由于現(xiàn)代化的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)活動(dòng)等對空氣的潔凈度有著不同的要求，為了給工藝生產(chǎn)提供穩(wěn)定可靠的生產(chǎn)環(huán)境，保證所生產(chǎn)工藝產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)品的可靠性及較高的成品率，必須消除潔凈室內(nèi)外的各種熱濕干擾以及塵埃污染。最常用的方法是向工藝生產(chǎn)各區(qū)域輸入一定量經(jīng)過處理的空氣，從而將潔凈室內(nèi)的空氣微塵粒子、有害氣體、氣態(tài)污染物等污染物部分或全部排除并將潔凈室內(nèi)溫濕度、潔凈度、氣流分布、氣流速度、室內(nèi)壓力等參數(shù)控制在某一需求范圍內(nèi)。

2 工程概況

本工程主要位于上海浦東新區(qū)某半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園區(qū)，生產(chǎn)廠房總建筑面積 37497. 91 平方米，3 層丙類多層廠房，建筑高度18. 80 米，功能布局為丙類生產(chǎn)車間及生產(chǎn)輔房。

3 潔凈室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程空調(diào)設(shè)計(jì)主要包括區(qū)域一般空調(diào)通風(fēng)、凈化空調(diào)系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、工藝排氣系統(tǒng)等。 潔凈室主要位于生產(chǎn)廠房的二層部分區(qū)域及三層實(shí)驗(yàn)室區(qū)域。潔凈室空調(diào)系統(tǒng)的室外設(shè)計(jì)參數(shù)如下表所示:

本工程潔凈室的空調(diào)系統(tǒng)形式采用 FFU( Fan Filter Unit 風(fēng)機(jī)過濾單元) +DCC( Dry Cooling Coil 干冷卻盤管) +MAU( Makeup Air Unit 集中新風(fēng)機(jī)組) 的系統(tǒng)形式;氣流組織形式為頂送下回，干盤管位于吊頂上方。潔凈空調(diào)原理圖如圖 1 所示。

MAU 機(jī)組設(shè)置在三層空調(diào)機(jī)房。MAU 規(guī)格為 95000CMH，4臺(tái)( 三用一備)。新風(fēng)空調(diào)機(jī)組由進(jìn)風(fēng)段、G4 板式初效過濾段、F8 袋式中效過濾段、預(yù)熱盤管段(38 /32℃) 、預(yù)冷段(6/13℃) 、RO 水噴淋水洗加濕段、低溫冷凍水表冷段(6/13℃) 、再熱盤管段(38 /32℃) 、風(fēng)機(jī)段、化學(xué)過濾器段、化學(xué)過濾段、F9 中效過濾段、H14 高效過濾段、出風(fēng)段以及相關(guān)的檢修功能段組成。空調(diào)機(jī)組段位圖如圖 1 所示:

FFU 滿布率: ISO3 級區(qū)域?yàn)?100% ; 其余區(qū)域根據(jù)凈化級別為 25 ~ 75%。潔凈區(qū)所用的新風(fēng)( MAU) 系統(tǒng)，通過初、中效過濾、冷卻除濕、過濾或加熱、水洗加濕過濾以潔凈之新風(fēng)補(bǔ)充潔凈室內(nèi)工藝排風(fēng)和維持正壓為目的，以恒定的溫度和濕度參數(shù)送風(fēng)，從而保證室內(nèi)個(gè)參數(shù)在設(shè)定值。

4 空調(diào)自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的收集與分析上，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以取代大量人力，還可以提供系統(tǒng)偏離設(shè)計(jì)值的早期預(yù)警，并將分析整理過的信息傳送到工程師與主管作為系統(tǒng)管理的依據(jù)。

FFU( Fan Filter Unit 風(fēng)機(jī)過濾單元) +DCC( Dry Cooling Coil 干冷卻盤管) +MAU( Makeup Air Unit 集中新風(fēng)機(jī)組) 空調(diào)組成形式主要通過 MAU( Makeup Air Unit 集中新風(fēng)機(jī)組) 來控制潔凈室的濕度，通過 DCC( Dry Cooling Coil 干冷卻盤管) 來控制潔凈室的溫度。P&ID-新風(fēng)機(jī)組控制原理圖如圖 2 所示，P&ID-潔凈室控制原理圖如圖 3 所示，潔凈室空調(diào)自動(dòng)控制原理如下:

(1) MAU 機(jī)組進(jìn)出口處均安裝電動(dòng)密閉閥，電動(dòng)密閉閥與MAU 送風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)，開啟時(shí)先開閥門再開風(fēng)機(jī)，關(guān)閉時(shí)順序相反。本項(xiàng)目業(yè)主要求在 MAU 機(jī)組入口和出口處均安裝電動(dòng)密閉閥，筆者認(rèn)為入口電動(dòng)密閉閥的主要目的是關(guān)機(jī)后防止新風(fēng)侵入損壞冷盤，出口處安裝電動(dòng)密閉閥的主要目的是防止某臺(tái)機(jī)組不運(yùn)行而其他機(jī)組運(yùn)行時(shí)新風(fēng)通過集管倒灌，故在設(shè)計(jì)中可只在 MAU 機(jī)組入口處安裝電動(dòng)密閉閥，出口處可用逆止閥取代電動(dòng)密閉閥。

(2) MAU 機(jī)組各級過濾器設(shè)壓差開關(guān)，報(bào)警值初中效:350Pa，中效:250Pa，高效:500Pa，化學(xué)過濾器段:200Pa，當(dāng)壓力超過設(shè)定值時(shí)報(bào)警，提示清洗或更換。筆者設(shè)計(jì)時(shí)，在 MAU 風(fēng)機(jī)段也曾設(shè)置壓差開關(guān)，主要目的是實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)無風(fēng)斷電保護(hù)，業(yè)主要求取消該壓差開關(guān)，原因是: 在工程一期的使用過程中，類似功能的壓差開關(guān)在風(fēng)機(jī)關(guān)閉時(shí)曾出現(xiàn)過誤報(bào)警，且誤報(bào)警在不同區(qū)域均有發(fā)生。在常規(guī)的設(shè)計(jì)中，無風(fēng)斷電保護(hù)均會(huì)配置，且有部分業(yè)主會(huì)指定配置無風(fēng)斷電保護(hù)，筆者認(rèn)為該工程一期經(jīng)常出現(xiàn)誤報(bào)警是因?yàn)槌绦蛟O(shè)計(jì)不合理，專業(yè)自控廠家在程序設(shè)計(jì)過程中，不能孤立的判斷壓差開關(guān)的報(bào)警信號(hào)，應(yīng)結(jié)合送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，判定有效報(bào)警信號(hào)，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)時(shí)，報(bào)警視為有效，當(dāng)風(fēng)機(jī)關(guān)閉時(shí)報(bào)警信號(hào)視為無效信號(hào)。

(3) 溫濕度控制:冬季:根據(jù)預(yù)熱盤管后安裝溫濕度變送器控制預(yù)熱盤管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度，保證預(yù)熱后焓值在設(shè)定值; 再經(jīng)過水洗噴淋段( 水洗噴淋段自 帶控制) 進(jìn)行水洗加濕，保證送風(fēng)含濕量在設(shè)定值，再根據(jù)送風(fēng)溫度調(diào)節(jié)再熱盤管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度，保證送風(fēng)溫度在設(shè)定值。 夏季: 根據(jù)預(yù)冷盤管后安裝溫濕度變送器控制預(yù)冷盤管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度，保證預(yù)冷后焓值在設(shè)定值;再經(jīng)過水洗噴淋段( 水洗噴淋段自 帶控制) 進(jìn)行水洗;據(jù)送風(fēng)濕度控制再冷盤管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度，保證送風(fēng)含濕量在設(shè)定值;再根據(jù)送風(fēng)溫度調(diào)節(jié)再熱盤管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度，保證送風(fēng)溫度在設(shè)定值。過渡季節(jié):根據(jù)預(yù)冷盤管后安裝溫濕度變送器控制預(yù)冷盤管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度，保證預(yù)冷后焓值在設(shè)定值;再經(jīng)過水洗噴淋段( 水洗噴淋段自帶控制) 進(jìn)行水洗加濕，保證送風(fēng)含濕量在設(shè)定值;再根據(jù)送風(fēng)溫度調(diào)節(jié)再熱盤管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度，保證送風(fēng)溫度在設(shè)定值。潔凈室設(shè)置溫濕度變送器，監(jiān)測室內(nèi)溫濕度，在各個(gè)季節(jié)根據(jù)潔凈室度調(diào)節(jié) DCC 盤管閥門開度，保證房間溫度在設(shè)定值。

(4) 水洗噴淋控制( 噴淋室自 帶就地控制盤) : 噴淋用水箱設(shè)置電導(dǎo)率探頭，當(dāng)電導(dǎo)率超標(biāo)時(shí)，報(bào)警，排水。水箱設(shè)液位報(bào)警，當(dāng)?shù)陀谙孪迺r(shí)，報(bào)警，關(guān)閉排水閥。水箱超低液位聯(lián)鎖關(guān)閉噴淋循環(huán)泵。

(5) 送風(fēng)集管設(shè)置壓力傳感器，監(jiān)測送風(fēng)壓力，根據(jù)送風(fēng)壓力調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行。

(6) 潔凈室設(shè)置壓力變送器，至各潔凈區(qū)送風(fēng)支管安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，根據(jù)房間壓力，調(diào)節(jié)各個(gè)送風(fēng)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度保證房間壓力在設(shè)定值。

(7) FFU 設(shè)置壓差開關(guān)設(shè)置壓差開關(guān)，壓力高于設(shè)定值報(bào)警。

5 結(jié)語

本文結(jié)合某半導(dǎo)體廠房潔凈室空調(diào)設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)的角度扼要介紹 了 FFU ( Fan Filter Unit 風(fēng) 機(jī) 過 濾 單 元) + DCC ( Dry Cooling Coil 干冷卻盤管) +MAU( Makeup Air Unit 集中新風(fēng)機(jī)組) 的空調(diào)組成形式，闡述了該組成形式的主要控制原理，并分析比較了設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的部分問題，具體控制功能的實(shí)現(xiàn)還需通過專業(yè)的自 控廠家深化實(shí)現(xiàn)。