FU+MAU+DCC系统在电子洁净厂房中的应用

张鹏飞

摘 要：在TFT面板的电子洁净厂房中，模组工艺制程的后工程仅需要温湿度要求。传统的空调形式组合空调AHU+净化新风MAU，需要的空调站房面积大，管道系统复杂，吊顶空间要求高，空调能耗高等特点给设计师带来巨大的挑战。为此创新了空调形式FU+MAU+DCC即风机送风单元+净化新风+干表冷系统。文章将结合已经投入生产的实际工程，阐述新系统的应用。以供洁净室设计师多个系统方案的选择。

关键词：电子洁净厂房；模组工程；空调系统形式；FU；低洁净度的电子组装车间

中图分类号：V268.1 文献标志码：A 文章编号：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

所谓的FU风机送风单元与常规的FFU区别在于FU取消了高效过滤器，换成G4初效过滤盒。FU采用交流电源，出风面为双层百叶风口。箱体构造与FFU相同，也可设置为可上人上装式。DCC即干表冷器是洁净厂房常见的温控设备。净化MAU新风是指经过两级表冷段、两级加热段、一级喷淋加湿段、初效段、中效段、高效段等处理过的带有湿度控制能力的新风。

2 背景情况

液晶面板工业的电子类厂区建设中，模组厂房是液晶面板的最后工艺制程阶段。在模组里工艺前工程，净化要求高；然而后工程工艺段如老化、驱动IC、组装包装等区域则常见为有温湿度要求的非净化生产区。也有提高规格做成J9级净化区的。以往非净化后工程空调形式是净化MAU+组空AHU，通过大量而复杂的送回风管道系统送至服务房间。这里的模组厂房为劳动密集型建筑，排烟人员面积指标不满足电子工业洁净厂房规范。所以加上防排烟系统管道，给综合管线带了巨大的困难；给空调系统增加了能耗；给施工带来了难度；给管理方带了诸多不便。下图1为某项目的MAU+AHU系统。

3 新系统的工程实践

3.1 工程概况

某工程项目总建筑面积约1019046平米，其中模组栋号建筑有4层局部5层，建筑面积219214平米。采用FU+MAU+DCC空调系统的建筑面积达34640平米，其建筑装修做法同洁净室一样采用50mm彩钢板。

3.2 工程实例空调系统原理图（如图2）

以模组三层的房间为例，MAU新风通过电动调节阀、手动阀门和百叶风口送至后工程区的上技术夹层里。再由FU送风单元送入房间，以保证压力和房间湿度要求。洁净MAU的设置与常规洁净厂房MAU设置一样，可参见有关净化新风的文献。这里需要提到的是干表冷器设置技术要点如下：

3.2.1 在低洁净度要求的房间里，为了把降温组合式空调机组复杂管道系统变换成分散式的降温干表冷系统。首要条件先检讨上技术夹层的使用情况，电子洁净厂房涉及到的专业多、综合管线复杂。需要集结各个相关专业了解初步管线情况。暖通专业用此系统，尚需考虑的管线有空调水管、消防排烟及补风、MAU新风管、工艺排风管道、气体管道等。

3.2.2 干表冷面积的计算和排布方案。暖通先行与房间使用者、建筑专业协商回风夹道的技术方案。若不允许使用局部设置回风夹道，则可考虑采用系统原理图中的方式上部回风箱。这种上送上回气流组织虽然对净化房间不利，但对于J9级别的房间还是可以做到的。若有条件的还是推荐使用上送下回的气流组织。

3.2.3 回风箱设计时，需要确定单个干表冷面积规格。这里需要指出的是FU送风单元设備的机外余压100Pa以内。所以干表冷及其回风箱设置的风速不宜过高，结合3.2.1技术要点可定回风箱和干表冷尺寸规格。

3.2.4 干表冷器吊装需要设置冷凝水托盘，接其空调水管、冷凝水管严格按照放坡标准施工。

3.2.5 此系统一般设置可上人吊顶系统，设置检修马道。新风MAU风管阀门宜靠近马道或者房间边缘处，方便管理者使用。

3.2.6 送风单元FU的布置方案，宜设置设备负荷较大的上方并与回风设置适当的距离。这里适当的距离是指结合风口风速和吊顶高度情况而言。

3.2.7 空调控制主要逻辑，房间温度、压力探头反馈信号至PLC或DDC。由PLC或DDC发出指令，管理新风电动调节阀和干表冷的电动两通阀门。

3.3 FU技术要求

3.3.1 FU与FFU的箱体构造相同，不安装高效过滤器。

3.3.2 箱体入口处安装G4初效过滤盒，可更换拆卸。

3.3.3 箱体尺寸采用1200x600、1200x1200，电机可采用交流电机也可不变频，220V，250w。采用交流电机可以节省造价，但噪声略大。若环境对噪声控制要求高宜采用直流电机。

3.3.4 可上人上装式FU。

3.3.5出风口可选配双层百叶风口，风速≤2m/s。

3.3.6 应配选接受modle bas标准通信协议；可集控。

3.4 FU+MAU+DCC系统建造主要费用分析

举例系统：新风MAU为1000m3/h，干表冷单台风量为9570m3/h，规格1300x1000mm共计10台，DCC负责承担的总冷量129kW。总循环风量95700m3/h ，故选用FU单台1200x600风量1300m3/h，交流电机，面层为双层百叶，共计74台。如果是新建项目吊顶条件允许的话可以把吊顶做成1200x1200。这样同等风量的情况下，选用1200x1200规格的可以减少FU数量即减少风机马达数量。降低造价成本。

3.4.1 FU造价：风量1300m3/h，交流电机220v，250w，单台含税金不含运费1400元/台，安装费用164元/台，FU综合造价115736元。附加措施费、文明施工费等后计150456元。

3.4.2 新风MAU造价：一般电子净化厂房里的新风处理功能段不同，造价不同。这里仅体现带湿度控制能力18℃、相对湿度95%送风点的参数新风。新风量造价指标15元/（m3/h）新风1000m3/h造价估算为19500元。

3.4.3 干表冷DCC单台风量9570m3/h处理温差采用4℃（24℃-20℃）两排管，设备费用5513元/台；安装费548元/台。DCC综合造价60610元。附加措施费、文明施工费等后计78793元。水管道费用含安装估算7983*1.3=10378元。

由于新风承担室内的冷量，故计算室内冷量应为1000m3/h*0.337*（23℃-18℃）/1000=1.7kW。可抵消室内总冷量129+1.7=130.7kW

合计费用：259127元。冷量费用指标1.98元/w。该指标未含设备运输费、综合调试费、其他地方规费、人工费调整等等。参考时候应体现这些内容。

虽然如此，但此系统换出来的空间、建造的时间以及改造升级的条件。这些条件都是新系统经济性的重要考量。

3.5 FU+MAU+DCC系统耗能分析

3.5.1 系统主要耗电有：设备FU和MAU输送风机以及接DCC空调水输送水泵。

3.5.2 FU耗能74*0.25kW=18.5kW；MAU最大单位风量耗功率输送Ws<0.48W/（m3/h）输送能耗约0.5kW

3.5.3 干表冷DCC一般使用中温水即高于室内露点温度的冷冻水。空气调节冷水系统输送能效比<0.0065。约计2.2kW。

合计能耗约21.2kW。若使用组合式空调机组AHU对应8℃的送风温差风量为47850m3/h。若机房位置不靠近服务区或者说距离较远，空间又有限制，风管系统必然导致机外余压过高。直接对比MAU+AHU系统的47850m3/h，全压1200Pa的风机能耗30kW还是比较节约日常运行费用的。

3.6 FU+MAU+DCC系统的优缺点

3.6.1 优点：（1）取消了辅助站房区的降温空调机房，省去了站房面积。（2）取消了空调送回风管道系统，这为上技术夹层综合管线创造巨大的空间。（3）FU布置灵活，操作检修简单；系统容易维护。（4）解决了改造难题。因电子工业洁净厂房工艺技术的更新换代快。与其他制造工业相比，改造频率是比较高的。（5）容易施工安装快，周期短。节省了安装成本。（6）房间温度更容易实现局部区域化控制。

3.6.2 缺点：（1）漏水不易处理，洁净室上技术夹层的干表冷需设置滴水盘。（2）对上技术夹层密封要求处理严格。

4 结束语

目前该项目投产试运行。业主、施工、监理、设计对此系统一致好评。空调形式FU+MAU+DCC既能满足房间温湿度要求，又能分散式管理空调设备。运行维护简单易操作。缓解了组合式空调机组AHU能耗高，管道复杂难点。本系统也适用于洁净电子厂房的改造、扩建项目。

本系统形式，比较适合工艺换代快的电子工业低洁净度厂房。也适合房间净化环境不确定的房间。若生產区域洁净等级要求提高，那么把FU的G4初效更换成高效过滤器，面板换成孔板层流罩变成为FFU使用。由于换出来的空调机房面积、洁净房间吊顶上技术夹层空间，使得本系统在电子洁净厂房的应用带来经济性比较可观。其运行费用也是比AHU节约的。但要求跟其他工业空调设计一样，首要技术要素是计算好房间的冷热负荷量，提倡节能从基础做起。

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