一、凈化空調系統的設置方式

潔凈廠房中的凈化空調系統有集中設置方式和分散設置方式。集中設置方式是將空氣處理機組(AHU)集中設在空調機房內,在空調機組內集中進行初效、中效或亞高效空氣過濾凈化和熱、濕處理,然后由送風管道輸送至潔凈室的吊頂上部,經過設在潔凈室頂棚上的末端高效空氣過濾器或高效過濾器送風口進行終端凈化送入潔凈室,實現產品生產工藝對潔凈度、溫度、相對濕度和壓力的要求。潔凈室回風經回風口、回風管再返回至空調機房的空調機組內與新風混合,重復進行熱、濕處理和凈化處理。這類集中式系統可有全新風 (直流系統)方式,一次回風方式和一、二次回風方式以及MAU+RAU方式等。

為了節能、消除空氣熱濕處理過程中的冷熱相互抵消,當潔凈送風量大于消除熱、濕負荷的空調送風量時,最好采用一、二次回風系統,將二次混合點設計在系統送風點上,這是節能、經濟的凈化空調系統。當多個潔凈室的潔凈度,溫、濕度要求不同,各潔凈室內的產熱量和產濕量也不盡相近時,為了確保每個潔凈室的潔凈度,溫、濕度及其精度的要求應設置多個循環機組 (RAU);循環機組的送風量是凈化送風量,并且在機組內設置必要的熱、濕處理設備,用來補充新風機組熱、濕處理的不足和保證潔凈室溫、濕度精度的微調節。由于循環機組設在潔凈室的吊頂上面,循環機組的送風余壓相對都較小,機組體積和機組噪聲、振動也較小,送回風管也比較短小。新風機組 (MAU)設在空調機房內,這些潔凈室的新風全部由 MAU 提供熱、濕和凈化處理,然后輸送至各循環機組與回風混合。

二、送風方式 在電子工廠潔凈廠房

規模較大的集成電路芯片生產和TFT-LCD生產用潔凈廠房其送風方式主要有集中送風、隧道送風和風機過濾器單元送風等類型,各種送風方式各具特點和適用性。

1、集中送風方式 采用數臺大型新風機組和凈化循環機組集中設置在空調機房內，空調機房可位于潔凈室的側面或頂部。經過溫度、濕度處理和過濾后的空氣由離心風機或軸流風機加壓通過風管送入送風靜壓箱，再經由高效過濾器或超高效過濾器過濾送入沽凈室。回風經格柵地板系統流入回風靜壓箱，再回到凈化空調系統的循環系統，如此反復循環運行。

2、隧道潔凈室送風方式 這種送風方式一般把潔凈室劃分為生產核心區、維護區。生產核心區要求高潔凈度等級和嚴格的溫、濕度控制,設在單向流送風區內;維護區要求較低,設置生產輔助設備或無潔凈要求的生產設備尾部和配管配線等。生產區為送風區,維護區為回風區,構成空氣循環系統。一般隧道式送風由多臺循環空氣系統組成,所以其中一臺循環機組出現故障不會影響其他區域的生產環境潔凈度等級,并且各個循環系統可根據產品生產需要進行分區調整控制。

3、風機過濾單元送風方式 這是在潔凈室的吊頂上安裝多臺風機過濾單元機組 (fanfilterunit,FFU),構成凈化循環機組,不需要配置凈化循環空調機房,送 風 靜 壓 箱 為 負 壓。空 氣 由FFU 送到潔凈室,從回風靜壓箱經兩側夾道回至送風靜壓箱;根據潔凈室的溫度調節需要,一般在回風夾道設置干式表冷器。新風處理機組可集中設在空調機房內,處理后新風直接送入送風靜壓箱。因送風靜壓箱為負壓,有利于高效過濾器頂棚的密封,但由于 FFU 機組臺數較多,在滿布率較高時,一般投資較大,運行費用亦多。有的 FFU 噪聲較大,選用時需要注意。

4、模塊式風機單元送風方式 它是送風機安裝在HEPA或ULPA之上,1臺送風機可配數臺高效過濾器的空氣循環系統。這種模塊式風機單(fanmoduleunit,FMU)循環系統是無風管道方式,空氣輸 送 速 度 較 低,送風和過濾器維修較方便,能 量消耗較少。

5、微環境+開放式潔凈室的送風方式 這種方式是為了確保生產環境要求極為嚴格的半導體芯片生產的關鍵工序或設備的微環境控制達到高潔凈度等級 (如0.05~0.1μm,ISO1級),而其周圍的開放式大面積潔凈環境僅保持在相對較差的潔凈度等級 (如ISO5級或ISO6級),微環境內控制潔凈度嚴格的單向流潔凈環境,而開放式潔凈室為單向流或混合流潔凈室。這種方式的能量消耗較少,工藝布置靈活性好,建設投資和運行費用都可以降低。

三、合理利用回風 

潔凈廠房凈化空調系統設計時,若能在滿足工作人員必需的新鮮空氣量前提下使潔凈室 (區)的回風基本得到合理利用,是最佳的運行方式。這樣可以大大降低新風處理所需的加熱、冷卻用能量和輸送用能量,是潔凈室設計中最佳的節能措施,所以在潔凈室的相關標準規范中均對此作了相應的規定。在國家標準 《電子工業潔凈廠房設計規范》(GB50472)中規定:除了在生產過程中向車間內散發的有害物質超過規定時,采用局部處理不能滿足衛生要求時,對其他工序有危害或不能避免交叉污染時不得回風外,其余均應進行回風。

在國家標準 《醫藥工業潔凈廠房設計標準》(GB50457)中依據醫藥工廠產品生產工藝的要求和藥品的特性,規定下列情況的凈化空調系統的潔凈室 (區)空氣不得循環使用。

生產過程散發粉塵的潔凈室(區),其室內空氣如經處理仍不能避免交叉污染時。生產中使用有機溶媒,且因氣體積聚可構成爆炸或火災危險的工序。病原體操作區。放射性藥品生產區。生產過程中產生大量有害物質、異味或揮發性氣體的生產工序。

在工藝生產過程中不產生有害物時,凈化空調系統在保證新鮮空氣量和保持潔凈室壓差的條件下,為了節約能源,應盡量利用回風。而單向流潔凈室的換氣次數大,當機房距單向流潔凈室較遠時,可以使一部分空氣不回機房而直接循環使用。

當生產工藝過程中產生大量有害物質,局部排風又不能滿足衛生要求,并對其他工序有影響時,才能采用直流式凈化空調系統。因為當車間內的有害物質不能全部排除時,如再使其循環使用,則會造成車間內的有害物濃度越來越大,對人員健康及生產有影響,故應采用直流式凈化空調系統。

凈化空調系統應合理利用回風,但在藥品生產過程中,如固體物料的粉碎、稱量、配料、混合、制粒、壓片、包衣、灌裝等生產工序或房間,常會散發各種粉塵、有害物質等,為了防止通過空氣循環造成藥物的交叉污染,送入房間的空氣應全部排出。在固體物料的生產中,因大部分生產工序均有粉塵散發,所以凈化空調系統需要較大的新風比,甚至高達60%~70%,能耗很大。

若能對空調回風中的粉塵等物質進行充分和有效的處理,使之不再因此而造成交叉污染,利用回風也就成了可能。由于減少了凈化空調的新風比,明顯降低了運行費,也降低了初步投資費用。由于回風系統增加了中、高效空氣過濾器 (亞高效空氣過濾器),運行中雖節省了冷、熱負荷,但增加了更換過濾器的費用,也增加了系統的阻力,所以是否經濟合理應做技術經濟比較而定。

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