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)實驗和生產(chǎn)活動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

本工程空調(diào)設(shè)計主要包括區(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)域及三層實驗室區(qū)域。潔凈室空調(diào)系統(tǒng)的室外設(shè)計參數(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(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)域為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)個參數(shù)在設(shè)定值。

4 空調(diào)自控系統(tǒng)設(shè)計

在各系統(tǒng)運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的收集與分析上,自動控制系統(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)自動控制原理如下:

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

(2)MAU機(jī)組各級過濾器設(shè)壓差開關(guān),報警值初中效:350Pa,中效:250Pa,高效:500Pa,化學(xué)過濾器段:200Pa,當(dāng)壓力超過設(shè)定值時報警,提示清洗或更換。筆者設(shè)計時,在MAU風(fēng)機(jī)段也曾設(shè)置壓差開關(guān),主要目的是實現(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)閉時曾出現(xiàn)過誤報警,且誤報警在不同區(qū)域均有發(fā)生。在常規(guī)的設(shè)計中,無風(fēng)斷電保護(hù)均會配置,且有部分業(yè)主會指定配置無風(fēng)斷電保護(hù),筆者認(rèn)為該工程一期經(jīng)常出現(xiàn)誤報警是因為程序設(shè)計不合理,專業(yè)自控廠家在程序設(shè)計過程中,不能孤立的判斷壓差開關(guān)的報警信號,應(yīng)結(jié)合送風(fēng)機(jī)的運行狀態(tài),判定有效報警信號,當(dāng)風(fēng)機(jī)運行過程中出現(xiàn)報警信號時,報警視為有效,當(dāng)風(fēng)機(jī)關(guān)閉時報警信號視為無效信號。

(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,報警,排水。水箱設(shè)液位報警,當(dāng)?shù)陀谙孪迺r,報警,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)支管安裝電動調(diào)節(jié)閥,根據(jù)房間壓力,調(diào)節(jié)各個送風(fēng)支管電動調(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)計從設(shè)計的角度扼要介紹了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)計過程中出現(xiàn)的部分問題,具體控制功能的實現(xiàn)還需通過專業(yè)的自控廠家深化實現(xiàn)。