东莞市恒昌净化工程有限公司

FFU的应用

FFU在洁净厂房的应用

0 前言

近几年，由于电子、半导体工程大规模的增加，生产工艺的发展，对环境的要求日趋严格， 导致净化级别、净化面积和规模都日益提高和扩大，风机过滤单元FFU的应用与优势日渐明显。 而且，由于需求的增加，使得FFU的造价不断降低，功能不断完善，也推动了FFU在洁净技术 领域的发展。本文从FFU大量应用的原因、FFU应用中的优缺点、FFU在小型项目中的应用等 几方面的介绍。

1 FFU大量应用的原因

1.1生产厂房灵活性不足，生产工艺难以调整

这种情况在电子行业居多。目前洁净室多以金属彩钢板做隔断及吊顶。风口在金属壁板上开 孔安装，灯具则直接安装于金属壁板吊顶下。这样的安装方式是很难改变的。电子工业由于技术 发展极为迅速，一种产品或生产工艺几年之内就可能淘汰，原有的厂房需要重新布局以适应新的 生产工艺，而洁净室恰恰又很难改动。

1.2 能耗大，造成初投资及运行费上升

这种情况也多见于电子行业。多数电子厂房规模大，生产厂房往往几万平方米甚至更大。其 中大部分可能是洁净室。目前国内净化空调系统以常规净化空调机组，加上送回风管及末端的过 滤器组成。因厂房面积大，送回风管很长，送风机压头必然选得较高，造成空调系统用电量很大， 运行费很高。而在我国目前供电系统尚处于垄断经营的局面下，一个厂房如果用电量太大(如超过 6000kVA)，业主就得投资建造一座35kV的变电站，投资非常巨大。

1.3吊顶上空间紧张，管线布置、施工均困难这种情况多见于改建工程。而改建工程目前正越来越多。多数的业主在投资改变及工艺改变 的情况下，并不愿意重新新建厂房，厂房改造项目便越来越多。在众多的改建工程中，层高偏低 是一个普遍矛盾。而对子一个洁净室来说，有着众多性质的各种管线，如送回风管、工艺排风管、 一般排风管、冷却、冷冻水、纯水管、压缩空气管、各种工艺气体管、消防管、电缆桥架等，不 仅管线众多，而且往往相互交错。如果层高太低，管线的布置及施工将变得非常困难。各种管道 往往必须互相绕开，风管必须做得很扁，导致管材的浪费，也增加了流动的阻力。 以上3个问题是常规集中送风净化系统不能回避的问题。正是由于其局限性，FFU系统在 国内的洁净工程中得到了极为广泛的应用。

2 FFU应用中的优点

FFU的典型应用方式见图1。新风由新风空调机处理至所需状态点后送人，在静压箱内与回风混合后经FFU的风机加压后经HEPA或ULPA送人室内，再经架空地板或侧墙回至干盘管或空 气处理机组，在此经冷(热)处理后经由加压机送回至静压箱，经FFU加压过滤后送入生产区。这 样的FFU系统有如下的优点：

2.1 系统灵活性好，适应性强 FFU系统多数使用无隔间或大隔间的形式，并且由于Ceiling Grid的特殊的节点构造，洁净 室的壁板可以随时调整位置，以此改变房间的布局。同时如果房间的洁净度需要调整，可以通过 增减FFU数量的方法来实现，非常灵活。由于FFU系统还能大大节省空调机房面积等优点而广 泛地被采用在新建、改建和扩建的洁净工程中。尤其是在层高低、机房面积不足的改扩建项目， 适应性极强。

2.2 出风均匀稳定

FFU因自带风机和控制单元，出风均匀而稳定，控制单元由计算机控制，可以做到实时调整， 避免了集中送风系统各送风口风量平衡的问题。对于垂直单向流洁净室尤为有利。

2.3 节能

由图1可以看到，FFU系统风管很少。除新风以风管送达外，大量的回风以小循环的方式在 运行，因此大大减少了风管的阻力消耗。同时，由于FFU的面风速一般为0.35-0.45m/s，过滤器 阻力小，FFU的无壳风机功率很小。新型的FFU又采用了高效率电动机，同时对风机叶轮形状 也进行了改进，其综合效率已大为提高。据笔者估算，FFU系统一般可比集中送风的净化系统节 能30%以上，使FFU系统在二、三年内就可通过节省电费把增加的初投资部分(与集中送风的净化系统相比)省回来。

2.4 节省空间，空间管线布局合理

因省去了巨大的送回风管，故可节省安装空间。对于层高紧张的改建项目非常合适。带来的 另一个好处因风管很少空间相对宽敞而使工期缩短。并且由于空间的相对扩大，使得其他专业的 管线有各自的安装位置，既合理又美观。而在集中送风的净化系统里这些装置的布局经常冲突， 吊顶显得拥挤不堪。

2.5 负压密封

FFU送风系统的静压箱为负压，因此即使风口安装存在泄漏，也是从洁净室向静压箱泄漏， 不会形成对洁净室的污染。

3 FFU应用中的缺点

3.1风机数量大，故障机率大

因FFU数量多，并且布置在吊顶上，风机的故障几率增大，维修有一定困难。而集中送风系 统因设备较为集中，数量也少，易于维护。但这也不完全是缺点：FFU系统正是因为数量众多而 分散，通常少量的FFU出现故障，并不能对洁净度造成严重的破坏。甚至可以在对洁净度几乎没 有影响的情况下发现并修复故障单元。而集中送风系统只要一台AHU出现故障，就会造成大面 积的洁净室停止运行，对生产的影响很大。在几乎所有的项目中，冷冻机、空压机、纯水设备、 水泵、真空泵等都可以做到备份，尽量减少设备故障对生产的影响。唯独空调箱的备份几乎没有。 FFU系统则在某种程度上实现了这个目的。

3.2噪声难控制

噪声是FFU 的重要技术指标之一，为了降低其噪声，很多生产厂商下了很大功夫，有的在 箱体流道消声结构上进行研究改进，有的在风机叶轮的流体力学上下大功夫。但是噪声问题还是 FFU 的一项研究课题。虽然现代FFU在过滤器的前室加贴了吸声材料并选用了后弯叶片叶轮， 但是因为使用FFU 不是一台两台，而是数百台，数千台组合一起使用，因此，降低FFU 的噪声 还是各生产厂家的努力方向，也是设计和使用FFU的人应重视的性能参数。在考虑多台FFU 噪 声的叠加时，要保证噪声满足规范要求还是不容易的。我单位曾经利用盲板部位贴吸声材料等办 法降低了大面积使用FFU导致噪音叠加的问题，但是，仍不是最好的解决办法。

3.3维护管理难度大

采用FFU 送风方式时，往往不是单台设备而是数十台、数百台甚至数千台FFU 布置在吊顶 上，高效过滤器从洁净室里面更换。而电机多数需要在吊顶上面(静压箱内部)维护。但如果静压 箱没有足够的高度无法从上面维护电机时，必须考虑从洁净室内部进行维护的可行性。因此，给 维护管理带来一定的难度。所以，在选择FFU 产品时要考虑到高效空气过滤器的更换方便以及风机的可靠性、稳定性和长寿命。 另外，还需说明的是FFU的使用还是有一定的局限性，对于室内湿负荷较小的项目比较合 适，室内湿负荷较大的项目就不太适用的，这个在设计时要综合考虑。

3 FFU在小型项目中的典型应用

FFU一般应用于大型的项目，但是笔者发现在类似的小项目也是有应用的价值。尤其是在100平米以内，净化级别在万级-10万级，吊顶空间小，无冷热源，无机房位置这类的小项目，可以采用FFU+新风+分体壁挂式空调（风机盘管）的形式。其中，吊顶上静压箱内的分体式空调机就代替了干盘管及组合式空调机组来处理冷热负荷，在新风风机箱中安装初、中效过滤器处理新风。这种形式造价低，解决了小项目面积小，空间小，没有冷源热源等困难。但是，湿度通常要靠其他手段来达到，如果项目对湿度要求不高，又在乎造价等问题时可以考虑。所以并不建议千级以上的净化间使用，因为千级净化间往往温湿度要求较高，分体空调或者是风机盘管控制温湿度精度不高，并不推荐。当然，在实际运用中还要考虑项目的实际情况，这种应用是否最合适还值得商榷。