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净化空调空气过滤器知识详细介绍

净化空调空气过滤器知识详细介绍
一、空气过滤原理
粉尘与过滤介质的粘接力空气中的尘埃粒子,或随气流做惯性运动,或做无规则运动,或受某种场力的作用而移动,当运动中的粒子撞到障碍物,粒子与障碍物之间的范德瓦尔斯力使他们粘在一起。
过滤介质材料应能既有效地拦截尘埃粒子,又不对气流形成过大的阻力。杂乱交织的纤维形成对粒子的无数道屏障,纤维间宽阔的空间允许气流顺利通过。
目前广泛使用的材料有玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、植物纤维等。
与粉尘撞击过滤介质的运动规律来解释,常见的过滤机理分为惯性原理、扩散原理、静电力。
大颗粒粉尘在气流中作惯性运动。气流遇障绕行,粉尘因惯性偏离气流方向并撞到障碍物上。粒子越大,惯性力越强,撞击障碍物的可能性越大,因此过滤效果越好。小颗粒粉尘作无规则的布朗运动.粉尘越小,无规则运动越剧烈,撞击障碍物的机会越多,因此过滤效果越好。
空气中小颗粒粉尘主要作布朗运动,粒子越小,过滤器的效率越高;大颗粒粉尘主要作惯性运动,粒子越大,过滤器的效率越高。扩散和惯性效果都不明显的那部分粉尘最难过滤,对过滤器性能而言,过滤效率最低点的效率值最具代表性。
若过滤材料带静电或粉尘带静电,过滤效果可以明显改善。其原因主要有两条:静电使粉尘改变运动轨迹并撞向障碍物;静电力使粉尘在介质上粘得更牢固。
过滤器阻力被捕捉的粉尘对气流产生附加阻力,使用中过滤器的阻力会逐渐增加。被捕捉到的粉尘与过滤介质合为一体而形成附加的障碍物,所以使用中过滤器的过滤效率也会有所提高。被捕捉的粉尘大都聚集在过滤材料的迎风面上。滤料面积越大,能容纳的粉尘越多,过滤器的使用寿命就越长。
滤材上积尘越多,阻力越大。当阻力大到不合理的程度时,过滤器报废。有时,过大的阻力会使过滤器上已捕捉到的灰尘飞散,出现这种危险时,过滤器也该报废。
过滤器阻力随气流量的增加而提高,通过增大过滤材料面积,可以降低穿过滤料的相对风速,以减小过滤器阻力。
新过滤器的阻力为初阻力,对应的报废为终阻力。终阻力=2~4初阻力。
二、过滤效率与试验方法
过滤器效率的实际含义和具体数值因试验方法的不同而大不一样。在工程上,为了省事并为了减少误解,出现了几种用代号表示效率规格的方法。
2.1一般通风过滤器试验方法
◇计重法Arrestance
试验尘源为大粒径、高浓度标准粉尘。粉尘的主要成分是经筛选的、规定地区的浮尘,再掺入规定量的细碳黑和短纤维。大多数国家规定使用美国亚利桑那荒漠地带的“道路尘”(ArizonaRoadDust),中国标准曾规定使用黄土高原某村落的尘土,日本标准规定使用源于日本的“关东亚黏土”。测量的“量”为粉尘重量。
过滤器装在标准试验风洞内,上风端连续发尘。每隔一段时间,测量穿过过滤器的粉尘重量或过滤器上的集尘量,由此得到过滤器在该阶段按粉尘重量计算的过滤效率。最终的计重效率是各试验阶段效率依发尘量的加权平均值。
计重法试验的终止试验的条件为:约定的终阻力值,或效率明显下降时。这里的所谓“约定”是指客户与试验者间的约定,或试验者自己的规定。显然,约定终止试验的条件不同,计重效率值就不同。
终止试验时,过滤器容纳试验粉尘的重量称为“容尘量”。
计重法用于测量低效率过滤器,那些过滤器一般用于中央空调系统中的预过滤。
计重法试验是破坏性试验,不能用于制造厂的日常产品性能检验。
◇比色法Dust-spot
试验台和试验粉尘与计重法所用相同。粉尘“量”为采样点高效滤纸的通光量。
在过滤器前后采样,采样头上有高效滤纸,显然,过滤器前后采样点高效滤纸的污染程度会不同。试验中,每经过一段发尘试验,测量不发尘状态下过滤器前后采样点高效滤纸的通光量,通过比较滤纸通光量的差别,用规定计算方法得出所谓“过滤效率”。最终的比色效率是试验全过程各阶段效率值依发尘量的加权平均值。
终止试验的条件与计重法条件相似:约定的终阻力值,或效率明显下降时。
比色法用于测量效率较高的一般通风用过滤器,空调系统中的大部分过滤器属于这种过滤器。比色法曾是国外通行的试验方法,这种方法逐渐被计数法所取代。严格的比色法是破坏性试验。
◇大气尘计数法
尘源为自然大气中的“大气尘”。粉尘的“量”为大于等于某粒径的全部颗粒物个数。测量粉尘的仪器为普通光学或激光尘埃粒子计数器。效率值为新过滤器的初始效率。
大气尘计数法用于测量一般通风用过滤器。其效率值只代表新过滤器的性能。
中国的效率分级是建立在大气尘计数法基础上的。
◇计数法ParticleEfficiency
试验台与计重法和比色法所用类似,发尘所用的高浓度试验粉尘也与计重法和比色法所用类似。粉尘的“量”是微小粒径段颗粒物的个数。测量粉尘的仪器为激光粒子计数器。
试验过程中,在每次发尘试验的之前和之后,进行计数测量,并计算过滤器对各种粒径颗粒物的过滤效率。当达到终止试验的条件时停止试验。过滤器的典型效率值是在规定粒径范围内,各阶段瞬时效率依发尘量的加权平均值。
欧洲标准规定,计数测量时使用的特定的多分散相液滴,如用Laskin喷管吹出的DEHS喷雾,或使用与标定计数器所用标准颗粒物相同的Latex乳胶球。美国规定计数测量使用漂白粉。
计数效率不再是个单一的数值,而是一条沿不同粒径的过滤效率曲线。欧洲的试验表明,当试验的终阻力为450Pa时,0.4?放m处的计数效率值与传统比色法效率值接近。美国标准规定针对不同档次的过滤器测量不同粒径范围的效率值,其试验终阻力仍是“2倍初阻力或更高”。
完整的计数效率测试是破坏性试验,不能用于产品的日常检验。
计数法效率正在取代比色法效率。
2.2过滤器按效率分级
用不同方法测出的过滤效率值可能相差很大,例如,一只计策法95%的过滤器,若用比色法测量出的效率可能只有30%,用DOP法测试可能根本就测不出任何效率。为了方便,人们经常使用代号来表示过滤器的效率。
目前在国内,“初、中、高”的说法仍最普及,占第二位的是欧洲的G~F~H~U分
类,再往后是欧洲早期的EU分类,美国分类方法尚不流行。目前不存在被世界各国以及各行各业都接受的效率标识方案,今后若干年内也难出现。
2.3健全测试手段是过滤器行业当务之急
目前国内过滤器厂商难以为市场提供高质量产品,其最主要原因是测试技术而不是制造技术。
高效过滤器出厂前必须经过逐台性能试验,这在国外是不言而喻的事,而国内众多过滤器制造厂中有检测手段的不足5%,即使有也不是全检。测试手段不完善,国产过滤器的市场表现就只能限于低档次、小批量、非正常行为的竞争。
此外,国内的高效过滤器试验方法应尽快与国际接轨。半导体待业已经明确拒绝传统的钠盐法和DOP法,没有扫描台的厂商很难将过滤器卖给新建的芯片厂,而今后几年国内新建芯片厂将需要数亿元的高效过滤器,如果不迅速采取行动,这个大生意将没国内过滤器厂家的事。
具有一般通风用过滤器试验台的国内厂家屈指可数,这使得大多数国产通风过滤器的性能没有保证。过滤器主流厂家有实力添置最好的试验台,但他们没有意识到性能试验的重要性。
三、过滤器选用经验
3.1合理确定各级过滤器效率
一般情况下,最末一级过滤器决定送风的洁净程度,上游各级过滤器起保护作用,它保护下风端过滤器以延长其使用寿命,或保护空调系统以确保其正常工作。
设计时,应首先根据送风的洁净要求确定末级过滤器的效率,然后选择起保护作用的过滤器(预过滤器),如果这级过滤器亦需保护,再在它的上风端增设过滤器。应妥善匹配各级过滤器的效率,若相邻两级的效率相差太大,则前一级直不到保护后一级的作用。
使用欧洲“G~F~H~U”效率规格分类时,可每隔2~4档设置一级过滤器。例如:G3→F5→F8→H12,其中,末端H12高效过滤器决定送风的洁净水平,F8保护H12,F5保护F8,G3保护F5。
选择预过滤器时要将使用环境、备件费用、运行能耗、维护与供货等因素综合考虑后决定。特别地,洁净室末端高效(HEPA)过滤器前要有效率规格不低于F8的过滤器来保护;甚高效(ULPA)过滤器前可选用F9~H11的过滤器。空调系统本身应有效率规格不低于F5的过滤器来保护。在无风沙、低污染地区,F7过滤器前可不设预过滤器;在城市的空调系统中,目前常见的初级过滤器是G3~F6。
确定过滤器效率的要点是:末级过滤器的性能要可靠,预过滤器的效率规格要合理,初级过滤器和预过滤器的维护要方便。
3.2选择滤料面积大的过滤器
过滤面积大,能容纳的粉尘就多,过滤器的使用寿命就长。过滤面积大,气流穿过
材料的速度就低,过滤器的阻力就小。增加过滤面积是延长过滤器使用寿命的最有效手段。
经验表明,对于同种结构、同样滤材的器,当终阻力确定时,过滤面积增加50%,沾顺的使用寿命会延长70%~80%;面积增加一倍,过滤器的使用寿命约是原来的三倍。
当然,增加过滤面积时,要考虑过滤器的结构和现场条件。例如袋式过滤器,可以通过增加滤袋的数量和滤袋的长度来增加过滤面积;对于传统有隔板过滤器,可以同厂家探讨减小间距以增加滤纸褶数的可能性。在新设计的项目中,应选择能容纳过滤材料多的那种过滤器。过滤面积的大小对过滤器效率没多大影响。有些精明的承包商在空调系统的安装和调试阶段临时使用过滤面积小、价格便宜的过滤器,待工程交工时再换上过滤面积大的、原设计中的过滤器。
滤材多的过滤器的价格会高一些,但使用寿命延长肯定能抵消产品价格的变化。使用寿命的延长还意味着维护人工费用的减少和风险的减少。此外,过滤面积增大后初阻力会降低,空调系统的能耗费用也会少些。
对最终用户来说,选用过滤面积大的过滤器肯定合算。
3.3高效过滤器必须经过逐台检验
目测查不出过滤器的漏点。在高洁净度场合,一只漏气的高效过滤器足以使整个工程失败。所以,每只高效过滤器在出厂前,都必须在专门的试验台上按标准进行性能检验。一旦选用了未经逐台测试的高效过滤器,用户就要承担工程失败的风险。
各制造商可能采用不同的测试方法,用户可能认可或怀疑特定的方法,用户的底线是:制造高必须对每只高效过滤器都进行例行测试,相比之下,用什么方法测试是第二位的。
在国外比较讲究的制造厂内,对刚下生产线的高效过滤器进行测试,能拣出3%有漏点的过滤器,其中部分可以修复成合格品,而另一部分则因无法修复而报废。几年前,对国内制造厂家刚下线的高效过滤器进行测试,不合格率达3%~10%,极端情况下的不合格率可高达30%。可悲的是,国内数百家高效过滤器制造厂,有测试手段者不足10%,其中能坚持逐台测试的厂家更是屈指可数。大量未经测试的高效过滤器流入市场,而许多用户并不追究。
坚持逐台测试必然会提高生产成本(测试费用,废品),产品价格会略微提高。只要你能证明每台高效过滤器都经过严格测试,用户不会计较由此而产生的那点差价。
3.4各种场所过滤器效率的配置
什么场合配置什么样、什么效率的过滤器,这是经过多年实践摸索出来的。教训使
制造者和设计师不断地改进过滤器产品和工程设计,但往往人们只谈经验不提教训。我国的空调工程师们曾有自己的经验,引进项目和实际教训又不断地冲击着我们过去的经验。
特别地教训告诉人们,舒适性空调系统仅使用低效率过滤器时,几年内就会出现风口黑渍、墙壁褪色、空调系统积灰。处理这些问题的费用是惊人的,有过这类教训的人会在新设计中提高过滤器的效率规格,而另一些人则仅从卫生角度去选择过滤器。为了杜绝风口黑渍,保持室内装修不褪色,保持空调系统和送风管道的清洁,城市中舒适性空调系统最好选用F7效率规格(比色法85%,中国规格“高中效”)的过滤器。如果仅考虑室内环境卫生标准(≤0.15mg/m3),采用G3过滤器就足够了。
附录中给出部分场合过滤器的配置情况,那些配置是比较流行的或笔者认为较合理的配置,这里没有多少道理好讲,几十年中的教训和经验使人们按那些配置选择过滤器。
3.5以阻力判定过滤器使用寿命
过滤器对气流形成阻力。过滤器积灰,阻力增加,当阻力增大到某一规定值时,过滤器报废。对应过滤器报废的阻力值称“终阻力”。终阻力的选择直接关系过过滤器的使用寿命。系统风量变化范围、系统能耗。
一般情况下,终阻力的选取是空调设计师的事。有经验的工程师可以根据现场情况改变原设计的终阻力值。大多数情况下,使用现场过滤器的终阻力是初阻力的2~4倍。但低效率过滤材料的纤维间空隙较大,过大的阻力会将过滤器上的积灰吹散,因此要严格限制G4以下过滤器的终阻力值。
表1中难出一些建议终阻力,它来自经验,没多少道理好讲。
表1终阻力建议值
过滤效率规格    建议终阻力,Pa
G3(粗效)     100~200
G4         150~250
F5~F6(中效)   250~300
F7~F8(高中效)  300~400
F9~H11(亚高效) 400~450
高效与甚高效    400~600
过滤器达到终阻力,可能意味着要立刻更换过滤器,也可能意味着该做计划在明天、下星期、或下个月更换过滤器。使用者臬看待终阻力取决于现场具体规定和操作者的经验。
每个过滤段都应安装阻力监测装置。终阻力要靠仪表来判定,不能仅凭操作者的感觉。
3.6调整各级过滤器的使用寿命
用户经常抱怨过滤器使用寿命太短,这主要有三种原因:其一,过滤器中的过滤材
料面积太小或单位面积的容尘能力太小;其二,预过滤器的过滤效率偏低;此外,用户对过滤器使用寿命的期望值过高。
对于第一种原因,改用面积大的过滤器明显延长使用寿命,最好是在设计是就考虑到这一点,项目建成后再去改造就过滤系统以延长其使用寿命就麻烦了。许多工程中,用户要求尽可能地缩小空调系统占用空间,或用户在压价中没有注意到供应商使用了过滤面积小的便宜过滤器。工程验收时过滤器能满足空气净化的要求,但由于过滤器的滤材面积太小,过滤器的使用寿命也就长不了。
对于第二种原因,可以调整预过滤器的过滤效率,将灰尘挡在预过滤器。例如,末端过滤器是F7,使用G4预过滤器时末端过滤器的使用寿命是3个月,改用预F5过滤器后末端过滤器的使用寿命延长至半年。在洁净室,末端高效过滤器的价值并不高,但更换过滤器的风险和间接费用会很高,而更换预过滤器则无须停产,所以有经验的业主会把注意力和金钱花在预过滤器上。
对于万级和10万级洁净厂房(非均匀流),预过滤可选用F8过滤器(比色法95%),这样,末端高效过滤器的使用寿命一般可达5年。在国内过去的洁净室空调系统设计中,过滤器的常见配置为:粗效→中效→高效。那时末端高效过滤器的使用寿命仅为1~3年。
主过滤器的使用寿命取决于预过滤器的优劣。
3.7常见过滤效率规格比较
3.8过滤器规格尺寸标注方法
◇板式过滤器及高效过滤器的标注
宽×高×厚/效率
例如:595×290×46/G4
宽:过滤器安装时的水平方向尺寸mm;
高:过滤器安装时的竖直方向尺寸mm;
厚:过滤器安装时的沿风向方向的尺寸mm;
◇袋式过滤器的标注
宽×高×袋长/袋数/效率/过滤器框架厚度
例如:595×595×500/6/F5/25290×595×500/3/F5/20
宽:过滤器安装时的水平方向尺寸mm;
高:过滤器安装时的竖直方向尺寸mm;
袋长:过滤器安装时的沿风向方向的尺寸mm;
袋数:过滤器的袋数;
框架厚度:过滤器安装时的沿风向方向框架的厚度尺寸mm;
对于一般通风用过滤器,名义尺寸24”(610mm)已经成为国内过滤产品的主流尺
寸,尽管国内没有任何标准来规定这一尺寸,表2为袋式过滤器尺寸。
常用袋式过滤器尺寸与过滤风量
名义尺寸实际边框尺寸额定风量实际过滤风量占产品总数
mm(英寸)mmm3/h(cfm)m3/h%
610×610(24”×24”)592×5923400(2000)2500~450075%
305×610(12”×24”)287×5921700(1000)1250~250015%
508×610(20”×24”)508×5922830(1670)2000~40005%
其它尺寸5%
对于高效过滤器,国产过滤器经典系列尺寸有484mm和630mm两种,国外过滤器系列尺寸为24”(610mm)。近几年,国内高效过滤器的尺寸向国外尺寸系列靠拢。
3.9过滤器没有多功能
过滤器能捕捉任何形式的颗粒物,包括液滴。过滤材料柔软、蓬松,多少有些消声作用。过滤器对气流产生阻力,有某些均流作用。过滤器能阴截任何形式的空气微生物。但是,用户不应对过滤器的那些附加效果过于认真。
过滤器带水后,上面的积灰与水混合形成泥浆。若滤材是致密的滤纸或滤布,泥浆会很快将过滤器糊死。若滤材比较蓬松,遇水后,已经捕捉到的粉尘会随水滴进入过滤器下风端,再一风干,粉尘会重新飞扬。尽管有时过滤器带水尚不至多到滴水的程度,但微量水分足以将滤材迎风面上的积灰输送到背风面,过滤器风干后,粉尘有重新飞散的风险。
过滤器有点消声作用,但谁也不会去用考核消声器的办法去追究过滤器。若用户要求消声,还是老老实实地使用专门的消声装置。特别地,对于燃气轮机和大型离心式空压机的入口过滤器,更换过滤元件时可能不允许停机,如果没有专门的消声装置,过滤室内的工作环境会非常恶劣,操作工也就不会细心操作。
此外,不能拿过滤器挡风板用。过滤器没那么结实,现实中曾有过不少因挡风板故障或设计失误,使风机直吹过滤器,造成过滤器非正常损坏的例子。
过滤器只保证像阻截普通颗粒物那样去阻截空气微生物。为限制微生物在过滤器上繁衍,过滤器上不应含有营养物,过滤器的使用场所不应过于潮湿。大多数时间里,过滤器是在积灰状态下运行的,它永远是个藏污纳垢的地方。不断有人推出能杀菌的新滤材,但滤材的杀菌功能再厉害,也难以调动过滤器上的灰尘去杀菌。如果确实需要消灭混在过滤器积灰中的微生物,就要采取相应的手段,别对过滤器本身寄予过高希望。
过滤器只对付粉尘,它没有多功能义务,也没那么大本事。
3.10过滤器难以应付的场合
春天的杨柳絮对过滤器是场灾难,飘絮阻塞任何试图阻截它的空气过滤器.若你那个地方杨柳成荫(老的那种),你就应该在空调设计时采取相应措施,如改变进风口高度或在进风口加护网,若措施不当,你就只剩一招:在飘絮的季节勤换过滤器.
北方,偶尔有个初春的早晨,细雨在地面结成薄冰.过滤器视细雨为颗粒物而阻拦,水滴在零度以下的滤材上结冰,并迅速地将过滤器封堵.由蓬松材料制成的过滤器(大多数低效率过滤器)能挺一阵子.当滤材为致密的滤纸时,一个小时就足以将过滤器冻死.北方还有一种景色:树挂,或称“雾松”.雾是更小、更轻的液态颗粒物,它在零度以下的物体表面结成冰晶。过滤器会因冰晶附身而透不过气来。如果你那里可能出现冰雨或树挂,最好手头留一套过滤器备件,以备应急使用。
雾是微小水滴,碰到过滤器,与滤料上的积灰混成泥巴。如果滤料很蓬松,泥浆会
随风进入过滤器下风端,过滤器还能凑合着用。如果滤材致密或吸水变软件,泥巴会将过滤器糊死。对于带有脉冲反吹清灰功能的过滤或除尘装置,滤材上有泥巴,清灰功能失灵。有些过滤器可能不怕连阴雨。但怕持续的雾。阴雨天粉尘少,而且稍有措施就能将雨水挡在过滤器之外。雾天的粉尘可一点也不会少,更何况,任何措施也挡不住雾。
氢氟酸对玻璃有强腐蚀作用,高效过滤器的滤材是玻璃纤维,可偏偏有些洁净厂房会出现高效过滤器最惧怕的氢氟酸。例如,显像管的制造过程中要用氢氟酸清洗玻璃外壳,而清洗工序要在装有高效过滤器的洁净厂房内进行。虽然空气中的氟化氢会破坏高效过滤器中的玻璃纤维材料。有些“屏清洗”车间采用全新风系统,但为了节能,另一些设计使用大量循环风。对于后者,高效过滤器中的玻璃纤维成了氟化氢的“保险丝”。有循环风的屏清洗车间,无一幸免地遇到过高效过滤器被腐蚀的问题,有时甚至造成恶性事故。当高效过滤器不得不接触氟化氢时,终阻力就不再是判断过滤器使用寿命的依据,管理者应强制性地规定过滤器的更换周期。新的高效滤材PTFE不怕氟化氢,但如果将它用到上述场合,等于将“保险丝”换成了铜线。
3.11清洗与一次性
一般通风与洁净室用的大多数过滤器是一次性的,它们或无法清洗,或从经济角度
上考虑不值得清洗。效率高的过滤器,使用场合都很讲究,过滤器即使洗不坏,也最好别去洗,除非有把握彻底清洗干净、清洗后性能不改变,而且有试验手段来证明这一点。
传统上有的清洗方法是用水冲加手搓,所以可清洗过滤器的滤材要结实,如制造G2~G4效率过滤器的粗纤维材料,当然,你还要判断过滤器辅助材料是否抗水。F6以上效率通风过滤器的过滤材料,其纤维一般在∮0.5~∮5um之间,它不结实,经不住揉搓,因此,F6以上的过滤器大都是一次性的。实际上,你一看材料,就能判断出它是否能清洗。
发达国家的用户很少去清洗过滤器,尽管有些原则上是可以清洗的,这是由于清洗过滤器的劳动强度大、劳务费用高,而过滤价格又相对低廉。
为了迎合环保,日本研制出用超声波清洗过滤器的流水线,目前清洗后的过滤器售价是新过滤器价格的60%~70%(过滤器完好如新,清洗后经过严格的性能测试),由于目前的清洗成本并不比制作新过滤器低多少,所以一时难以推广。国内也有人试过用超声波清洗过滤器,尝试者遇到的最大麻烦是污水处理,而不是当初设想的其它技术问题。
3.12防火与可燃
有的用户要求过滤器防火,有的用户要求过滤器能燃烧,各有各的道理。
洁净室高效过滤器有防火要求。国外有的标准规定,用明火试验时,过滤器应不燃
烧、不冒烟,或轻微燃烧、仅散发有限烟雾。为此,国内传统的木质外框、含纸隔板高效过滤器,在今天的洁净工程中遇到越来越多的麻烦。
废旧过滤器的垃圾处理是个大问题。考虑到环保与减少垃圾处理费用。越来越多的用户要求使用可燃烧的过滤器。核电站和国防工业大都要求过滤器不可燃。但在前些年,法国要在核电站的某些非重要通风系统中使用可燃型过滤器。
除了某些特殊行业的特殊要求外,国内对过滤器防火方面没有专门的规定,也没有专门的试验方法和试验机构。商业上,在不燃与可燃两个极端之间,又有若干阻燃、耐火、耐温的讲究,但那些讲究不是出自强制性的标准或规范,而大都是用户自己的特殊要求。
四、典型使用场所
4.1芯片厂
当今,半导体芯片厂对生产环境空气洁净程度最挑剔,对空气过滤器的要求也最苛
刻。粘在芯片上的粉尘可能造成断路、短路而直接影响成品率。
芯片厂用的高效过滤器和风机过滤单元(FFU)出厂前要经过扫描测试。芯片厂不认钠焰法和DOP法的帐。芯片厂特别在意过滤器上可能的微量挥发元素。近几年出现了聚四氟乙烯PTFE纤维高效过滤材料,这种材料没有挥发物,但它带静电,过滤后的空气要进行电中和以消除离子,少了个隐患,多了个麻烦。
但当芯片的线宽小到0.5um时,人们发现空气中的化学污染物成了影响成品率的主要危害,于是,后建的芯厂空调系统中普遍配置了化学过滤器。芯片厂说的化学过滤器就是活性炭过滤器,它的原理和制造工艺并不复杂。许多情况下,设计师和现场人员也说不清污染物的种类和浓度,因此,芯片厂用的化学过滤器应具有两个特点:广谱吸附性能、足够多的吸附材料。如果能确定污染物种类,就可对吸附材料进行有针对性的化学处理,以增强对特定污染物的吸附能力。过滤器供应商有时还要提供相应的现场检测服务,以帮助用户确定化学过滤器的使用情况,这就要求供应商中有搞化学过滤的专家,并与权威实验室有密切的关系。
半导体工业并非“无烟工业”,它也有环境问题。为降低环境风险,有些芯片厂的排风系统也装有化学过滤器。
4.2机场空调系统
飞机场是宾客对城市的第一印象,机场空调系统表明主人的实力和空调设计师的水
平。在发达国家大型机场的空调系统中,空气过滤器常见配置为:
G4~F6预过滤器→活性炭过滤器→F7末端过滤器
F7过滤器(AshhaeDust-spot85%)是上档次的公共场所中最常见过滤器。经过F7过滤器后,空气含尘浓度可以达到旅游景区的水平。国家标准中规定候机厅可吸入颗粒物的浓度上限为0.15mg/m3,这是从卫生角度考虑的最低要求,机场室外空气也比这个浓度低.设计中,机场空调考虑的是档次,而不仅仅是卫生.
机场有汽油味,消除气味的活性炭过滤器成了发达国家机场空调中的标准配置.这里没多少技术可言.活性炭过滤器检验机场投资者和运营者的实力.
4.3洁净室末端过滤器
过滤器是通用产品,不管什么等级的洁净室,所用的高效过滤器是一样的.一但过滤器的品质一有了保证,通风参数(换气次数或平均风速)就成了决定洁净工程质量的关键因素。表3是洁净室设计时应考虑的一些因素。
表3 洁净度、通风参数与高效过滤器
ISO14644
分级对应传统规格气流形式平均风速   (m/s)换气
次数末端过滤
器效率过滤器出厂
检验方法
ISO1级≥99.9999%扫描
ISO2级U0.3~0.5≥99.9999%扫描
ISO3级1U0.3~0.5≥99.999%扫描
ISO4级10U0.3~0.5≥99.999%扫描
ISO5级100U0.2~0.5≥99.97%总效率或扫描
ISO6级1000N,M70~160≥99.97%总效率或扫描
ISO7级10000N,M20~70≥99.97%总效率或扫描
ISO8级100000N,M10~20≥99.97%总效率或扫描
注:U-单向流,N-非单向流,M-单向与非单向混合流
表2中的“平均风速”只针对单向流洁净室,这种洁净室的平均风速必须压过粉尘的扩散速度。表中的“换气次数”是针对高3m左右的常规洁净而言,这个参数通常仅对非单向流和混合洁净室有意义。
目前国外高档次洁净室用的高效过滤器全部经过扫描检验,由于历史原因,有些要求不高的洁净室仍使用经过传统的总效率方法测试的过滤器。
由于具体项目的要求不同以及设计理念的差异,设计师对换气次数的平均风速选取也会不同。近几年,国内设计洁净室的换气次数有提高的趋势。
国内制药行业GMP规范中有个“30万级”。30万级的环境相当于风平浪静的近海海面、“环境质量优”的景区。要获得30万级,多数情况下没必要加装末端高效过滤器,在空调系统中选用好一些的过滤器(效率级别F8~H10)就可以了。
“提高过滤器的过滤效率可以降低换气次数”,这是个十分可怕的念头。洁净室的主要尘源是人和设备,相比之下,经高效过滤器进入室内的粉尘量要少得多,如果通风参数相同,选用99.9999%过滤器与选用99.97%过滤器,洁净室的洁净程度不会有多少差别。单向流洁净室的平均风速至关重要,如果风速压不住粉尘扩散速度,使用再好的过滤器也白搭。
非单向流洁净室也称“乱流”洁净室,另有个形象的称呼叫稀释型(dilutiontype)洁净室。这种洁净室的平均风速远远低于粉尘扩散速度,送风仅起稀释作用,由于这类洁净室内操作人员相对地多、设备和生产过程发尘量也较大,所以过滤器效率的高低不再是洁净度的决定因素,因为最差高效过滤器的其效率也会是99.97%,它足以满足稀释室内粉尘浓度的要求。
国内曾有种观点,10万级洁净室可以选用“亚高效”过滤器(对≥0.5um粒子的过滤效率≥95%),其理由是亚高效过滤器便宜、阻力小。就价格而言,目前市场上同样尺寸规格的亚高效过滤器并不比高效过滤器便宜多少。选用亚高效过滤器时,洁净室的换气次数要明显增大,为此,空调系统要加大、过滤器的数量要增多,由此造成投资的增加远高于高效与亚高效过滤器间的差价。在生产过程中,高效过滤器要进行逐台测试,而亚高效 只进行少量抽测。两者的外观可能一样,但品质却有明显差别。在洁净室使用亚高效过滤器,这种作法只会让你花冤枉钱。
4.4洁净度分级
1963年,美国洁净室标准FED-STD-209中,按每立方英尺中≥0.5mm粉尘数量的最高允许浓度,将洁净室分成若干等级,如100级、10,000级、100,000级。世界上许多国家都加以效仿。
1999年,国际标准化组织ISO颁布了一项国际标准《ISO14644-1洁净室与受控洁净环境》第一部分:空气洁净度分级。标准中采用了新的分级。
2001年,中国新颁布的洁净室设计标准中采用了ISO分级。
ISO洁净度等级以及与传统分级的对应关系ISO14644分级最高浓度极限(颗粒数/m3)近似对应传统规格
mmm5.0mm1.0mm0.5mm0.3mm0.2m0.1
ISO1102
ISO210024104
ISO310002371023581
ISO410000237010203528310
ISO51000002370010200352083229100
ISO610000002370001020003520083202931000
ISO735200083200293010000
ISO8352000083200029300100000
ISO9352000008320000293000
4.5汽车涂装空气过滤
若5um的粉尘混入漆尘,人的肉眼就可以看到由粉尘造成的瑕点。为了保证轿车油漆质量,汽车制造厂的涂装车间(油漆车间)使用大量空气过滤器。
喷漆线一般是个很长的隧道,车身在隧道中历经各种工序。整个隧道的顶部覆盖有一层厚实的无纺布,新风穿过无纺布均匀地进入隧道。这层无纺布的作用是阻尼均流,它有些过滤作用,又是滤材厂家生产的,所以人们习惯地把它归到空气过滤器。这层阻尼材料的效率规格大致相当于F5。过滤效率高低在此其实并不重要,重要的是材料本身要均匀,出风面不能掉毛。
喷漆线的主过滤器设在阻尼层的上方,或设在空气处理机组内。主过滤器的效果规格为F5~F7,主过滤器一般为普通的袋式过滤器,决定喷漆隧道空气水平的是这一级过滤器,而不是最靠近隧道的那层阻尼材料。主过滤器之前还要有预过滤器。近些年新建涂装车间多选用进口生产线或仿造进口的生产线,所以袋式过滤器大都是592×592mm(名义尺寸24”×24”)的通用规格。
在涂装车间的烘烤生产线上,送风温度在200℃左右,由于空气处理器中的加热装置可能发尘,所以过滤器要放在加热装置之后,这要求过滤器能够长期承受200~250℃的高温。此处过滤器的效率规格一般为F7~F8,过滤器全部都是有隔板结构,褶距约8mm的玻纤滤纸由瓦楞状的铝箔隔开。由于要耐高温,滤纸与过滤器金属外框间的粘合与密封问题是关键,密封结构要可靠,密封材料的成本又不能太高。过滤器上的密封垫多为有弹性的玻璃纤维毡垫。烘烤生产线有隔板过滤器的外形尺寸为610×610×292mm。烘烤生产线的预过滤器设在送风机组的入口端,所以没有耐温要求。预过滤器多选用效率较低的普通袋式过滤器,为了方便管理,烘烤线的预过滤器与喷漆线的预过滤器经常为同一规格型号。
硅酮是一种很好的材料,可以用来做润滑剂、粘接剂、密封材料,甚至曾用做隆胸填料,汽车上到处用到硅酮。但汽车厂的涂料车间却特别忌讳硅酮,因为金属表面沾上硅酮,漆层就会起泡。涂装车间明文禁用任何硅酮,过滤器供应商应该仔细检查制造过程中所用的各种材料,尤其是粘合剂,确保其中不含硅酮。
4.6核电站用的过滤器
核工业消耗大量过滤器,凡核工业用的过滤器统称“核级过滤器”。从历史上讲核工业成就了诸如Cambridge、Camfil、Sofiltra、Vokes那些曾经或依然红火的过滤器公司。
为防止放射性粉尘的溢散,核电站的排风系统需要大量高效过滤器。美国标准规定这种高效过滤器的效率为:对0.3um的DOP粒子过滤效率99.97%。多数国家照搬美国标准,有些国家规定了自己的试验方法,但过滤器性能与用美国方法测出的性能相当。大多数核级高效过滤是传统形式的有隔板过滤器,其中,滤材为玻纤滤纸,隔板采用0.038mm的铝箔,外框是碳钢或不锈钢,滤纸与外框间的粘接剂为硅酮、PVC或其它耐温材料,过滤器的迎风面与背风面有金属保护网。核级过滤器的许多性能在平时属于“多余性能”,那是为意外事故时的可靠性准备的。
法国是无隔板过滤器的鼻祖,法国人地核电站中用无隔板过滤器替代了传统有隔板过滤器,韩国和中国进咒骂了法国核电站,并各自实现了过滤器生产的本土化,除了上述三国,多数国家不敢在关键部位使用无隔板高效过滤器。
中国早期核反应堆用的高效过滤器与美国的大同小异,后来,中国引进了法国、加拿大、俄罗斯的技术。中国的核级过滤器数量不多,样式不少。
甲基碘和碘是放射性元素铀的裂变产物,为了清除空气中的甲基碘蒸汽,核电站使用大量活性炭过滤器。这类用途的活性炭材料要经过特殊的化学浸渍处理,以提高对甲基碘和碘的吸附能力。习惯上,核工业用的活性炭材料称“活性炭”,活性炭过滤器称为“碘吸附器”。与普通活性炭过滤器相比。核电站用的顺炭层厚、吸附效率高、耐温和抗震要求高。由于吸附是个放热过程,温度过高可能引燃活性炭,所以对碘吸附器有严格的耐温要求。核燃料处理厂中甲基碘和碘的浓度很高,这时就不能再使用活性炭,而是采用不燃的多孔吸附材料来制造碘吸附器。
按消耗量计算,核电站中用量最大的是一般通风用的过滤器。核电站用的通风过滤器的形式多种多样,其具体规格在建设初期就确定了,过滤器公司必须按原规格供货。除非意外,业主和供应商都不敢轻易改变原材料、制造工艺、试验方法和供货渠道。
核工业用的过滤器,其原理和结构与其它行业用的过滤器没多大差别。核工业过滤器不求高新、不搞市场经济、不侃价。安全第一,可靠第一。与其它行业相比,核工业用的过滤器要经受更多的检测项目,要经过更多的认证。那些检验和认证经常是些政府把持的、与核工业有关的专门机构来做。此外,过滤器供应商必须具有可靠的资质和信誉,得到或多或少的政府支持,还要有相当的业绩和相应的技术实力。
附录:典型场所过滤器配置
场所主过滤
器效率常见过滤元件特殊要求说明
普通空调机组中的主过滤器F5~F7袋式、无隔板过滤器过滤效率合理卫生,保护室内装潢,保护空调系统
普通空调机组中的预过滤器G3~F5各种便宜、使用方便的过滤器容尘能力高,供货有保证保护空调系统,保护下一级过滤器
高档公共场所集中空调主过滤器F7袋式、无隔板过滤器防止风口黑渍,防止室内装潢褪色
机场航站楼F7袋式、无隔板过滤器旅客第一印象
学校、幼儿园F7袋式、无隔板过滤器防火特殊安全考虑
诊室与病房F7~F8袋式、无隔板过滤器无营养物防止交叉感染
博物馆、图书馆F7袋式、无隔板过滤器保护珍品
普通音像工作室F7袋式、无隔板过滤器保护光学设备和制品
非均匀流洁净室HEPA有隔板、无隔板高效过滤器逐台测试,无易燃材料,无营养物过滤器装在高效送风口内
均匀流洁净室HEPAULPA有隔板、无隔板高效过滤器逐台扫描检验,流速均匀洁净室末端
一般洁净室预过滤F8~H10袋式、无隔板、有隔板过滤器保证开端过滤器正常使用寿命
芯片厂10级、1级洁净厂房ULPA无隔板ULPA过滤器逐台扫描检验,流速均匀,无挥发物当今对过滤器性能要求最高的过滤器
芯片厂10级、1级洁净厂房预过滤HEPA无隔板、有隔板过滤器承受高风速保证末端过滤器的使用寿命为“一辈子”
制药行业30万级洁净厂房F8~H10
HEPA袋式、无隔板、有隔板过滤器无营养物末端过滤器可以设在中央空调器内
负压洁净室排风过滤HEPA无隔板、有隔板过滤器可靠禁止危险物品的排放
轿车涂装流水线主过滤器F4~F7袋式过滤器不含硅酮,不掉毛,阻燃满足面漆无疵点,保护均流材料
轿车烤漆流水线主过滤器F6~F7耐高温有隔板过滤器不含硅酮工艺要求
高要求静电喷涂生产车间F7~F8袋式、无隔板过滤器不含硅酮,不掉毛保证外观无疵点
核电站排风HEPA有隔板、无隔板过滤器防火、耐冲击、专门机构认证防止核污染,采用集中空调的机房、交换台、中控室F5~F7袋式、无隔板过滤器防止因灰尘引起的散热不良和电路故障
采用柜式空调的机房、交换台、中控室G3~F5简易的平板过滤器因场地限制,很难采用其它形式的过滤器
化纤抽丝工序F8袋式过滤器防断丝,防“煤灰纱”
纺纱车间G4~F7袋式过滤器,静电过滤器防“煤灰纱”
食品工业F7袋式、无隔板过滤器无营养物生产环境的卫生
洁净工作台,风淋室HEPA有隔板、无隔板高效过滤器
轧钢主电机F7袋式过滤器阻燃防止因粉尘造成的电机故障
卷烟厂中央空调F7自洁式过滤装置,传统袋式过滤器国内烟草行业目前流行自洁式过滤装置
家庭中央空调G3~G4平板过滤器便宜、美观摆在超市的商品
普通家用空调--尼龙网可清洗阻挡纤维和粗粉尘
风沙地区预过滤--惯性除尘装置,水浴除尘装置,卷帘过滤器清除大颗粒粉尘,只在刮风时工作
燃气轮机与离心式空压机F7~F8无隔板、袋式、有隔板过滤器、自洁式过滤器抗冲击,阻燃,憎水防止设备内部结垢、磨损、腐蚀
轴流式空压机F5~F7无隔板、袋式过滤器抗冲击,憎水防止叶片磨损
往复式空压机、内燃机G3~F5袋式过滤器,滤清器,平板过滤器抗冲击,耐超阻防止汽缸磨损
高级轿车空调F7无隔板过滤元件防尘,防花粉
高档家用吸尘器F7HEPA无隔板过滤元件结实,抗水防止排风二次污染
洁净室用吸尘器HEPA无隔板过滤元件结实,抗水防止排风二次污染
家用空气净化器F7~F9
HEPA筒状和方形无隔板过滤元件便宜,美观摆在超高的商品
防毒面具HEPA无隔板过滤元件耐温,抗水常与活性炭组合使用
注1:“主过滤器”指系统中最末一级过滤器,或指定部位的过滤器。
注2:表中的效率规格采用欧洲现行规格,有些行业和地区不使用这种规格
注3:表中未列出压缩空气使用的过滤器,那些行业称其为“滤清器”。
引起空调性能下降造成的经济损失远远大于使用最好过滤器的费用。
4.10纤维直径,粗辨过滤性能
在过滤过程中,纤维是阻截粉尘的障碍物。纤维细,单位体积内的纤维数量就多,过滤效率就高。
气流绕纤维运动产生能耗,表现为过滤材料对气流的阻力。两块过滤效率相同的材料,粗纤维材料阻力大,细纤维材料阻力小。
粉尘除了被纤维挡住外,还可以被先期捕捉住的粉尘阻拦,于是,纤维表面的粉尘以“树枝状结构”松散地堆积,纤维是“干”,粉尘是“枝”。纤维多,纤维间空当就小,由粉尘形成的枝状结构就牢固,积灰被吹散而造成二次污染的可能性就小。一般情况下,纤维多,能形成的枝状结构就多,单位面积能容纳的粉尘就多,过滤器的使用寿命就长。
从道理上讲,只要纤维仍能保持足够坚强以抵抗气流的阻力,过滤材料的纤维要尽可能地细一些。
同样厚度,同样蓬松度的两块滤料,细纤维滤料过滤效率高,多数情况下,细纤维滤料容尘能力大。
同样效率、同样结构,由不同纤维组成的两块滤料,细纤维滤料阻力、低容尘能力
大。
4.11高效过滤器的使用寿命
对于运行中的洁净室,末端高效过滤器的价值并不高,全部加起来可能还不到用户两个小时的产值,但更换过滤器的风险和间接费用会很高。
更换过滤器时要停产,停产损失只有业主自己能算出来,这笔损失肯定比过滤器的备件费用高。更换过滤器是十分仔细的操作,洁净室内的任何东西都经不起折腾,碰坏一个不起眼的设备,其损失可能会高于全部过滤器的费用。更换过滤器后要由专业人员进行检测,有时还要对空调系统进行调试,然后还要经过一段时间的试运行。检测、调试、试运行,三项费用加到一起,可能会与过滤器价格不相上下。聪明的业主总是希望尽可能地延长高效过滤器的使用寿命,不是为了省过滤器那几个钱,他们是想避免因更换过滤器而产生的一堆麻烦。
举个极端的例子,当代芯片厂洁净室末端高效过滤器的设计使用寿命为“一辈子”,即:投入运行后永远不操高效过滤器的心。那种工厂的技术日新月异,一个新项目投产后5~7年就落后了,工艺必须更新,厂房要改造,高效过滤器也同时报废。在那里,高效过滤器的“一辈子”也就是7年,为了保险,设计师将过滤器的设计使用寿命定为10~20年。
高效过滤器上积灰过多时阻力增大,大到影响正常送风时,高效过滤器就该报废。增大高效过滤器的过滤面积或增加过滤器的数量,都能延长过滤器的使用寿命。但那些做法的游戏空间不大,你不可能无限地增大过滤面积,
要延长高效过滤器的使用寿命,最根本的办法是将灰尘挡在预过滤器。更换预过滤器一般无须停产,无须调试,所以有经验的业主会把注意力和金钱花在预过滤器上。
对于10000级和100000级洁净厂房,预过滤可选用F8过滤器(比色法95%),这样,末端高效过滤器的使用寿命一般可达5年。在国外项目中和国内新建项目中,F8过滤器是非均匀流洁净室最常见的预过滤器。
对于芯片厂100级、10级或更高级别的洁净厂房,预过滤器的常见效率级别为H10(MPPS85%),许多新建项目索性选用HEPA(对0.3mm粒子的效率≥99.97%)。设计师号称保证末端高效过滤器使用“一辈子”,其方法不过如此。
在国内过去的洁净室空调系统设计中,过滤器的常见配置为:粗效→中效→高效。那时末端高效过滤器的使用寿命仅为1~3年,最差的也就几个月。
有些场合,对高效过滤器使用寿命的规定不是出于对阻力的考虑,而是其它因素。若厂房中有氢氟酸,而车间空调又不是全新风系统,高效过滤器中的玻璃纤维滤纸会受到回风的腐蚀,为了安全,必须定期更换高效过滤器。有些财大气粗的制药厂,每年雨季过后要更换高效过滤器,为的是防止过滤器上任何可能的霉菌污染。有些生物实验室和与危险品打交道的实验室,在开展一项新的重要课题前,为了可靠,上司会要求使用新的高效过滤器。
4.12FFU使用方式及相关的问题
随着国民经济的持续稳步增长和生产技术的不断创新发展,生产工艺对生产环境的要求越来越高。超大规模集成电路的前后道工序,各种显示器的制造,各种光学零部件的制造和装配以及制药行业(GMP的推行)、医院手术室、食品工业等都对生产环境提出了更高的要求,不仅仅要保持一定的温湿度,还要保持一定的洁净度。
因此,近年来国内净化工程在数量上显著增加。其中超大规模集成电路制造或尖端显示器(如TFT、PDP)等的制造,因对空气洁净度要求很高,生产技术国内暂无自主开发能力等原因,这方面的超净工程在数量上不是很多。数量上占绝对优势的是洁净度要求不是很高的净化工程。这些工程以电子及光学的装配、制药为代表,洁净度一般为0.5um十万级~千级(局部百级)。这些工程有新建,有改建,而后者居多。
五、净化工程存在的问题
根据笔者统计,上述几种类型的净化工程往往会碰到以下问题:
1、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壁板做隔断及吊顶。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,而洁净室恰恰已很难改动。
2、能耗大,造成初投资及运行费用上升
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HEPA或ULPA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,运行费用很高。而在我国目前供电系统尚处于垄断经营局面下,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。有时候整个厂房的用电量正好处于临界点上,增加用电量,就得造变电站,减少一点用电量,就省了一大笔投资。
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。在众多的改建工程中,层高偏低是一个普遍的矛
盾。而对于一个洁净室来说,有着众多性质的各种管线,如送风管、工艺排风管、一般排风管、冷却、冷冻水管、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。
以上三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系统在国外的洁净工程中得到了极其广泛的应用。FFU(FanFilterUnit),是一个自带送风机(无壳风机)的高效过滤器送风口,它与其专用龙骨系统(CeilingGrid)、冷却盘管(一般为干盘管)、加压风机、新风系统以及专用灯具共同组成了FFU系统。
六、FFU的优缺点
FFU的典型就用方式是,新风有新风空调机处理至所需状态点后送入,在静压箱内与回风混合后经FFU的风机加压后经HEPA或ULPA送入室内,再经架空地板或侧墙回至干盘管,在此经冷(热)处理后经由回压机送回至静压箱完成循环。这样的系统最为常用于有超静要求的洁净室,如大型集成电路晶圆的制造、尖端显示器如TFT、PDP等的制造、硬盘的制造等。这样的FFU系统有诸多优点,简单的讲有六点:
1、系统非常灵活,可随时调整
因洁净室的壁板都以天花板格子的模数(如1200*600)来布置,并且由于其特殊的节点构造,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。这对于通常集中送风的净化系统来说几乎是不可能的。
2、出风均匀稳定
FFU因自带风机,出风均匀而稳定。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。
3、节能显著
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,其综合效率以大为提高。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。
4、节省空间
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。
5、风口、灯具、烟感、喷淋、静电中和器等的合理布局
这些洁净室常用装置都在上有各自的安装天花板格子位置,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。
6、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。
FFU系统也有缺点:风机数量大,故障机率大。且因FFU布置在吊顶上,维修有一定困难。而集中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、真空泵抢救无效都可以做到备份,尽量减少设备故障对生活的影响。唯独空调箱的备份几乎没用。FFU系统则在某种程度上达到了这个目的。bIfwTaKoIm

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