風機過濾單元廣泛應用于潔凈室、潔凈工作臺、潔凈生產線、組裝式潔凈室等場所,還適用于半導體、電子、平板顯示器的生產線等其它對空氣中污染有嚴格控制要求的地方。
一、組成部分
FFU通常由離心式風機、過濾器(高效過濾器HEPA或超高效過濾器ULPA)、殼體、控制器等組成。
(1)外殼體
外殼體的主要材質有冷板烤漆、不銹鋼、覆鋁鋅板等。不同的使用環境有不同的選擇。它的形狀分兩種,一種上部為坡形,坡形主要起到導流的作用,有利于進氣氣流的流動和均勻分布;一種是長方體,美觀且可以使進入殼體內空氣以最大面積接觸過濾器表面。
(2)粗效過濾器
粗效過濾器主要是為了防止因施工、檢修或其他情況產生的雜物對高效過濾器造成傷害,其材質一般是可清洗的聚氨酯纖維。
(3)葉輪
葉輪有前傾和后傾兩種形式,前傾有利于增加氣流組織的矢向流動,增強去除塵埃的能力;后傾有利于降低能耗,減小噪聲。
(4)高效過濾器
高效過濾器主要用于捕集0.1~0.5 μm的顆粒灰塵及各種懸浮物。
(5)電子元件
FFU的控制大致可分為多檔控制、無極控制、連續調節、計算機控制等。同時實現單臺控制、多臺控制、分區控制、故障報警、歷史記錄等功能。
1:粗效過濾器
2:風機葉輪
3:電機
4:擋板
5:高效過濾器
6:電子元件
二、工作原理
在工作時,風機從FFU頂部將空氣吸入并經粗效過濾器、高效過濾器過濾,采用獨TE的通風管道,過濾后的潔凈空氣在整個出風面以0.45 m/s±20%的風速均勻送出。
三、主要設計參數
FFU的主要設計參數有:面風速、功耗、風速均勻度、機外靜壓、總靜壓、噪聲、振動速率等,具體參數可參考《FFU綜合應用手冊》。
(1)面風速:面風速一般介于0~0.6 m/s之間,如是五檔調速則是各檔對應的風速大致是0.3-0.35-0.4-0.45-0.5 m/s,無極調速則大致是0~0.6 m/s。
(2)功耗:交流系統一般在100~300 W;直流系統在50~220 W,直流系統與交流系統相比,功耗降低30~50%。
(3)風速均勻度:指FFU面風速的均勻度,高級別的潔凈室極易引起擾流,對其要求極為嚴格。優異的風機、過濾器及散流板設計、工藝水平決定該項參數的優劣,測試該項參數時,根據FFU出風面的大小,均勻選取6~12個點測試面風速,其最大、最小值相比平均值不得超過±20%。
(4)機外靜壓:也稱余壓,該參數關系FFU的使用壽命,其與風機密切相關,一般要求在面風速0.45 m/s時,機外靜壓不小于90Pa。
(5)總靜壓:也稱總壓,即FFU在最大功率,風速為零時,其能提供的靜壓值,一般交流FFU的總靜壓大約為300 Pa,直流FFU的總靜壓為500~800 Pa。在一定風速下,一般可以這樣計算:總靜壓(TSP)=機外靜壓(ESP,FFU提供的克服外界管道、回風道阻力的靜壓)+過濾器壓損(該風速下的過濾器阻力值)。(6)噪聲:一般噪聲介于42~56 分貝(dBA)之間,使用時比較關注面風速0.45 m/s,機外靜壓在100 Pa時的噪聲,同等規格尺寸的FFU,直流的比交流的要小1~2 dBA。
(7)振動速度:一般小于1.0 mm/s。
四、分類及特點
FFU 按照機箱材質不同分為G\S\A\O 四種型號,標準型涂層鋼板(包括鍍鋅、鍍鋁鋅、噴塑等),代號G;不銹鋼板,代號S;鋁板(鋁合金板),代號A;其他材質,代號O。
FFU按照電機方式分類,可分為交流電機和無刷直流電機。交流單相電機代號為A1;交流三相電機代號為A3;直流無刷電機代號為EC。
FFU交流供電機組按照機組控制方式不同分為單工況機組,用S表示;多工況控制機組,用M表示。
按照機組靜壓不同分為標準靜壓型和高靜壓型。標準靜壓型代號為S;高靜壓型代號為H。
按照機組所帶高效過濾器效率不同可分為高效過濾器,代號為H;超高效過濾器,代號為U;機組入口如帶有粗效預過濾器代號為P。
FFU具有靈活性、占用空間小、經濟、出風均勻穩定、負壓密封、單元多、占用架空空間噪音大等特點。
靈活性。FFU結構簡單,具有很好的適應性,由于其特殊的節點構造方式,可根據工藝的需要進行組合和拼裝,采用負壓密封使其簡化和可靠,又大大節省空調機房面積,尤其適用于層高低、機房面積不足的改擴建項目。而對工藝變更的適應性,FFU優勢更加明顯,當工藝發展需要提高潔凈級別或改變潔凈區域時,只需采取增加FFU的數量或改變安裝位置就可達到保證潔凈度或更改潔凈區域的目的,不僅方便而且可以大大節省改造投資。
占用空間小。相比于集中式空調機組不僅省去機房,而且大大簡化了風管、水管的設置,極大地節省了使用空間。
經濟性。從初投資和運行費用兩方面來看,目前FFU產品種類齊全,制造技術較為成熟,產品價格大大降低,在設計合理的情況下,其初投資往往可低于集中式空調機組。在運行費用方面,近年來在提高風機和電機的效率方面取得了較大的進展,FFU的能耗大大降低,進一步降低了運行費用。一般認為,FFU送風方式潔凈室的運行費用大約是傳統集中送風方式潔凈室的60%~80%。
出風均勻穩定。FFU自帶風機和過濾單元,通過計算機群控方式很容易達到出風均勻的目的,比集中式空調系統通過閥門控制的方式更加方便快捷有效。
負壓密封。FFU送風方式的靜壓箱為負壓,風口安裝的密封相對容易,而且即使出現泄漏,也是從潔凈室向FFU靜壓箱泄漏,不會形成對潔凈室的污染。
采用FFU送風系統需要大量FFU單元和架空地板,造價相對較高,而集中式送風方式不使用架空地板,甚至可采用上送上回方式,省去回風夾道,大大減少造價。
FFU不適合對噪聲有嚴格要求的場所,因為FFU一般數量較多,且風機處在潔凈室內或吊頂內反射聲波,噪聲一般很大。FFU通常幾十臺甚至上百臺組合一起使用,在噪聲疊加后要保證潔凈室總體噪聲滿足規范要求比較困難。目前采用FFU方式的大面積潔凈室噪聲超標比較普遍,有些甚至高達70 dB(A)。
五、使用與現場檢驗
風機過濾單元的安裝應遠離加熱器、火爐或其它熱源。設置風機過濾單元場所不可放置易燃物,以免發生火災。需要注意的是,不能在機體附近使用具有爆炸性或揮發性的化學物品,如果機體吸入這些化學物品將有可能會導致火災或爆炸等。不能再機體附近使用含硫酸、鹽酸、漂白劑及其它具腐蝕性的化學藥品,其有可能會導致機體腐蝕及損壞。
風機過濾單元安裝于潔凈室時,應更換防塵衣以免攜帶灰塵進入室內,并以酒精清理工具以免攜帶灰塵進入室內,以酒精清理衣柜未保護處以免攜帶灰塵進入室內,點檢時請使用防塵紙及原子筆作記錄以免再產生灰塵。勿以沾濕的手操作機體,以免發生觸電危險。勿遮蔽機體進風口及出風口,這將導致機體性能無法正常發揮,造成機體功能異常或電氣部件損壞。
運轉前,需檢查機體外部電源是否連接,電源供應是否妥當。機體上方空氣進風口及下方濾網的保護膜是否已取下。
運轉時注意事項:
(1)開始運轉
當電源開啟后,機體即開始運轉。有下列情形發生,機體無法正常運轉時,請向專業人員反映:
① 機體內部有異物,離心風扇無法正常旋轉。
② 機體內部電線脫落,接頭松脫。
③ 機體內部電氣部件損壞,如電源插頭、馬達。
(2)停止運轉
運轉后如發現異常現象,請立即切斷電源,停止機體運轉。現場檢驗,包括風機過濾單元與潔凈室圍護結構相連的接縫必須密封,在清潔的現場進行外觀檢查,目測不得有變形、銹蝕、漆膜脫落、拼接板破損等現象;在系統試運轉時,必須在進風口處加裝臨時中效過濾器作為保護。
高效過濾器應在潔凈室及凈化空調系統進行全面清掃和系統連續試運行12h以上后,在現場拆開包裝并進行安裝。安裝前需進行外觀檢查和儀器檢漏。目測不得有變形、脫落、斷裂等破損現象;儀器抽檢檢漏應符合產品質量文件的規定。合格后立即安裝,其方向必須正確,安裝后的高效過濾器四周及接口應嚴密不漏;在調試前應進行掃描檢漏。過濾器金屬外殼接地必須良好。
高效過濾器泄漏測試基本上是把微粒釋放在高效過濾器上游,然后在高效過濾器表面與邊框用微粒探測儀器搜尋有無泄漏。氣溶膠光度計是微粒計數器的一種,也是使用鐳射科技,但是它在掃描空氣樣本的微粒之后,所給的是微粒的總體強度,不是微粒數目。DOP是一種油性化學物質,加壓或加熱霧化之后,可以產生次微米等級的微粒,可用來仿真無塵室的微粒,因此被當成驗證微粒。泄漏的定義是泄漏出上游濃度萬分之一,由于氣溶膠光度計可以直接顯示上下游微粒濃度的比值,因此掃描高效過濾器非常方便。也正因其準確、可靠,美國食品與藥品管制局(FDA)規定,在其管轄范圍內(食品加工場所與醫療制藥場所),所有的高效過濾器泄漏測試必須使用DOP與氣溶膠光度計。
六、維護
自購買日起進行定期檢查,請勿自行檢查,以免造成觸電或火災等事故發生。除了維修人員外,請勿自行拆解、修理或變更規格,以免造成觸電或火災的發生。當更換濾網等部件時,請注意不要損壞濾紙。維修、點檢時,請務必先切斷電源,停止機器運轉后再實施,以免發生觸電或傷害危險。當安裝、維修、點檢完成后,在機體起動前,確定機體基礎穩固。
每天工作開始之前依表點檢下列各項,當發現有不正常的情形,立即切斷電源并采取改正措施。離心風機及電機離心風扇必須旋轉平順,沒有產生異常聲音,若聽到異常聲音,請確認送風機內有無異物以及電機軸承的聲音是否異常,若電機有問題,請更換電機。過濾器過濾器表面有無損傷、污點等。風機過濾器單元實施定期點檢,當部件壽命已至時,請立即進行部件更換。(部件壽命指一般使用狀況下之壽命,會因使用環境及使用狀況而有所差異)。當由于不可抗力(如地震、電擊等)或化學藥品的泄漏(腐蝕氣體等)意外發生,停機再啟動后,請務必實施相同的檢查。