摘 要: 隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，實驗、研究以及生產(chǎn)的環(huán)境要求越來越高，各種不同用途，不同工藝的潔凈廠房在各個電子工業(yè)園區(qū)中落戶，本文以某半導(dǎo)體電子工業(yè)生產(chǎn)廠房為例，淺談半導(dǎo)體廠房液位變送器的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計。
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，必須消除液位變送器內(nèi)外的各種熱濕干擾以及塵埃污染。#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，從而將液位變送器內(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液位變送器內(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 液位變送器空調(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。液位變送器主要位于生產(chǎn)廠房的二層部分區(qū)域及三層實驗室區(qū)域。液位變送器空調(diào)系統(tǒng)的室外設(shè)計參數(shù)如下表所示:
本工程液位變送器的空調(diào)系統(tǒng)形式采用 FFU( Fan Filter Unit 風(fēng)機過濾單元) +DCC( Dry Cooling Coil 干冷卻盤管) +MAU( Makeup Air Unit 集中新風(fēng)機組) 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 機組設(shè)置在三層空調(diào)機房。
MAU 規(guī)格為 95000CMH，4 臺( 三用一備) 。新風(fēng)空調(diào)機組由進風(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)補充液位變送器內(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)機過濾單元) +DCC( Dry Cooling Coil 干冷卻盤管) +MAU( Makeup Air Unit 集中新風(fēng)機組) 空調(diào)組成形式主要通過 MAU( Makeup Air Unit 集中新風(fēng)機組) 來控制液位變送器的濕度，通過 DCC( Dry Cooling Coil 干冷卻盤管) 來控制液位變送器的溫度。P＆ID-新風(fēng)機組控制原理圖如圖 2 所示，P＆ID-液位變送器控制原理圖如圖 3 所示，液位變送器空調(diào)自動控制原理如下:
(1) MAU 機組進出口處均安裝電動密閉閥，電動密閉閥與MAU 送風(fēng)機聯(lián)動，開啟時先開閥門再開風(fēng)機，關(guān)閉時順序相反。本項目業(yè)主要求在 MAU 機組入口和出口處均安裝電動密閉閥，筆者認為入口電動密閉閥的主要目的是關(guān)機后防止新風(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組不運行而其他機組運行時新風(fēng)通過集管倒灌，故在設(shè)計中可只在 MAU 機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)機段也曾設(shè)置壓差開關(guān)，主要目的是實現(xiàn)風(fēng)機無風(fēng)斷電保護，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)斷電保護均會配置，且有部分業(yè)主會指定配置無風(fēng)斷電保護，筆者認為該工程一期經(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)機的運行狀態(tài)，判定有效報警信號，當(dāng)風(fēng)機運行過程中出現(xiàn)報警信號時，報警視為有效，當(dāng)風(fēng)機關(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。液位變送器設(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)液位變送器度調(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)機變頻運行。
(6) 液位變送器設(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)體廠房液位變送器空調(diào)設(shè)計從設(shè)計的角度扼要介紹 了 FFU ( Fan Filter Unit 風(fēng) 機 過 濾 單 元) + DCC ( Dry Cooling Coil 干冷卻盤管) +MA( Makeup Air Unit 集中新風(fēng)機組) 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)。
