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(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�？照{(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(yùn)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(jī)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(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(yùn)行而其他機(jī)組運(yùn)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(yùn)行狀態(tài)，判定有效報警信號，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)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。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(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(yùn)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(jī) 過 濾 單 元) + DCC ( Dry Cooling Coil 干冷卻盤管) +MA( 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)。
