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FFU設(shè)計和選型的要點

【作者/來自】網(wǎng)站管理員 【發(fā)表時間】2018-4-26 【點擊次數(shù)】3725
FFU設(shè)計和選型的要點: 
   FFU的主要參數(shù):
 
    尺寸(mm),面風(fēng)速(m/s),機外余壓(Pa),噪音(dBA),功耗(W),振動(mm/s),壽命(hours)等。 FFU的選型要點:
 
    ◆尺寸-目前,國內(nèi)、外常用的模數(shù)有1200x600mm(4英尺X2英尺)、1200x900mm(4英尺X 3英尺)、1200X 1200mm(4英尺X4英尺)、其厚度多在300-400mm。
 
    ◆材質(zhì)-根據(jù)使用環(huán)境及成本選擇,目前常用鍍鋁鋅材質(zhì),能滿足潔凈室的環(huán)境需求(防腐蝕)且成本低;
 
    ◆風(fēng)量或風(fēng)速-根據(jù)換氣量及尺寸換算出面風(fēng)速,一般范圍在0.3~0.45m/s;
 
    ◆靜壓-根據(jù)過濾器規(guī)格及風(fēng)道的結(jié)構(gòu)阻力。FFU的機外余壓都是足以克服循環(huán)通道上的阻力。當(dāng)高效過濾器為初阻力,且保證FFU送風(fēng)斷面風(fēng)速為0.35m/s時,不同F(xiàn)FU的機外余壓均在100Pa左右,有的高達130Pa。
 
    ◆濾網(wǎng)-應(yīng)不同制程需求,常用到H13,H14,U15和U16甚至U17的高效過濾器(歐規(guī)),有時應(yīng)生產(chǎn)工藝的需求會要求采用低硼的材料,以進口品居多。
 
    ◆馬達-AC(交流電)和DC(直流電)兩種。一般來講Class 1000~100,000的潔凈室常用AC FFU,而潔凈度較高區(qū)域則用DC FFU。就是因為高等級潔凈室對于溫濕度要求更為嚴格,采有DC FFU就能應(yīng)用軟件控制,精確度較高。對于FFU的控制系統(tǒng)在下面另闡述。
 
    ◆振動-一般是符合德規(guī)G2.5標準,因為微振動的控制對于生產(chǎn)工藝非常重要。
 
    ◆噪音-一般設(shè)定為54dB(A)@1.5m,即距高效過濾器下表面1.5m處噪音值小于54dB(A)。 FFU的聲壓級噪聲大多在57dB(A)~59dB(A)之間。比較好的品牌其噪聲在54dB(A)。
 
    ◆絕緣等級-一般為Class E,B或F。
 
    ◆FFU軸承壽命-一般為L10≧40,000hours,即10%的軸承損壞的最大使用時間不小于40,000hours。
 
    ◆能效比-耗電量與風(fēng)量的比值,級效比值越低越節(jié)能。六、目前常見問題及分析
 
    ◆FFU的噪音,F(xiàn)FU在潔凈室內(nèi)的噪音往往超出設(shè)計師的預(yù)測。要潔凈室的噪音達到要求必須選擇高效過濾器噪音達到要求的FFU,但是很多供應(yīng)商所給的噪音參數(shù)是在無響室內(nèi)測得,或是在較低的風(fēng)量與總靜壓下測得,且測試數(shù)量為一臺。在多臺FFU同時運行后測得噪音常會大于設(shè)計預(yù)估值。衡量噪音的兩個技術(shù)指標為聲壓級與聲功率。聲壓級單位為dB,與聲源、環(huán)境、測量距離有關(guān)。聲功率單位為W,僅與聲源有關(guān)。在相同總靜壓下,風(fēng)量越高,噪音越大; 在相同風(fēng)量下,總靜壓越高,噪音越高。其實我們在設(shè)計時可以通過聲功率計算出在某種環(huán)境下的聲壓。計算公式:吸聲量SPL=PWL+10Lg(N)+10Lg(4/R),SPL-混響區(qū)域聲壓級(dB),PWL-單臺FFU產(chǎn)生的聲功率級(dB),N-潔凈室FFU的總數(shù),R-各種材料的吸聲系數(shù)與面積乘積的總和。
 
    實例計算:比較6m(L) 6m(W) 3m(H)的潔凈室在不同的FFU滿布率和不同的盲板材料情況下的噪音情況,單臺FFU的PWL=60dB(吸聲系數(shù):盲板=0.1;高效過濾器=1;墻=0.1;NRC0.85盲板=0.85,普通盲板=0.1)。高效過濾器結(jié)果比較表1 結(jié)論:利用吸聲系數(shù)較大的材料對噪音降低有比較好的效果,但在100%的FFU滿布區(qū)域噪音則很難下降。
 
    ◆存在諧波問題:諧波會引起系統(tǒng)電流值升高;會使控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障,通訊系統(tǒng)受到干擾,使無塵室無法控制;會使電纜、感應(yīng)馬達、變壓器溫度升高,減少使用壽命。對于AC電機諧波值一般要求小于12%,DC電機的諧波值較小,一般常在FFU配電盤考慮增加詣波高效過濾器的方式減少諧波的危害。
 
    ◆FFU電機選擇問題:采用三相交流電源電機容易發(fā)生缺相,燒毀電機的情況。采用單相交流電源電機又會存在體積大,負載不平衡現(xiàn)象。采用直流電機存在造價高,運行維護成本高的情況。
 
    ◆FFU到現(xiàn)場安裝時發(fā)現(xiàn)放不下去,問題在于T-Bar本身厚度或高度。所以采購FFU的尺寸并不能做為現(xiàn)場施工的尺寸,應(yīng)在施工前通知制造商提供樣品確認能否安裝再下單生產(chǎn)。否則如此多數(shù)量的FFU重新加工那是不現(xiàn)實的,相應(yīng)費用是個龐大的數(shù)字。
 
    ◆維修不方便:維修更換高效過濾器時無足夠操作空間,可能是FFU上方大管徑管路離FFU很近,這種情況在施工時需注意套圖避讓。一般不建議過濾器由無塵室內(nèi)更換,比如對于FFU滿布率100%區(qū)域,天板下方均為價格昂貴之生產(chǎn)機臺,根本不可能由室內(nèi)更換因為沒有空間可以讓人員架梯操作。七、FFU控制方式現(xiàn)狀目前FFU電機根據(jù)電源種類可分為交流電機和直流電機。
 
    交流電機又有單相和三相之分,供電電壓大致有110V、220V、270V、380V、480五種。交流電動機同直流電動機相比較,具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、制造方便、運行可靠、價格低廉、使用壽命長等一系列的優(yōu)點,缺點是調(diào)速性能不好。其控制方式主要分為多檔開關(guān)控制,調(diào)壓控制,變頻控制等。直流電機存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造及運行維護成本及使用壽命短等缺點,優(yōu)點是容易控制,調(diào)速性能好。下面對常用的一些控制方式做一簡單分析與比較:
 
    群組控制
    AC FFU的控制系統(tǒng)常以PLC系統(tǒng)架構(gòu)實現(xiàn)組群控制,可實現(xiàn)遠程控制風(fēng)機啟停并能監(jiān)測各群組的運行狀況。一般在一千級,一萬級和十萬級潔凈室常能看到這樣的系統(tǒng)。在FFU交流調(diào)速控制方式中,又主要分為三種控制方式:多檔開關(guān)調(diào)速控制、調(diào)壓調(diào)速控制方式和變頻調(diào)速控制方式。
    1). 所謂多檔開關(guān)控制就是通過直接改變電動機定子線圈匝數(shù)來調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速?刂破饔梢粋調(diào)速開關(guān)和一個電源開關(guān)組成。由于控制元件為FFU自帶,分布在潔凈室吊頂內(nèi)的各個位置,工作人員必須在現(xiàn)場通過撥擋開關(guān)來調(diào)節(jié)FFU轉(zhuǎn)速,控制起來極不方便,而且FFU的風(fēng)速可調(diào)范圍有限,僅限于幾檔。采用多檔開關(guān)控制方式優(yōu)點是控制簡單、成本低,但存在許多缺陷:比如:能耗大、不能平滑調(diào)速等。
 
    2).所謂調(diào)壓控制方式,就是通過直接改變電動機定子電壓的大小來調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速。調(diào)壓方式的缺點是:調(diào)速時的效率較低,能耗大,低速時,電機發(fā)熱嚴重、調(diào)速范圍較窄等。但是,調(diào)壓方式對于FFU風(fēng)機負載來說,其缺陷不是很明顯,并且在目前的情況下還有一些優(yōu)點:調(diào)速方案成熟,調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn);操作簡便,控制系統(tǒng)造價低;由于FFU風(fēng)機負載很輕,在低速時,電機發(fā)熱不是很嚴重。
    3).所謂變頻控制方式就是通過改變電源頻率的方式來調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速,高效過濾器同時,按一定比例調(diào)整電動機的輸入電壓。變頻控制方式具有優(yōu)異的性能,調(diào)速范圍大,平滑性較高,調(diào)速效率高等。變頻一般采用較先進的SPWM控制方式,并采用單片機生成SPWM波形。
 
   FFU SPWM變頻方式同其它變頻方式相比具有以下特點:結(jié)構(gòu)簡單,控制方便;輸入功率因數(shù)高;系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)快;輸出諧波少。在目前的情況下,與調(diào)壓方式相比,變頻方式也有一些缺點,這主要體現(xiàn)在以下兩個方面:變頻控制系統(tǒng)造價比較高;使用壽命不如調(diào)壓方式長。
    計算機控制方式一般采用直流電機,與前面兩種方式相比,計算機控制方式具有以下先進的功能:       1). 采用集散型控制方式,能夠很方便的實現(xiàn)FFU的集中監(jiān)測和控制。
    2). 可方便的實現(xiàn)FFU的單臺、多臺及分區(qū)控制。
    3). 智能化控制系統(tǒng)具有節(jié)能功能。
    4). 可采用可選的遙控方式進行監(jiān)測和控制。
    5). 控制系統(tǒng)預(yù)留通信接口,可與上位機或網(wǎng)絡(luò)進行通訊,從而實現(xiàn)遠程通信和管理功能。
    控制直流電機的突出優(yōu)點在于:容易控制、調(diào)速范圍較寬。但該控制方式也有缺陷:整套系統(tǒng)造價昂貴且后期維護費用高。
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