電子廠房無塵車間中 FFU 發熱量如何計算才合理

摘要：在施工圖設計階段中，電子工業無塵車間的冷熱負荷計算是設計師關乎執行空調設計方案的重要依據，也是冷熱源設備選取的根基。眾所周知，電子工業潔淨廠房的冷熱負荷特點是工藝設備為主要發熱源，其維護結構及人員、燈光的負荷比例所占很小。那麽對於潔淨等級要求高的生產區，數量龐大的FFU 可視工藝設備的附屬環境設備。其發熱量要深入研究才能得到精準的負荷計算書。目前仍有設計師把FFU 的名牌功率單乘以其布置數量的記作 FFU 發熱量做法並稱此做法符合能量守恒定律。作者不以為然。

引言

根據工業建築特點，淨化空調不同於舒適性空調，其冷熱負荷的組成特點也有較大的區別。淨化空調係統的主控參數比較嚴格，不僅體現溫濕度精度控製，還體現在把控潔淨度、噪聲等級、防微震、工藝廢氣處理、嚴格的氣流組織設計等方麵。因此，淨化空調係統的冷熱負荷計算也有區別於常規冷熱負荷計算的特點。分析其組成有，人員、設備發熱量（考慮冷卻係統帶走的熱量）、維護結構傳熱量、FFU 發熱量、照明傳熱量、新風折減的發熱量（考慮電子廠房新風處理送風點）等。本文筆者單將FFU 這項計算拿出來結合實際工程項目做比對得出結論。

1 理論基礎

（1）FFU 風機過濾單元物理特點。FFU 是由一個高性能、壓出式、直驅式後徑向葉輪風機/馬達置於不鏽鋼/鋁合金/鍍鋁鋅箱體中，配合一個高效過濾器或超高效過濾器。成品FFU 要進行 COP 測試。

（2）FFU 葉輪設計差別化不大，故其對應的風機效率主要落在了匹配的馬達上。所以FFU 主要發熱源在電機馬達上。

（3）FFU 可以視同為一種自帶過濾器的風機。然而風機所匹配的電機功率公式如下：

N=K*Nz

式中：K-電動機容量安全係數；見表 1。Nz-風機所需要的軸功率（kW）；

（4）常見的 FFU 風機/馬達型號及參數（以直流為例）。

因直流風機/馬達的特點有，a.更少的線路；b.更容易實現；c更容易安裝和節省人力。所以選取常見的直流電機型號參數表研究如表3。

2 理論分析

風機的傳動效率若我們按電動直聯 100%考慮，不考慮此部分的內耗。那麽查閱表1，可知我們所匹配的電動機安全係數為1.5 （以 風 量 2400m3/h 為 例 ，名 牌 功 率350W），那麽至少這 350W 中有 33.7%是作為安全保障或電機保護的餘量。

（2）FFU 的輸入能耗，在不同的運行工況點，即不同的運行風量和總靜壓時，輸入的能耗是不同的。在FFU 正常運轉時，輸入的電壓和電流的乘積為輸入功率。在電子無塵車間工程中FFU 很少在額定工況下運行的。所以，冷負荷的發熱量按名牌功率計算是不靠近實際情況的。（3）FFU 輸入的能耗（電能）E，有三部分轉化動能Ek+勢能Ep+熱力學能 U。在這三部分轉化的過程中，轉化是有損失的。這也就體現風機效率η 等於輸出功率除以軸功

率。若軸功率按輸入功率來計算的話，風機效率η 為 85%的轉化損失為15%。輸出的功率中，勢能 Ep 是一直在維持的，不考慮此部分能最終轉化為熱力學能U。那麽還是以2400m3

/h 為例，機外餘壓 50Pa 的話，勢能 Ep 約占為 33W除以350W 等於 9.52%的比例。還有一部分動能作為克服微觀分子運動阻力。這樣計算下來，結合工程上的實際操作我們按名牌功率的50%計入發熱量，也要勝過全盤計入的好。雖然與之工藝設備發熱量比較小，但當FFU 數量龐大時候，這部分冷負荷還是可以扣出來的。此舉意義讓節能行動從根基上開始。

總之，以上三條論述，我們不能單單把名牌功率計作我們的發熱量。那麽有問題提出來了，這點影響到底有多大呢？以下結合實際工程做個對比。

3 實際工程計算中的比較

先看一例已經實際運行投產了的工程，某8.5 代-TFT電子液晶麵板廠房。業主反饋提到冷凍站房裏有一台製冷機組基本處於停機狀態。若要開啟，並聯運行的冷機效率又非常低，能源浪費。基於此情況反饋，立即自查分析設計師的負荷計算書。

本工程原來設計二層和四層FFU 負荷共計 11505kW，是按照當時的名牌功率350W/台進行此項的計算的。根據理論基礎和理論分析，結合工程做法以350 瓦×0.5 等於 175W/台來調整這個工程此項的計算。更改本工程設計計算後，二層和四層FFU 負荷共計僅為5753kW。不僅總的冷負荷降下來 5753kW，而且分配到每個淨化空調計算區域裏所占的比例也是可觀的。到了空調係統末端幹表冷控製的冷凍水流量縮減也是符合實際

運行的。為此筆者呼籲，無塵車間的空調負荷計算，首位在工藝設備下足時間研究分析，其次淨化配套的設備也要精細計算，盡量不用指標化。

4 結束語

（1）對於潔淨等級高或 FFU 布置數量多的電子無塵車間冷負荷計算時候，FFU 發熱量計算應科學計量，不能以名牌功率累加。

（2）工藝性空調係統（淨化）的雖然以工藝設備發熱量為主，但設計師也不能在施工圖階段對其他項予以全部指標化計算。

（3） 當 FFU 可視為工藝設備環境附屬設備的時候，更應該詳細地理論計算結合已有工程運行數據分析得出準確性較高的計算書。