洁净室中FFU的应用及设备选型安装

FFU

英文全称为（FanFilterUnit），中文专业用语为风机过滤机组。FFU风机滤网机组可模块化连接使用，使用FFU广泛应用于洁净室、洁净工作台、洁净生产线、组装式洁净室和局部百级等应用场合。FFU设有初、高效两级过滤网。风机从FFU顶部将空气吸入并经初、高效过滤器过滤，过滤后的洁净空气在整个出风面以0.45M/S±20%的风速匀速送出。适用于在各种环境中获得高级别的洁净环境。它为不同尺寸大小，不同洁净度等级的洁净室、微环境提供高质量的洁净空气。在新建洁净室、洁净厂房式改造翻新中，即可提高洁净度级别，降低噪音和振动，也可大大降低造价，安装维护方便，是洁净环境的理想部件。FFU应用、分类与结构无尘室概念如：一个F5厂无尘室采用：MAU+FFU+DC系统即是组合式新风机组。（Make-upAirUnit）+风机过滤器单元（FanFilterUnit）+干盘管（Drycoil）系统。布局如下图所示：

FFU应用一般情况下，洁净室系统有：风管系统，FFU系统和轴流风机系统；相比风管系统的优点：⑴灵活性⑵可再利用性⑶负压通风⑷缩短建设周期⑸减少运行成本⑹节省空间。洁净等级在1000级（FS209E标准）或ISO6级以上的洁净室通常采用FFU布局，局部净化的环境或者洁净柜、洁净工作台等通常也是用FFU来实现。为什么要使用FFU系统？FFU本身的以下优点使得其迅速得到了应用：1、更换、安装、移动灵活简便FFU是自带动力，且是自成一体模块化，配套过滤器易于更换，故其不受区域的限制；在洁净厂房里，可根据需要，分区控制，依需更换、移动。2、负压通风这是FFU的独特特点。由于它本身能够提供静压，洁净室相对于外界是正压，这样，外部的颗粒就不会受到泄漏到洁净区里，使得密封变得很简单而且安全。3、缩短建设周期使用FFU省掉了风管的制作和安装，缩短建设周期。4、减少运行成本虽然在选用FFU时，初期投资要比使用风管通风高，但它在后期运行中，突出的表现出节能、免维护等特点。5、节约空间相比较其它系统，FFU系统占用送风静压箱内较少层高，且基本不占用洁净室内空间。FFU的分类1.按照机箱外形尺寸分类根据用以安装机组的吊顶龙骨中心线的距离，机箱模数尺寸主要分为：1200*600，代号为42;1200*900,代号为43;1200*1200，代号为44；600*600，代号为22；750*1500，代号为25；其它客户定制的非标尺寸（custom-size,用CS表示）。2.FFU按机箱材质不同分类按照机箱材质不同分类分为标准型涂层钢板（包括镀锌、镀铝锌、喷塑等），代号为G；不锈钢板，代号为S；铝板（铝合金板），代号为A；其他材质，代号为O。3.FFU按照电机方式分类按照电机方式分类，可分为交流电机和无刷直流电机。交流单相电机代号为A1；交流三相电机代号为A3；直流无刷电机代号为EC。4.FFU按照控制方式不同分类交流供电机组按照机组控制方式不同分为单工况机组，用S表示；多工况分档控制机组，用M表示；无级调控机组，包括调压或变频控制等此项可缺省。5.FFU按照机组静压不同分类按照机组静压不同分为标准静压型和高静压型。标准静压型代号为S；高静压型代号为H。标准静压型此项可缺省。6.FFU按照过滤器效率不同按照机组所带高效过滤器效率不同可分为高效过滤器，代号为H；超高效过滤器，代号为U；机组入口如带有粗效预过滤器代号为P，无预过滤器时可缺省。FFU的结构1.外观分体式：使过滤器的更换变得方便,减小了安装过程中的劳动强度。整体式：增加了FFU的密封性，有效防止了泄漏；有利于降低噪音；有利于减小振动。2.FFU箱体的基本构造

FFU主要由四部分组成：1）箱体其材质常用镀锌铝合金涂层钢板，铝合金，不锈钢三种。作用一是支撑风机及导风圈，二是支撑导流板；2）导流板气流的均衡装置，内置于箱体内部，风机下方的四周；3）风机有单项交流(AC/1Phase），直流（EC/1Phase），三项交流（AC/3Phase）三种；4）控制部件对于交流FFU，其常用五档调速器或无极调速器；直流系统的控制芯片嵌在电机内部，借助于专用控制软件、电脑、控制网关及网络线路实现远程控制。

3.主要构造1）箱体一般结构2）风机3）电机无刷电机结构上，无刷电机和有刷电机有相似之处，也有转子和定子，只不过和有刷电机的结构相反；有刷电机的转子是线圈绕组，和动力输出轴相连，定子是永磁磁钢；无刷电机的转子是永磁磁钢，连同外壳一起和输出轴相连，定子是绕组线圈，去掉了有刷电机用来交替变换电磁场的换向电刷，故称之为无刷电机。通常被使用在控制要求比较高，转速比较高的设备上，如航模，精密仪器仪表等对电机转速控制严格，转速达到很高的设备上。()马达故障现象：a.三相电缺相：可能供电网缺相b.轴承损坏：机械故障等c.过载：风扇被卡等d.三相不平衡：三个回路负载不平衡。4）过滤器预过滤器：过滤大颗粒尘粒，不织布，初效滤网，滤网框架；高效过滤器：HEPA/ULPA(高效/超高效)；例:H14,效率为99.999%@0.3um；化学滤网(ChemicalFilter)：除氨，硼，有机气体等，一般安装于进气口，同预过滤器安装方法。FFU的基本参数与选型制作设备一般规格如下：◆尺寸：天板尺寸配套；◆材质：环境需求，成本考量；◆表面风速：0.35~0.45m/s，耗电量差异较大；◆静压：克服风阻需求；◆滤网：依洁净等级需求；◆电机：电源特性，功率，轴承寿命；◆噪音：要符合洁净室对噪音要求。基本参数1、面风速一般介于0-0.6m/s之间，如是五档调速则是各档对应的风速大致是0.3-0.35-0.4-0.45-0.5m/s，无极调速则大致是0-0.6m/s。2、功耗交流系统一般在100-300瓦；直流系统在50-220瓦。直流系统较之交流功耗小30-50%。3、风速均匀度指FFU面风速的均匀度，高级别的洁净室对其要求尤其严格，否则极易引起扰流。优异的风机、过滤器及散流板设计、工艺水平决定该项参数的优劣，测试该项参数时，视FFU出风面的大小，均匀选取6-12个点测试面风速，其最大、最小值相比较平均值不得超过±20%。4、机外静压也称余压，该参数关系FFU的使用寿命，其与风机密切相关，一般要求在面风速0.45m/s时，机外静压不小于90Pa。5、总静压也称总压，即FFU在最大功率，风速为零时，其能提供的静压值，一般交流FFU的在300Pa左右，直流FFU的在500-800Pa，在一定风速下，一般可以这样计算：

总静压（TSP)=机外静压（ESP，FFU提供的克服外界管道、回风道阻力的静压）+过滤器压损（该风速下的过滤器阻力值）

。6、噪音一般噪音介于42-56dBA之间，使用时比较关注在面风速0.45m/s，机外静压在100Pa时的噪音，同等规格尺寸的FFU，直流的比交流的要小1-2分贝。7、振动速率：一般小于1.0mm/s。8、FFU的基本尺寸基本

模块

（

即

天花

龙骨

的

中

心线

距离

）F

F

U

箱体尺寸

（

mm

）

（

W

×

L

）过滤器尺寸（

mm

）

（

W

×

L)公制

（mm

）通常所说英

制

（

ft）12

00

×

12

0

04

×41

1

75

×

1

1

7

511

70

×11

7

090

0

×12003

×48

7

5

×117587

0

×117060

0

×12002

×45

7

5

×117557

0

×117060

0

×9002

×35

7

5

×87557

0

×87060

0

×6002

×25

7

5

×57557

0

×570备注：1、以上宽和长度尺寸国内外各个厂家已经通用，厚度上每个厂家有所不同。2、除以上基本尺寸外，非标的规格可以定制，但在交货期或者价格上不如采用标准规格合适。高效无隔板过滤器效率的选择各种效率的过滤器过滤器效率建议使用环境欧标

EN1

82

2美国I

E

ST标准C

R

AA标准草案IS

O14644FS

209

EH

1399.99@0.3

MPPS效率

≥99.95

%5

级或以下100

级或以下H

1499.999@0.3

MPPS效率

≥99.995

%5-6

级100

/

1000

级U

1599.9995@0.12

MPPS效率

≥99.9995

%4-5

级10

/

100

级U

1699.99995@0.12

MPPS效率

≥99.99995

%4

级10

级U

1799.999995@0.12

MPPS效率

≥99.999995

%1-3

级1

级备注：1、洁净室的级别同两个因素有关系：过滤器效率和换气次数（送风量）；采用高效率的过滤器而风量过低也无法达到相关级别。2、以上EN1822是目前欧洲通行标准，国内欧美厂家也在使用；3、以上CRAA系蔡杰博士主导下起草的中国制冷空调工业协会行业标准草案，目前正在推广之中。4、其中的FS209E标准为美国联邦标准，目前已经废止，但目前国内还在广泛使用。FFU风机的选择FFU风机有直流风机（EC）和交流风机（AC）可选择。1、AC风机的选择AC-FFU使用手动调速器控制，因其前期投入比较少；常用在200台FFU以下的洁净室。2、EC风机的选择EC-FFU适用于FFU数量庞大的洁净厂房中，利用电脑软件对每台FFU的运行状态和故障进行智能化控制，节约维护成本，每套软件可以控制多个主网关，每个网关可以控制7935台FFU。EC-FFU照比AC-FFU可以节能30%以上，对于数量庞大的FFU系统每年的能耗节省是非常可观的。同时EC-FFU还具有噪音低的特点。不同配置的FFU的能耗比较现依1175*1175规格FFU，选用交流、直流风机与效率H14的PTFE（厚度50mm）、玻璃纤维（厚度69mm）过滤器配置成四种不同的系统，在机外静压是90Pa的条件下，各系统能耗参数如下（根据现场状况的不同，相关技术参数会有些变化）：参数规格E

C

-

PTFEE

C

-Gl

a

s

sA

C

-

PTFEA

C

-Gl

a

s

s面风速(m/

s

)0.30

-

0.40

-

0.450.30

-

0.40

-

0.450.30

-

0.40-0.450.30

-

0.40

-

0.45风速调节方式电脑控制电脑控制五档调速五档调速功率(W)90

-

127

-

14918

-

171

-

195202

-

220

-

230236

-

253

-

264噪音

d

B(A)44.6

-

48.6

-

51.746.4

-

50.8

-

52.449.4

-

53.2-55.852.7

-

54

-

56过滤器压损(Pa)3

2-

45

-

4970

-

95

-

30

-

44

-

4868

-

90

-

107机外静压(Pa)90909090总静压(Pa)12

2-

135

-

139160

-

185

-

201120

-

134

-

138158

-

180

-

1971、直流系统运行比交流系统节能；2、对于同种风机的FFU系统，使用PTFE过滤器的FFU系统比使用玻璃纤维过滤器的FFU系统节能。依0.45m/s的面风速计算，直流系统FFU，使用玻纤比使用PTFE功率高46w，即能耗高30.8%。FFU的安装一、安装的条件、环境及安装人员的服饰要求1、安装时洁净室内必须已经密闭，新风空调送洁净风需3天左右，且室内保持清洁，无粉尘，所有龙骨已经安装并调平。2、安装人员须配备洁净衣、洁净手套以防止人为的污染FFU箱体及过滤器。3、建议每组安装人员数量为6人。二、FFU箱体与高效过滤器的安装由于高效过滤器使用超细玻璃纤维滤纸，滤料容易折断损坏而造成泄漏。故搬运，拆包装，安装过程中不得摔倒或碰撞过滤器，严禁作业人员手指或其他物体接触过滤器滤料。(参考)

FFU箱体与高效过滤器整体安装步骤：步骤1：先在平整，宽敞的场地上铺上塑料薄膜，然后将FFU箱体竖立在塑料薄膜上（没有CLIP的一面向下），并将FFU两侧的6个CLIP的固定螺丝拧松。如下图所示：

步骤2：将高效过滤器紧贴着FFU箱体放好。由于过滤器边框内的滤芯是非常脆弱、易损的。故安装只能握紧其边框，轻拿轻放，不能接触其内部的滤芯，坚决避免碰撞滤芯。安装过滤器时要注意方向，使其出风面朝外即使过滤器边框标识的箭头向外（箭头的方向就是过滤器的出风的方向）。如下图所示：

步骤3：然后将CLIP勾住高效过滤器的凹槽，并逐一安装固定，安装完毕，检查FFU箱体与过滤器结合是否均匀，紧密。如下图所示：

FFU箱体与高效过滤器整体与龙骨之间的安装步骤：步骤1：首先将FFU龙骨上的龙骨蝴蝶片取下。如下图所示：

步骤2：将FFU整体放在升降机上，并调节升降机位置，使升降机上FFU整体处于FFU龙骨中心位置；使用升降机慢慢将FFU整体升至FFU龙骨正上方。如下图所示：

步骤3：将蝴蝶片安装回FFU龙骨上，如下图所示：步骤4：使用升降机慢慢将FFU整体放至蝴蝶片上，如下图所示：步骤5：移走升降机，完成FFU箱体及高效过滤器的安装，如下图所示：

步骤6：安装完毕后，检查FFU整体与龙骨结合是否均匀，紧密。并进行接线。接线注意事项细节要求分强电和弱电两方面：1.强电方面FFU电气连接接口如下图：

每台FFU的强电连接按以下步骤：

在以上图中，红色，黄色，蓝色电源线分别为单相220V交流电源的火线，地线，零线。步骤1～3为输入电源，步骤4～6为输出电源，输出电源用于连接到下一台FFU，作为下一台FFU的输入电源。通过这样的串接，可以将数台FFU的电源连接在一起。每台FFU的最大电流为1.5A，建议每一串电源线串接10台FFU，最后，第一台FFU可以选用16A的插头和插座接入强电桥架。2.弱电方面FFU之间用网络线连接。网络线要求AMP六类或超六类屏蔽网线，水晶头为AMP屏蔽水晶头。如下图：在以上图中，红色，黄色，蓝色电源线分别为单相220V交流电源的火线，地线，零线。步骤1～3为输入电源，步骤4～6为输出电源，输出电源用于连接到下一台FFU，作为下一台FFU的输入电源。通过这样的串接，可以将数台FFU的电源连接在一起。每台FFU的最大电流为1.5A，建议每一串电源线串接10台FFU，最后，第一台FFU可以选用16A的插头和插座接入强电桥架。2.弱电方面FFU之间用网络线连接。网络线要求AMP六类或超六类屏蔽网线，水晶头为AMP屏蔽水晶头。如下图：

网络线的压制顺序由左到右为，桔白，桔，蓝白，蓝，绿白，绿，褐白，褐。如下图：

压制网线时请注意要将网线中的铝薄与水晶头的金属部分充分接触，以达到屏蔽效果。如下如图：

网线压制完毕后可以进行FFU的网络连接。在FFU的电气连接图中有两个网络接口，分别为NET1，NET2，都可以用于FFU的互相连接，不分输入和输出。将压制好的网线直接插入接口中即可。如下图。

单个FFU的编号为Gxxx－Fxx,其中“G”代表该FFU所属的组，“F”代表该FFU在所属组中的编号，如“G147－F31”代表该台FFU是第147组的第31台。FFU的连接以组为单位，每组的数量最大不超过31台（可以少于31台），网络线从该组的第一台通过两个NET接口逐个连接到最后一台。然后将第一台FFU通过一根较长的网络线连接到控制室的网关上，即可完成一个组的连接。整个项目中有若干个组，具体数量可以参考FFU的布置图。安装过程中的注意事项每个组必须是单独的一路网络线，组和组之间不能够混接，每组的最后一台FFU不能连接到其他组中。强电连接为了连接牢固，需要选用单芯1.5平方毫米的铜线，如下图：

电线插入连接端子后不能有裸露部分。安装电线和网线时不能使蛮力。强电线路和弱电线路在走线时需要尽量避免平行走线。以减少干扰。安装完毕后如下图：

以上为安装线路的一些细节要求和建议。安装FFU箱体与高效过滤器所需要的工具：塑料薄膜（保护FFU箱体用），升降机，十字螺丝刀，博士电动工具，梯子，网线钳，剥线钳，防护工具等。总结：轻拿轻放（过滤