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發(fā)布時間:2025-06-12 11:58:54 人氣:2449
FFU(Fan Filter Unit)風(fēng)機(jī)過濾單元是凈化車間的核心設(shè)備,通過 **“風(fēng)機(jī) + 高效過濾器”的一體化設(shè)計,實現(xiàn)局部或全區(qū)域的空氣凈化 **。以下是其工作原理、關(guān)鍵作用及應(yīng)用場景:
風(fēng)機(jī):通常采用后傾離心風(fēng)機(jī)或無刷直流風(fēng)機(jī)(EC 風(fēng)機(jī)),提供穩(wěn)定風(fēng)壓(100-500Pa)。
過濾器:頂部集成高效(HEPA)或超高效(ULPA)過濾器,過濾效率≥99.97%@0.3μm(HEPA)或≥99.9995%@0.12μm(ULPA)。
外殼:采用鍍鋅鋼板或鋁合金材質(zhì),表面靜電噴涂(防腐),厚度 0.8-1.2mm。
空氣從底部吸入,經(jīng)初效預(yù)過濾(如 G4 級)去除大顆?;覊m。
風(fēng)機(jī)將空氣加壓后,通過高效過濾器攔截≥0.3μm 的微塵和細(xì)菌。
凈化后的空氣以均勻風(fēng)速(通常 0.3-0.5m/s)送至工作區(qū)域,形成垂直或水平單向流。
顆粒物控制:
可將百級潔凈區(qū)(ISO 5 級)的≥0.5μm 粒子數(shù)控制在3,520 個 /m3 以下(優(yōu)于國標(biāo)要求)。
對病毒載體(如新冠病毒氣溶膠,直徑約 0.1-1μm)的過濾效率>99.9%。
微生物去除:
高效過濾器可攔截細(xì)菌芽孢(如枯草芽孢桿菌,直徑約 1μm),配合UV 紫外燈(可選配),滅菌率≥99%。
模塊化設(shè)計:
標(biāo)準(zhǔn)尺寸為1175×575mm或1200×1200mm,可根據(jù)車間布局陣列式拼接(如滿布率 30%-80%)。
適用于改造項目(如舊廠房升級為萬級潔凈車間),無需大規(guī)模土建。
分區(qū)控制:
通過變頻調(diào)速(如 0-10V 信號調(diào)節(jié)),不同區(qū)域可設(shè)置不同風(fēng)速(如光刻區(qū) 0.45m/s,緩沖區(qū) 0.3m/s)。
EC 風(fēng)機(jī)優(yōu)勢:
相比傳統(tǒng) AC 風(fēng)機(jī),能耗降低30%-50%(如單臺 1200×1200mm 的 FFU 功率僅 200-300W)。
支持智能群控,根據(jù)實時粒子濃度自動調(diào)節(jié)風(fēng)速(如無人時段降速運(yùn)行)。
維護(hù)簡便:
過濾器更換周期約1-2 年(視環(huán)境而定),采用快拆式結(jié)構(gòu),單人 10 分鐘內(nèi)可完成更換。
消除死角:
垂直單向流 FFU 可形成活塞流,將污染物快速帶至地面回風(fēng)口(如百級區(qū)換氣次數(shù)≥50 次 /h)。
水平單向流適用于狹長區(qū)域(如流水線),風(fēng)速均勻度≤±15%。
壓差平衡:
通過調(diào)整不同區(qū)域 FFU 的數(shù)量或風(fēng)速,維持5-10Pa 的壓差梯度(如潔凈區(qū)→非潔凈區(qū))。
百級潔凈區(qū):
芯片制造(如光刻、刻蝕工序):FFU 滿布率≥60%,配合高架地板(回風(fēng)),形成垂直單向流。
攝像頭模組組裝:局部百級層流罩(FFU + 亞克力圍簾),風(fēng)速 0.4±0.05m/s,防止微塵污染鏡頭。
節(jié)能策略:
采用DC 無刷電機(jī) FFU,搭配PLC 智能控制系統(tǒng),根據(jù)生產(chǎn)時段自動啟停(如夜班降速 50%)。
無菌灌裝線:
灌裝區(qū)上方設(shè)置FFU + 層流罩,確保 A 級潔凈環(huán)境(動態(tài)粒子數(shù)≤3,520 個 /m3)。
層流罩邊緣設(shè)負(fù)壓回風(fēng)槽,防止外部氣流卷入。
生物安全實驗室:
PCR 實驗室的擴(kuò)增區(qū)采用獨(dú)立 FFU 系統(tǒng),與其他區(qū)域物理隔離,避免氣溶膠污染。
烘焙食品冷卻:
冷卻隧道頂部安裝FFU 陣列,風(fēng)速 0.3-0.4m/s,將沉降菌控制在≤5cfu / 皿(優(yōu)于國標(biāo) 10cfu / 皿)。
酸奶灌裝:
灌裝間采用FFU + 活性炭過濾器,去除空氣中的異味和霉菌孢子,濕度控制在 40%-60% RH(防霉)。
精密儀器室:
電子顯微鏡室配置FFU + 初效過濾風(fēng)口,防止灰塵沉積在鏡頭上,溫濕度控制在 20±1℃,50±5% RH。
動物房:
SPF 級實驗鼠飼養(yǎng)區(qū)采用FFU + 高效過濾器,新風(fēng)經(jīng)過三級過濾(初效→中效→高效),氨濃度≤14mg/m3。
潔凈度等級:
百級區(qū)(ISO 5 級):建議 FFU 滿布率≥60%,配合高架地板。
萬級區(qū)(ISO 7 級):滿布率 30%-40%,采用亂流混合送風(fēng)。
風(fēng)速與風(fēng)量:
計算公式:風(fēng)量(m3/h)= 面積(㎡)× 凈高(m)× 換氣次數(shù)。
例如:100㎡萬級車間(凈高 3m),換氣次數(shù) 20 次 /h,則總風(fēng)量 = 100×3×20=6,000m3/h,需配置 12 臺 1200×600mm 的 FFU(單臺風(fēng)量 500m3/h)。
吊頂結(jié)構(gòu):
采用T 型龍骨吊頂(承重≥150kg/㎡),F(xiàn)FU 通過吊鉤或螺栓固定,與吊頂板無縫銜接。
檢修口尺寸≥600×600mm,便于過濾器更換。
電氣連接:
每臺 FFU 獨(dú)立電源插頭(如 IEC320-C14),或采用母線槽供電(減少布線)。
配置漏電保護(hù)開關(guān),接地電阻≤1Ω。
過濾器更換:
初效過濾器(G4):每 3 個月清洗或更換。
高效過濾器(H13):當(dāng)阻力超過初始值的 1.5 倍時更換(通常 1-2 年)。
性能監(jiān)測:
安裝壓差表(量程 0-500Pa),實時監(jiān)測過濾器阻力。
定期用粒子計數(shù)器檢測潔凈度(如每月 1 次)。
配置:
3000㎡光刻區(qū),采用1200×1200mm FFU滿布(約 2,000 臺),配合MAU 新風(fēng)機(jī)組(三級過濾)。
風(fēng)速 0.45m/s,潔凈度穩(wěn)定在 ISO 4 級(優(yōu)于百級)。
成效:
微塵污染導(dǎo)致的芯片良率提升至98%(改造前 95%)。
采用 EC 風(fēng)機(jī)后,年電費(fèi)節(jié)省120 萬元(相比 AC 風(fēng)機(jī))。
改造方案:
將原有集中式系統(tǒng)升級為FFU 層流罩(灌裝區(qū))+亂流混合送風(fēng)(緩沖區(qū))。
新增PLC 智能控制,根據(jù)生產(chǎn)計劃自動調(diào)節(jié) FFU 風(fēng)速(如非生產(chǎn)時段降速 50%)。
沉降菌檢測從原來的8-10cfu / 皿降至**≤1cfu / 皿**。
運(yùn)行能耗降低40%,過濾器更換周期延長 1 倍(從 8 個月到 16 個月)。
FFU 的核心優(yōu)勢在于 **“高效凈化 + 靈活控制”**,尤其適用于:
對潔凈度要求極高的場景(如芯片、無菌藥品)。
需頻繁調(diào)整布局的實驗室或研發(fā)中心。
節(jié)能需求強(qiáng)烈的項目(如 24 小時運(yùn)行的車間)。
選型時需結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如 GB 50073、ISO 14644)和工藝特殊性,通過合理配置滿布率、選擇 EC 風(fēng)機(jī)和智能控制系統(tǒng),實現(xiàn)性能與成本的最優(yōu)平衡。
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