浄化空調MAU+FFU+DCシステム
浄化空調MAU+FFU+DCシステムフレッシュエアユニット（Make-up Air Unit）＋ファンフィルターユニット（Fan Filter Unit）＋ドライコイル（Dryコイル）を組み合わせたシステムです。温度帯制御、フレキシブルなレイアウト、FFU負圧シールなどの特徴により、戻り空気供給の省エネルギー性が高く、熱湿度比が大きい（熱負荷が非常に大きく、放熱が小さい）、戻り空気量が多い、電子工場の大面積浄化などの特性に非常に適しており、広く使用されています。電子クリーン工場の設計に。実際の設計およびエンジニアリング導入プロセスにおいて、著者は多くのそのようなシステムに触れてきましたが、多くの同様のプロジェクトには現在設計エンジニアリングにおける明確な根拠が欠けており、多くのプロジェクトでさえ設計と仕様の間に矛盾があることがわかりました。したがって、いくつかの問題をさらに検討する必要があります。
----------------------------FFU 静圧ボックスの圧力の問題----------------------------
負圧形成の主な要因
FFUの上部静圧ボックスは部屋に対して負圧であり、負圧シールの役割を果たすことができます。これも FFU システムの利点として認識されています。もちろん、MAU+FFU+DC でも同様です。
ただし、一般的なエンジニアリング プロジェクトでは、特に MAU+FFU+DC システムの FFU の静圧ボックスでは、FFU の静圧ボックスも外部に対して負圧になります。戻り空気はドライコイルを通過するため、大きな風圧損失が発生します（データがある、または一般的に 30Pa ～ 50Pa であると考えられています。詳細はセクション 2 で分析します）。室内で一定の正圧値を確保した条件下では、販売中のファンフィルターユニットの静圧ボックス内は必ず外部に対して負圧となります。例: クリーン ルームが +10Pa (屋外の非クリーン エリアと比較して) であることが保証されている場合、戻り空気オリフィス プレートと戻り空気チャネルの風圧損失は 5Pa、風圧損失は 5Pa です。いくつかのコイルが 40Pa である場合、静圧ボックス内の圧力は -35Pa (屋外の非クリーン領域に対して) であることがわかります。
したがって、結論は得られますが、問題もあります。まず、静圧ボックス内が負圧になる主な原因は、ドライコイルの風圧損失です（還気ダクトやオリフィスプレートの抵抗損失は比較的小さい）。第 2 に、静圧ボックス内の負圧 (屋外の非クリーンエリアと比較して) は妥当かどうかです。
----------------------------静圧ボックス内の負圧に関するディスカッション----------------------------
FFU 上部の静圧ボックスは屋内エリアに対して負圧になっており、負圧シールの役割を果たすことができ、クリーンエリアの清浄度を確保するのに間違いなくプラスの役割を果たします。しかし、屋外の非清浄エリア (通常は技術的中間層) に対する負圧により、必然的に屋外の空気が静圧ボックスに直接漏れ、FFU フィルターの耐用年数に影響を及ぼし、間違いなく有害または好ましくありません。
この場合、実際には、ffu ファンを (屋外の非クリーン領域に対して) 負圧セクションに配置することと同じになります。
まず、第 6.4.1 条では、中効率（高効率）のエアフィルターを空調システムの正圧セクションに集中させるべきであると規定しています。その理由は、負圧部分が空気漏れしやすいためです（記事の説明を参照）。さらに、FFU には通常、高効率または超高効率フィルターが含まれています。第 2 に、MAU+FFU+DC システムの新鮮な空気は高効率フィルターでろ過され、静圧ボックス内のきれいな戻り空気と混合されます。これは、静圧ボックスがまだクリーンな領域、少なくとも準クリーンな領域であることを示しています。面積（これは計算によって知ることができます）。第 6.2.2 条では、異なるレベルのクリーンルーム間およびクリーンエリアと非クリーンエリア間の圧力差は 5Pa 以上、クリーンエリアと屋外間の圧力差は 10Pa 以上であることが求められています。
工学設計では、経済性（コストや運用など）、先進性（技術面）、省エネなど多面的に総合的に比較し、妥当かどうかを判断する必要があります。単一の側面から見ることはできません。設計工学設計における仕様のほとんどは、技術的手段を選択し、特定のパラメータを決定する際にこの原則に従います。したがって、FFU 静圧ボックスが屋外に対して一定の負圧を持つことは合理的であり (以下の具体的な計算分析を参照)、これは工学設計の指導的イデオロギーとも一致します。この負圧の値をどうやって決めるかが問題の鍵となります。
ffuフィルターファンユニット上部の静圧ボックスは外部に対して負圧になることはできず、10Pa以上の正圧を確保する必要があります。
クリーンルームが 15Pa (外部の非クリーンエリアに対して) であると仮定すると、逆に、静圧ボックスが 10Pa (外部に対して) であることを確認するには、還気ドライコイルの合計、戻り空気チャネル、およびグランドグリルの圧力損失は 5Pa 以下でなければなりません。還気チャネルとグランド グリルの損失を最初に考慮せず、ドライ コイルの抵抗損失のみを 5Pa として計算した場合 (計算方法はこの記事のセクション 2 に示します)、向かい風速度は約 0.34kg/(m2) となります。 s）。この風速に応じて、ドライコイルを再選択すると、同じモデルのドライコイルが少なくとも 13 個必要となり、これは元の設計の 3 倍以上になります。このような小さな圧力損失を確保するには、グランドグリル（戻り空気有効）面積と戻り空気チャンネル面積も大幅に増加する必要があります。
上記の例から、静圧ボックス内の正圧を仕様通りに維持すると、初期投資の大幅な増加、浄化面積の減少（還気ダクトの増加）が避けられず、MAUが大きくなってしまいます。 +FFU+DC システムはより高価であり、MAU+FFU+DC システムの普及と使用に役立たないため、これは非常に不合理です。
負圧部はエア漏れが発生しやすく、フィルターの寿命に影響を与えるためです。家庭用クリーンルーム空調システムの設計において、一次効率、中効率、高効率フィルタで構成されたシステムの寿命はわずか1～3年です。したがって、静圧に漏れる空気量が ffu のフィルタの寿命を通常の設計寿命の範囲内に収めるのであれば、この漏れ空気量は許容範囲内であると筆者は考えています。
ここでの圧力差値の設定は「仕様書」の規定に従う必要はありません。あるいは、さまざまなシステム形式に応じて、仕様を調整するか、より詳細かつ合理的な規定をここで作成する必要があります。また、上記の例では、DC の数を増やさずに、屋内の圧力設定値を増やすことで、hepa フィルター ffu 静圧ボックスが屋外の圧力に対して正であることを保証できることも説明する必要があります。たとえば、クリーン ルームが +45Pa (屋外の非クリーン エリアと比較して) であることが保証されている場合、戻り空気オリフィスと戻り空気ダクトの圧力損失は 5Pa、いくつかのコイルの圧力損失は 30Pa になります。の場合、静圧ボックス内の圧力は +10Pa (屋外の非清浄エリアとの相対値) であることがわかります。
----------------------------ただし、この方法には 3 つの問題があります----------------------------
まず、これにより外気の量が必然的に大幅に増加し、外気テーブルの冷却能力と供給エネルギーが増加します。明らかに、MAU+FFU+DC システムはその利点の 1 つを失いました。第二に、クリーンルーム内の過度の圧力差は、一般に 50Pa 未満に設定されるドアの開きにも影響を与えます。第三に、浄化エリア内に異なるレベルの複数の清浄エリアがある場合、上記に従って、非清浄エリアの圧力差に対する最低レベルは +45Pa に維持され、その他の高レベルエリアは維持される必要があります。仕様に従って 5Pa 増加する必要があります。これにより、1 番目と 2 番目の問題がより深刻になることは明らかです。
----------------------------合理性と経済的価値----------------------------
上記の考えに基づいて、さまざまな圧力における hepa ffu 静圧ボックスの理論的耐用年数を理論的に計算してみましょう。 FFU の寿命、つまり ffu クリーンルーム内の高効率フィルタの寿命は次の式で計算できます。
----------------------------その中には----------------------------
N1= M(1-S)(1-ηn)+NrS(1-ηr)(2)
どこ：M は大気中の粉塵濃度、mg/m3 です。 S は循環空気比です。 Nr は戻り空気の濃度であり、0 を超えません。0レベルのクリーン ルーム 100 の最高濃度では 01 mg/m3 ～ 0.01 mg/m3。000-。 ηn はフィルター前の外気ダクト上のフィルター重量効率です。 ηr は、フィルター前の戻り空気ダクト上のフィルター重量効率です。
システムが異なれば、ηn と ηr も異なり、N1 も異なります。 MAU+FFU+DC システム (代表的な形式を図 1 に示します) の場合、フィルター前の空気の粉塵濃度は 3 を含む必要があります。
部品：1 つは還気によってもたらされる部分、2 つ目は外気によってもたらされる部分、3 つ目は FFU 静圧ボックスが外気に対して負圧になっているため、外気が直接侵入する部分です。 。したがって、
----------------------------次のように表現できます----------------------------
N1= M(1-S)(1-ηn) NrS(1-ηr) MSl
S の定義によれば、S1 を漏れ率と呼ぶことができます。総空気量に対する漏れの割合。
MAU+FFU+DCシステムの外気通路には高効率フィルタが装備されているため、一般に高効率フィルタではη≈1と考えられるため、ηn= 1となり、次式が書けます。として: N1= NrS(1-ηr)+ MSl (4);
計算式はMAU+FFU+DCシステムのffuクリーンルーム静圧ボックス内の空気のダスト濃度の計算式です。
FFU静圧ボックスの空気漏れの計算方法には、一般的に換気頻度法とギャップ法の2つの計算方法があります。クリーンルーム維持構造の気密性と室内の異なる圧力差値を維持するために必要な正圧空気量の両方を考慮した浸透空気量の計算にはギャップ法が使用されるため、より正確です。そして信頼できる。第二に、FFU 静圧ボックスは一般に保証された幅の浄化カラー鋼板で作られており、そのギャップ長をより正確に計算できます。したがって、ギャップ法を使用して FFU 静圧ボックスの空気漏れを計算できます。
----------------------------FFU フィルタの耐用年数----------------------------
ffuファンフィルターユニット静圧ボックスのギャップ長の計算。ここでのギャップ長は、静圧ボックスの非クリーン領域に直接接触する部分のみを計算でき、クリーンルームに直接接触する部分は含まれないことに注意してください。図2に示すように、静圧ボックス天板には幅1.150m、長さ3mのカラー鋼板を使用しています。天板には縦継ぎが6.2mで12本、横継ぎが32.6mで7本あります。静圧ボックス上面接合部の長さは302.6mです。静圧ボックスの高さは2m、同じ幅1.15mのカラー鋼板を使用し、接続部の長さは204mです。静圧箱接続部の全長は506.6mです。
一般的なクリーンルームで使用されるカラー鋼板の幅は1.15mです。強度の影響により、各プレートの長さは通常 4m を超えません。したがって、本例の計算結果は普遍的なものであり、参考となるデータである。
価格ffu静圧ボックスのエア漏れの計算。ジョイントは表 2 とセクション①から得られます。
----------------------------室内設備の配置図----------------------------
FFU フィルターの寿命の計算:外気（外気）の重量濃度は一般にM{0}.3mg/m3、Nrは0.005mg/m3とされています。
結果分析:計算結果より、ファンフィルターユニットメーカー静圧ボックスの負圧値が20Pa以上の場合、FFUフィルターの寿命は2年未満となることが分かります。したがって、静圧ボックスの負圧値は、FFU の寿命だけで考えれば 20Pa 以下の範囲で管理するのが最適であると考えます。負圧値がこの範囲にある場合、理論的にはFFU寿命が正常値に達すると考えられます。
----------------------------ドライコイルの選択----------------------------
乾燥コイルが FFU 静圧ボックスの負圧 (屋外の非清浄領域と比較して) を引き起こす主な要因であり、負圧の値が FFU フィルターの寿命と乾燥コイル領域のサイズを決定することがわかっています。以上の解析により、FFU静圧ボックスの負圧値は20Pa以下の範囲に制御する必要があることが分かりました。このとき、FFUフィルターの耐用年数を確保しつつ、ドライコイル面積が最小（つまり投資額が最小）になります。
空気流抵抗は、表面空気加熱器の種類、構造、空気質量流量などの要因に関連しており、その経験式は通常、実験によって決定されます。
----------------------------ドライコイルの選択----------------------------
乾燥コイルが FFU 静圧ボックスの負圧 (屋外の非清浄領域と比較して) を引き起こす主な要因であり、負圧の値が FFU フィルターの寿命と乾燥コイル領域のサイズを決定することがわかっています。以上の解析により、FFU静圧ボックスの負圧値は20Pa以下の範囲に制御する必要があることが分かりました。このとき、FFUフィルターの耐用年数を確保しつつ、ドライコイル面積が最小（つまり投資額が最小）になります。
空気流抵抗は、表面空気加熱器の種類、構造、空気質量流量などの要因に関連しており、その経験式は通常、実験によって決定されます。
ここで、 C、y は表面空気ヒーターの構造に関する実験データです。 vρ はチューブの外側の空気質量流量 kg/(m2.s) です。 vρ=G/f; G は空気質量流量 kg/s です。 Fは表面空気ヒーターの有効換気面積、m2です。
クリーンルームが10Pa（屋外の非クリーンエリアに対して）の場合、FFU静圧ボックスの負圧値は20Pa以下に制御され、ドライコイルの空気抵抗損失はより小さくなるはずです30Pa以上。
式(6)から逆算すると、ドライコイルの最大許容流量は0.97kg/(m2.s)となります。ドライ コイルの選択を計算するための例としてこの流量 1.2 を引き続き使用すると、同じモデルのドライ コイルは 6 つだけ必要になります (つまり、元のコイルより 2 つだけ多くなります)。投資増加という観点からすれば、1.2の計算結果よりもはるかに少ないので妥当である。 FFU フィルターの通常の耐用年数を確保することを前提として、ドライコイルの風速を 0.97 kg/(m2.s) 程度に制御するのが経済的で合理的です。
したがって、次のことに注意してください。空調プロジェクトの設計では、空気の質量流量は通常 6 ～ 10kg/(m2.s) であると一般的に考えられています。上記の解析と計算により、この値は MAU+FFU+DC システムのドライコイルの選定計算には使用できません。
----------------------------結論----------------------------
MAU+FFU+DC システムでは、HEPA ファン フィルター ユニットの静圧ボックス内の負圧 (非クリーン エリアの雰囲気に対する) の主な理由は、ドライ コイルの風圧損失です。設計プロセスにおいて、FFU 静圧ボックスの相対圧力値を合理的に決定することは、FFU フィルターの寿命とシステム コストに影響を与えます。
計算と分析を通じて、本論文はFFU HEPAフィルターH14静圧ボックスの負圧値を20Pa以下の範囲内に制御し、通常の耐用年数を確保しながらDCの数を最大限に節約できます。 FFU を参照し、エンジニアリング設計のリファレンスとして使用できます。
クリーンルームファンフィルターユニットの静圧ボックス内の負圧が仕様と矛盾する場合は、理論計算・解析により、調整やより詳細かつ合理的な規定を設けております。
工学設計の過程でドライコイルを選択する際、ドライコイルの耐風性を無視してはなりません。
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