某半导体洁净厂房空调系统的设计——以上海某半导体研发厂房改扩建项目为例.docxVIP

?某半导体洁净厂房空调系统的设计——以上海某半导体研发厂房改扩建项目为例

上海电子工程设计研究院有限公司?上海市?200083?

摘要：针对某半导体洁净厂房项目洁净空调系统中的冷热源和末端新风空调机组MAU+风机过滤单元FFU+干盘管DCC及控制原理进行逐项分析、，阐述此类型净化空调系统的计算设计方法及相关注意事项。

关键词：半导体洁净厂房；净化空调系统；MAU+FFU+DCC；自控系统。

0引言

随着我国半导体行业的蓬勃发展，近几年半导体厂房的建设项目在逐步增多。半导体产品对于对于生产区域的温湿度、洁净度的要求高，半导体厂房的净化空调系统设计对于半导体的生产也显得尤为重要。

1工程概况

本项目为上海某半导体研发厂房改扩建项目，建筑面积：10774.74平方米，建筑高度为17.1m，火灾危险性分类为丙类，生产洁净区域为单层屋顶均为轻钢结构，东西局部三层混凝土结构，新增动力房位于南侧区域为二层混凝土结构。

工艺试验环境区、整机集成区带Track、测试区及物流主通道、整机集成区和Sub+FAB灰区都为单层洁净区域，轻钢结构。物料加工区/缓冲区、男、女更位于为东西局部三层的一层。

2洁净车间室内设计参数

区域名称

洁净等级

温度/℃

湿度/%

正压值

工艺试验环境区

百级

23±1

45±5

+25Pa

整机集成区带Track

百级

23±1

45±5

+25Pa

测试区及物流主通道

千级

23±1

45±5

+20Pa

整机集成区

千级

23±1

45±5

+25Pa

物料加工区/缓冲区

千级

23±1

45±5

+20Pa/+15Pa

Sub+FAB灰区

万级

25±3

30~55

+15Pa

男、女更

万级

24±3

50±10

+10Pa

二、三层操作间

三十万级

24±2

--

+10Pa

3净化空调系统计算

电子半导体洁净厂房具有室内工艺设备发热量大、室内显冷负荷大、湿负荷小的特点，热湿比接近无穷大。根据房间温湿度及精度、洁净度要求，采用温湿度独立控制系统，百级、千级洁净空调系统采用新风空调机组MAU+风机过滤单元FFU+干盘管DCC系统。万级空调系统常规有新风空调机组MAU+风机过滤单元FFU+干盘管DCC系统和新风空调机组MAU+组合式空调机组AHU+高效送风口HEPA系统，考虑空调机房面积及气流组织、洁净度扩展性及均匀稳定性等，万级房间采用MAU+FFU+DCC。

二、三层操作间三十万级采用新风空调机组MAU+吊挂空调机组RCU。

空调水温的选择

根据房间23℃、相对湿度45%查出其露点温度为10.4℃，选用冷水机组供水温度为6℃，回水温度为12℃，干盘管中温水供水温度大于其露点温度2℃左右，供水温度选为13℃，回水温度为18℃。注意事项：送风露点温度低，冷冻水供水温度也过低及干盘管中温水的供回水温度。

3.1万级Sub+FAB灰区净化空调系统的计算

以万级Sub+FAB灰区为例，阐述其净化空调系统的计算及设计。

整机集成区房间及整机集成区带Track房间的水电气及排风需求设备及接口都位于Sub+FAB灰区房间，通过高架地板二次配内部接至整机集成区及整机集成区带Track。所以Sub+FAB灰区房间工艺排风量大，且工艺设备总功率大。总排风量为55325m3/h，工艺设备总安装功率为N=3000kW，工艺设备同时使用系数n1取1.0，安装系数n2取0.7，负荷系数n3取0.85，排风带走热量系数n4取0.5，工艺冷却水总流量为3756L/min,工艺冷却水带走的热量按照2度温差计算，区域总冷却水带走的热量为Q2=524kW，此房间工艺设备总散热量为Q=Nn1n2n3n3n4-Q2=368.5kW。

房间面积为595m2,吊顶高度4m，满足洁净所需送风量换气次数取25次/h，根据换气次数的送风量至少为595x4x25=59500m3/h。室内总冷负荷=建筑围护结构负荷+工艺设备总散热量+灯具负荷+人员负荷+FFU散热负荷，房间面积为595m2,吊顶高度4m，洁净区域都用洁净板包着，围护结构负荷取50W/平，微电子产品及集成电路照度为500Lux,灯具负荷取15W/平，FFU散热负荷取40W/个，夏季室内总冷负荷为414.8kW，此房间干盘管的最大送风温差7℃，根据室内负荷计算其送风量为414.8×3600/1.01/1.2/7=176011m3/h。注意事项：干盘管的送风温差的选择。干盘管中温水的供水温度为13℃，而冷盘管的送风温度高于其5℃左右，所以此房间的最大送风温差为25-（13+5）=7℃。假如干盘管换成循环空调机组RCU,这送风温差为25-13.1=11.9℃，注意两者的区别，送风温差不一样，其消除室内负荷的送风温度不一样。

洁净室内的新风量为室内排风量和维持室内正