? ??MAU+FFU+DC?系統(tǒng)即是組合式新風(fēng)機(jī)組（Make-up Air Unit）+?風(fēng)機(jī)過(guò)濾器單元（Fan FilterUnit）+?干盤(pán)管（Dry coil）系統(tǒng)。最常見(jiàn)的形式如圖1?所示。

圖1 MAU+FFU+DC系統(tǒng)圖

? ? 由于其具有溫度分區(qū)域控制、布局靈活、FFU負(fù)壓密封、節(jié)約回風(fēng)輸送能等特點(diǎn)，十分適合電子廠(chǎng)房熱濕比大（熱負(fù)荷極大、而散熱量?。?、回風(fēng)量大、大面積凈化的特點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用在電子潔凈廠(chǎng)房設(shè)計(jì)中。在實(shí)際設(shè)計(jì)、工程安裝過(guò)程中，筆者接觸這類(lèi)系統(tǒng)也不少，發(fā)現(xiàn)目前很多類(lèi)似項(xiàng)目在設(shè)計(jì)工程中缺乏明確的依據(jù)、數(shù)據(jù)作為參考（規(guī)范沒(méi)有詳細(xì)的規(guī)定及要求），甚至很多項(xiàng)目存在設(shè)計(jì)與規(guī)范有抵觸的現(xiàn)象。因此，有必要對(duì)一些問(wèn)題做進(jìn)一步探討。

1 FFU靜壓箱內(nèi)壓力問(wèn)題

1.1?負(fù)壓形成的主要因素

FFU上部靜壓箱相對(duì)于室內(nèi)為負(fù)壓，可起到負(fù)壓密封的作用。這也是FFU?系統(tǒng)的一個(gè)公認(rèn)的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然在MAU+FFU+DC?亦是如此。

但是，一般工程項(xiàng)目中FFU靜壓箱相對(duì)于室外亦是負(fù)壓（ 為此筆者曾做過(guò)測(cè)試）。特別是MAU+FFU+DC系統(tǒng)中FFU靜壓箱內(nèi)，由于回風(fēng)經(jīng)過(guò)干盤(pán)管，存在較大風(fēng)壓損失（有資料或者普遍認(rèn)為30 Pa ~50 Pa，第2節(jié)將做具體分析）；在保證室內(nèi)一定正壓值的情況下（如按照規(guī)范潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)不小于10 Pa）勢(shì)必造成FFU?靜壓箱內(nèi)相對(duì)于室外成負(fù)壓。例如：若潔凈室內(nèi)保證+10 Pa（相對(duì)室外非潔凈區(qū)），回風(fēng)孔板和回風(fēng)夾道風(fēng)壓損失5 Pa，若干盤(pán)管風(fēng)壓損失為40 Pa，則可知靜壓箱內(nèi)壓力為-?35 Pa（相對(duì)室外非潔凈區(qū)）。

因此，我們可得到一個(gè)結(jié)論，同時(shí)也有一個(gè)問(wèn)題。第一，造成靜壓箱內(nèi)負(fù)壓的主要原因是干盤(pán)管的風(fēng)壓損失（回風(fēng)夾道和孔板阻力損失相對(duì)小得多）。第二，靜壓箱內(nèi)（相對(duì)室外非潔凈區(qū)）負(fù)壓是否合理？

1.2?對(duì)靜壓箱內(nèi)負(fù)壓的討論

FFU上部靜壓箱相對(duì)于室內(nèi)為負(fù)壓，可起到負(fù)壓密封的作用，這對(duì)保證潔凈區(qū)內(nèi)的潔凈度無(wú)疑是起積極作用的。但是相對(duì)于室外非潔凈區(qū)（一般是技術(shù)夾層）為負(fù)壓，必然導(dǎo)致室外空氣直接泄漏到靜壓箱內(nèi)，影響FFU過(guò)濾器使用壽命，這無(wú)疑是有害的或者叫做不利因素。

這種情況，其實(shí)就相當(dāng)于將FFU?置于負(fù)壓段（相對(duì)室外非潔凈區(qū)）。這與GB 50073-2001《潔凈廠(chǎng)房設(shè)計(jì)規(guī)范》條款有所沖突。

其一，第6.4.1?條規(guī)定中效（高中效）空氣過(guò)濾器宜集中設(shè)置在空調(diào)系統(tǒng)的正壓段，其原因是因?yàn)榭紤]到負(fù)壓段易漏氣（見(jiàn)條文說(shuō)明）；何況FFU內(nèi)一般都是高效或者超高效過(guò)濾器。其二，MAU+FFU+DC?系統(tǒng)新風(fēng)，都是經(jīng)過(guò)高效過(guò)濾器過(guò)濾后與潔凈回風(fēng)在靜壓箱內(nèi)混合，說(shuō)明靜壓箱內(nèi)仍然是潔凈區(qū)，至少是準(zhǔn)潔凈區(qū)（這個(gè)可以通過(guò)計(jì)算可知）。第6.2.2要求，不同等級(jí)的潔凈室以及潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的壓差，應(yīng)不小于5 Pa，潔凈區(qū)與室外的壓差，應(yīng)不小于10 Pa。

在工程設(shè)計(jì)中，必須從經(jīng)濟(jì)性（包括造價(jià)與運(yùn)行）、先進(jìn)性（技術(shù)方面）、節(jié)能等多方面加以綜合比較，才能得出合理與否。不能單純從某一方面去看，大多數(shù)設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)中規(guī)范在選擇技術(shù)手段、確定某個(gè)參數(shù)的時(shí)候都是遵循這個(gè)原則的，因此，F(xiàn)FU靜壓箱內(nèi)相對(duì)于室外成一定的負(fù)壓具有合理的（見(jiàn)下面具體的計(jì)算分析），這也與工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想是一致的。問(wèn)題關(guān)鍵是如何確定這個(gè)負(fù)壓值？我們暫且稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)值，這個(gè)值的合理性、經(jīng)濟(jì)性才是我們最關(guān)心的。

下面先舉一個(gè)具體的例子。某項(xiàng)目采用MAU+FFU+DC系統(tǒng)，其中一個(gè)房間的參數(shù)如表1所列，房間空調(diào)設(shè)備布局如圖2所示。

很明顯如果遵照規(guī)范，F(xiàn)FU上部靜壓箱相對(duì)于室外不能為負(fù)壓，而且還應(yīng)該保證應(yīng)不小于10 Pa的正壓。

假定潔凈室內(nèi)為15 P a?（相對(duì)室外非潔凈區(qū)），反推一下，要保證靜壓箱內(nèi)為10 Pa（相對(duì)室外），則回風(fēng)干盤(pán)管、回風(fēng)夾道、地格柵風(fēng)壓損失之和必須小于等于5 Pa。若先不考慮回風(fēng)夾道及地格柵損失，僅以干盤(pán)管阻力損失為5 Pa計(jì)算（計(jì)算方法見(jiàn)本文第2節(jié)），得出迎面風(fēng)速約為0 . 3 4kg/(m2.s)，按此風(fēng)速，從新選擇干盤(pán)管，則至少需要13臺(tái)相同型號(hào)的干盤(pán)管,是原設(shè)計(jì)的3倍多。而要保證如此小的壓力損失，地格柵（回風(fēng)有效）面積、回風(fēng)夾道面積也必然大大增加。

從上例看出，如果依照規(guī)范保持靜壓箱內(nèi)正壓，這種情況必然會(huì)造成初投資極大增加，凈化面積減少（回風(fēng)夾道增加），使得MAU+FFU+DC系統(tǒng)造價(jià)更加昂貴，也不利于MAU+FFU+DC系統(tǒng)的推廣使用，因此這是十分不合理的。

規(guī)范第6.4.1?條規(guī)定條文說(shuō)明，因?yàn)榭紤]到負(fù)壓段易漏氣，影響過(guò)濾器使用壽命。一般國(guó)內(nèi)潔凈室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，以初、中、高效過(guò)濾器配置的系統(tǒng)，使用壽命也僅在1~3?年。因此，如果所漏入靜壓內(nèi)風(fēng)量，使FFU過(guò)濾器使用壽命能在正常設(shè)計(jì)壽命范圍內(nèi)，筆者認(rèn)為這個(gè)泄漏風(fēng)量就是可以接受的。在1.3節(jié)將具體做詳細(xì)計(jì)算分析。

既然如此，筆者認(rèn)為，此處壓差值的設(shè)定可不執(zhí)行《規(guī)范》規(guī)定；或者說(shuō)規(guī)范應(yīng)根據(jù)不同系統(tǒng)形式，在此做出調(diào)整或更為詳細(xì)合理的規(guī)定。

這里還必須說(shuō)明，上述例子，在不增加DC?數(shù)量的情況下，通過(guò)提高室內(nèi)的壓力設(shè)定值，依然可以保證FFU靜壓箱內(nèi)相對(duì)室外為正壓值。例如，若潔凈室內(nèi)保證+45 Pa（相對(duì)室外非潔凈區(qū)），回風(fēng)孔板和回風(fēng)夾道風(fēng)壓損失5 Pa，若干盤(pán)管風(fēng)壓損失為30 Pa，則可知靜壓箱內(nèi)壓力為+10 Pa（相對(duì)室外非潔凈區(qū)）。

但是，這樣一來(lái)有3?個(gè)問(wèn)題：第一，這樣必然使得新風(fēng)量大大增加，新風(fēng)表冷量和輸送能都要增加。顯然MAU+FFU+DC?系統(tǒng)失去了其優(yōu)點(diǎn)之一。第二，潔凈室壓差過(guò)大也影響到門(mén)的開(kāi)啟，一般設(shè)置為小于50 Pa。第三，若一個(gè)凈化區(qū)域存在幾個(gè)不同等級(jí)潔凈區(qū)，按照上述，最低級(jí)別相對(duì)非潔凈區(qū)壓差就應(yīng)該保持在+45 Pa，則其它高級(jí)別區(qū)域則應(yīng)該按照規(guī)范以5 Pa的梯度往上遞增。顯然這使得第一、二條的問(wèn)題更加嚴(yán)重。

因此，筆者在以下計(jì)算分析中，暫未從提高潔凈室相對(duì)壓差考慮干盤(pán)管風(fēng)阻的設(shè)置問(wèn)題。實(shí)際工程中也沒(méi)有遇見(jiàn)這種做法，但是，這可以作為一個(gè)保留手段，值得廣大設(shè)計(jì)人員去思考。

1.3?合理性、經(jīng)濟(jì)性值

根據(jù)上面的思想，下面我們從理論上試計(jì)算FFU?靜壓箱在不同壓力時(shí)FFU?的理論使用壽命。

FFU使用壽命，即是FFU內(nèi)高效過(guò)濾器使用壽命，可以采用如下公式計(jì)算：

式中：T?為過(guò)濾器使用壽命，d；P為過(guò)濾器容塵，量g；N1為過(guò)濾器前空氣的含塵濃度，mg/m3；Q為過(guò)濾器的風(fēng)量，m3/h；t?為過(guò)濾器一天的工作時(shí)間，h?；η為計(jì)算過(guò)濾器的計(jì)重效率。其中：

N1=?M(1-S)(1-?ηn)+NrS(1-?ηr)?（2）

式中：M?為大氣含塵濃度，mg/m3；S為循環(huán)風(fēng)比例；Nr為回風(fēng)濃度，對(duì)于濃度最高的10?萬(wàn)級(jí)潔凈室，也不會(huì)超過(guò)0.001 mg/m3~0.01 mg/m3；ηn為過(guò)濾器前的新風(fēng)通路上的過(guò)濾器計(jì)重效率；ηr為過(guò)濾器前的回風(fēng)通路上的過(guò)濾器計(jì)重效率。

對(duì)于不同的系統(tǒng)，ηn和ηr是不同的N1也不同。對(duì)于MAU+FFU+DC系統(tǒng)而言（典型形式如圖1所示），過(guò)濾器前空氣的含塵濃度應(yīng)包括3?個(gè)部分：一是由回風(fēng)帶入部分，二是由新風(fēng)帶入部分，三是由于?FFU?靜壓箱相對(duì)于室外為負(fù)壓，外界空氣直接漏入部分。因此，可以表達(dá)為：

N1=?M（1-S）（1-?ηn）+NrS(1-?ηr)+?MSl?（3）

根據(jù)S?的定義，我們可以把Sl叫做漏風(fēng)比例；漏風(fēng)占總風(fēng)量的比值。

由于MAU+FFU+DC系統(tǒng)新風(fēng)通路上裝有高效過(guò)濾器，一般對(duì)于高效過(guò)濾器可認(rèn)為η≈?1，因此ηn?= 1?，式（3）可以寫(xiě)成：

N1=?NrS（1-?ηr）+?MSl?（4）

（4）式即MAU+FFU+DC?系統(tǒng)，F(xiàn)FU?靜壓箱內(nèi)空氣的含塵濃度計(jì)算式。

FFU靜壓箱漏風(fēng)量的計(jì)算，一般有換氣次數(shù)法和縫隙法兩種計(jì)算方法[4]。采用縫隙法計(jì)算滲透風(fēng)量，既考慮了潔凈室維護(hù)結(jié)構(gòu)的氣密性，又考慮了室內(nèi)維持不同壓差值所需要的正壓風(fēng)量，因而比較準(zhǔn)確可靠。其次，F(xiàn)FU靜壓箱一般都是由保準(zhǔn)寬度凈化彩鋼板構(gòu)成，其縫隙長(zhǎng)度可以比較準(zhǔn)確的計(jì)算出。因此，可以采用縫隙法計(jì)算FFU靜壓箱漏風(fēng)量。

對(duì)于不同壓差及不同材料縫隙的漏風(fēng)量[4]給出了實(shí)驗(yàn)值，可按照表2選取。

下面仍然以圖2所示房間為例，計(jì)算FFU靜壓箱不同負(fù)壓值情況下，F(xiàn)FU?過(guò)濾器使用壽命。

①?FFU?靜壓箱縫隙長(zhǎng)度的計(jì)算。注意，這里縫隙長(zhǎng)度只能計(jì)算靜壓箱與非潔凈區(qū)直接接觸的部分，不包括與潔凈室直接接觸部分。如圖2，其靜壓箱頂板采用彩鋼板為：寬1.150 m，長(zhǎng)度為3 m。頂板豎向接縫為12?條，每條長(zhǎng)度6.2 m，橫向接縫7?條，每條長(zhǎng)度為32.6 m，則靜壓箱頂面接縫長(zhǎng)度為302.6 m。靜壓箱高度為2 m，同樣采用1.15 m?寬彩鋼板，其接縫長(zhǎng)度為204 m。靜壓箱接縫總長(zhǎng)506.6 m。

一般潔凈室所采用彩鋼板寬度均為1.15 m，受強(qiáng)度影響，每塊板子一般也不超過(guò)4 m，因此本例計(jì)算結(jié)果具有普遍性，其數(shù)據(jù)可作為參考。

②?FFU靜壓箱漏風(fēng)量的計(jì)算。由表2及①節(jié)所得出接縫長(zhǎng)度，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

③?FFU?過(guò)濾器使用壽命計(jì)算。新風(fēng)（室外大氣）計(jì)重濃度一般取值M?= 0.3 mg/m3，Nr取?0.005mg /m3 [ 3 ]，由公式（1）及（4）可計(jì)算，其結(jié)果如表4?所列。

④ 結(jié)果分析。由表4計(jì)算結(jié)果可以看出，當(dāng)FFU?靜壓箱負(fù)壓值大于等于20 Pa?時(shí)，F(xiàn)FU?過(guò)濾器使用壽命已經(jīng)不足2年，因此，單從FFU?使用壽命看，筆者認(rèn)為靜壓箱負(fù)壓值最好控制在小于等于20 Pa?范圍內(nèi)。當(dāng)負(fù)壓值在這個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，可認(rèn)為FFU使用壽命理論上能達(dá)到正常值（一般國(guó)內(nèi)潔凈室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，以初、中、高效過(guò)濾器配置的系統(tǒng)，使用壽命也僅在1~3?年），因此筆者認(rèn)為這時(shí)的負(fù)壓值是合理的。

2?干盤(pán)管選擇

由1.1?已知道，干盤(pán)管是造成FFU?靜壓箱負(fù)壓（相對(duì)室外非潔凈區(qū)）的主要因素，而負(fù)壓值大小決定了FFU過(guò)濾器使用壽命及干盤(pán)管面積大小。通過(guò)上述分析，F(xiàn)FU靜壓箱負(fù)壓值需控制在小于等于20 Pa?范圍內(nèi)。此時(shí)在保證FFU?過(guò)濾器使用壽命下，干盤(pán)管面積最?。赐顿Y最少）。

空氣流動(dòng)阻力與表面式空氣加熱器的型式、結(jié)構(gòu)和空氣質(zhì)量流速等因素有關(guān)，通常由實(shí)驗(yàn)確定其經(jīng)驗(yàn)公式。

式中：C、y?分別為與表面式空氣加熱器結(jié)構(gòu)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；v?ρ為管外空氣質(zhì)量流速kg/(m2.s)?；vρ?=G/f；G?為空氣質(zhì)量流量kg/s；F為表面式空氣加熱器通風(fēng)的有效面積，m2。

國(guó)產(chǎn)部分表面式空氣加熱器的阻力計(jì)算公式可由參考文獻(xiàn)表3.1-7計(jì)算。

以B?型或U-?Ⅱ表冷為例，干工況時(shí)空氣壓力失計(jì)算為：

若潔凈室內(nèi)為10 Pa（相對(duì)室外非潔凈區(qū)），使FFU?靜壓箱負(fù)壓值控制在小于等于20 Pa，則干盤(pán)管空氣阻力損失應(yīng)小于等于30 Pa。

由式（6）反算可得到干盤(pán)管最大允許流速為：0.97 kg/(m2.s)。仍以此流速為1.2?例子計(jì)算選擇干盤(pán)管，僅需要6?臺(tái)同型號(hào)的干盤(pán)管（即只比原來(lái)多2?臺(tái)）。從增加投資來(lái)看，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1.2?計(jì)算結(jié)果，因此是合理的。在保證FFU過(guò)濾器正常使用壽命前提下，干盤(pán)管風(fēng)速控制在0.97 kg/(m2.s)附近是經(jīng)濟(jì)、合理的。

因而，值得引起注意的是：一般認(rèn)為，在空調(diào)工程設(shè)計(jì)中，空氣的質(zhì)量流速通常取為6~ 10kg/(m2.s)。通過(guò)上述分析計(jì)算，此值不能用于MAU+FFU+DC?系統(tǒng)干盤(pán)管的選型計(jì)算。

3?結(jié)論

（1）在MAU+FFU+DC?系統(tǒng)中，造成FFU?靜壓箱內(nèi)負(fù)壓（相對(duì)于非潔凈區(qū)大氣）的主要原因是干盤(pán)管的風(fēng)壓損失。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，合理確定FFU靜壓箱相對(duì)壓力值，影響到FFU過(guò)濾器壽命及系統(tǒng)造價(jià)。

（2）本文通過(guò)計(jì)算分析，F(xiàn)FU?靜壓箱負(fù)壓值控制在小于等于20 Pa?范圍內(nèi)，可在保證FFU?正常使用壽命前提下，最大程度節(jié)約DC?數(shù)量，可以作為工程設(shè)計(jì)參考。

（3）對(duì)于FFU?靜壓箱成內(nèi)負(fù)壓與規(guī)范有相抵觸的情況，通過(guò)理論計(jì)算分析，筆者認(rèn)為，此處可不執(zhí)行《規(guī)范》規(guī)定。也希望規(guī)范在下次規(guī)范的修訂時(shí)，能根據(jù)不同系統(tǒng)形式，在此做出調(diào)整或更為詳細(xì)合理的規(guī)定。

（4）工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，在選擇干盤(pán)管時(shí)，千萬(wàn)不能忽略干盤(pán)管的風(fēng)阻。