一、定义
FFU英文全称为(Fan Filter Unit),中文专业用语为风机过滤机组。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。
二、FFU的组成
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
内置于箱体内部,位置地FFU风机下方的四周;作用是气流的均衡装置,使风机吹出来的气流均匀地散布出去。
3.风机
FFU的核心部件,负责产生空气流动,驱动空气净化过程,有单项交流(AC/1Phase),直流(EC/1Phase),三项交流(AC/3Phase)三种;
4.过滤器
包括FFU进气口初效过滤器和出风口的高效/超高效过滤器,用于过滤空气中的尘埃、细菌等污染物。
5.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。
一、FFU的工作原理
FFU的工作原理主要依赖于风机和过滤器。
工作原理可以分为三个主要步骤:空气吸入、空气过滤和空气排放。首先,内置风机产生气流,通过进风口吸入室内空气;其次,空气经过高效过滤器滤除其中的尘埃、细菌等颗粒物;最后,经过过滤后的洁净空气在整个出风面以0.45M/S±20%的风速匀速送出到室内,完成空气的净化过程。在这个过程中,FFU通过连续运转不断循环净化室内空气,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。
二、FFU的结构
FFU箱体的基本构造图如下
三、FFU的分类
1.按照外观分类
1)分体式:FFU箱体与高效过滤器为两个分开的单元,安装时将FFU箱体扣在高效过滤单元上,完成FFU的拼装,最终实现FFU过滤器的工作效果。优点:使过滤器的更换变得方便,减小了安装过程中的劳动强度。缺点;箱体与高效过滤器安装时因技术问题,导致拼装对接不齐,有漏风的情况发生。
2)整体式:FFU箱体与高效过滤器用紧固件进行固定起来,安装以及运输过程中两部分都是完整的,使用时直接放置在使用的龙骨支架上即可。优点: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。缺点:后续更换不方便,安装以及后期的高效更换劳动强度较大
2.按照安装方式分
1)顶安装
2)侧安装
3.按照密封方式分
1)顶液槽密封
2)刀边型
3)侧液槽型
4)垫片型
4.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:
1)1200mm1200mm,代号为44;
2)1200mm900mm,代号为43;
3)1200mm600mm,代号为42;
4)600mm600mm,代号为22;
5)以及其它客户定制的非标尺寸。
5.按机箱材质不同分
1)标准型涂层钢板(包括镀锌、镀铝锌、喷塑等);
2)304不锈钢板;403不锈钢
3)铝板(铝合金板);
4)以及其他定制材质。
6.按照电机方式分
1)交流电机。交流电机又分为单相电机和交流三相电机。
2)无刷直流电机。有效的控制因FFU运行产生的静电现象
常用电机品牌:EBM、GEBHARDT。基本可以保证10万小时+无故障。
直流比交流可以节能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。同时直流还具有噪音低的特点。
7.按照控制方式不同分
1)单工况机组;
2)多工况分档控制机组;
3)无级调控机组,包括调压或变频控制等此项可缺省。
8.按照机组静压不同分
1)标准静压型
2)高静压型。
9.按照过滤器效率类别分
1)PTFE过滤器,基本厚度在40mm
2)玻纤纤维过滤器,基本厚度在69mm
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%。
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。
◆滤网:有无低硼或无硼的要求,PTFE型滤网为无硼型。
各种效率的过滤器
11.按照使用场景分
1)设备用薄型
2)防爆风机型
3)配备化学过滤器型
4)自带盘管型
5)常规型
四、FFU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42-56 dBA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。
五、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):
六、常见的FFU控制系统
可以实现显示监视,控制,警报显示以及功能设置。
七、FFU在洁净行业得到广泛应用的原因
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。