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FFU测试标准及性能标准
发布时间:2012-01-02 01:10:41   浏览:13458

FFU测试标准及性能标准

FFU的测试标准包括的内容比较多,其中最为重要的一方面就是噪音问题,本文将重点说明FFU的相关测试标准及性能标准供大家参考!

   千亿国际官网的使用大概始于1980年代,到1990年代几乎新建的无尘车间(特别是亚太地区)均属FFU型态,而且因为大量的使用,也使得技术的发展更趋成熟、先进,近年来导入的直流无刷机种与微环境无尘设计便是明显的例证。

FFU产品技术基本上是送风机技术的延伸,而由于无尘室对振动及噪音问题相当敏感,因此在扇叶与风道的设计及整体组装质量的要求上比一般送风机高,不过从设计的观点而论,气动效率(aerodynamic efficiency)高的扇叶与风道,加上注重整体组装的质量,即能同时达到振动与噪音的抑制及提升能源效率的目的。提升能源效率并不仅是一个美丽的口号,对于自然资源缺乏及面对激烈国际竞争的我国实具有重大、深远的影响。

   能源高效使用不但社会整体经济成本降低,同时也能降低对自然环境的冲击,而从终端使用者的角度来看,高能源使用效率可降低生产成本,是面对国际竞争的利器,同时也是技术密集度高的产业永续发展的保障,因此国际上咸认提升能源效率乃无悔措施(policy of no regret)。

目前市场上FFU品牌正逐渐增多,我国市场目前则仍以国外产品占大部份,特别是在大型、新建的无尘室部份。FFU既然是送风机技术的延伸,在目前尚未有国际性标准的测试方法下,可暂时引用送风机性能的标准测试方法,以做为国内技术开发与性能比较的工具。

 

图7是FFU在工研院能资所AMCA实验室进行气动性能(aerodynamic performance)与噪音(声功率,sound power)测试的情形,图8是FFU在最大风量运转时振动量的量测情形,国内外许多厂商均曾委托进行以上的测试。

 

而不论从原理或实际应用面来看,经验都显示送风机的气动性能及噪音标准测试方法皆符合FFU性能测试的需求,而FFU的滤除效率即滤网的滤除效率,其它如出风均匀度(uniformity)及平行度(inclination)等必须另以标准方法或现场测试获得。

 

图9显示自市场搜集之不同厂牌与尺寸FFU气动性能实测结果比较,不同FFU之间差距相当明显,这可能是许多使用者意想不到的;另外,同厂牌与尺寸的FFU也可能因内部设计不同而使得性能有差别。图9中的平均面速系由流量除以滤网有效通流面积获得,而两条红线内、蓝线以上区间则是一般FFU的参考操作规格区,编号ERL的风机-滤网机组则是工研院能资所与国内华拓及弘禄公司合作开发的机种。就如送风机扬程(head)不够在一般空调通风系统造成风量不足一般,FFU的压力不够便无法有效保持层流与滤除的功用,而即使刚启用时足够,设计师如果无法准确掌握机组效能,未来也可能因系统阻抗(resistance)稍增便不够,如此对制程良率会有潜在的威胁。

 

图10、11分别是不同FFU电功率(power)与电效率(electric efficiency)的比较,就如气动性能的不一致,电效率高低差亦可达2~3倍!图11中电效率乃有效做功(压力与风量的乘积)除以FFU电功率(马达入力)而得,因此差异可能来自气动力设计、马达或两者。FFU电功率因尺寸及使用马达种类而异,大概在100~300瓦之间,而气动性能如果是在图9建议的区间内,应尽量选用电效率大于15%的交流机种或电效率大于20%的直流机种,以节省操作成本。直流无刷机种虽然表现较突出,但交流定频机种只要马达设计好,几乎可达同样的高效率,且定频运转下经济效益可比直流无刷机种高(因初期成本差异所造成),因此直流无刷机种的真正优势在变频运转(含区域调控)上。

 

单位风量耗能 500M2厂房电力需求 500M2厂房每年耗能 比 较

最差值 32watts/cmm 3,840kw 3,400万瓩小时 100%

平均值 14watts/cmm 1,680kw 1,500万瓩小时 44%

ITRI 4'X2' 10.5watts/cmm 1,260kw 1,100万瓩小时 33%

最佳值 9watts/cmm 1,080kw 950万瓩小时 28%

 

表1是以一相同楼板面积、层流设计无尘室为例,假设运转模式为365天、每天24小时,FFU运转点固定在(10 mmAq, 0.4 m/s)的用电量比较,任何使用者都无法漠视其中能源消耗量的差异。

 

图12是不同FFU比声功率(specific sound power level)的比较,由于每台FFU的气动性能曲线(图9)不尽相同,声功率测试结果不能直接比较,必须依下式转换为比声功率后再行比较:

 

SSWL=SWL-10LOG(Q)-20LOG(P)

其中SSWL、SWL、Q、P分别代表比声功率、声功率、流量及压力。比声功率值代表FFU在每一操作点上,产生单位风量与压力时发出的声功率。由于无尘室对噪音的敏感,许多FFU在内部风道上装贴有吸音材料,就污染防治及经济效益面而论并非最佳的做法,而工研院能资所与国内厂商合作开发之FFU,就是以低噪音的风道设计替代吸音材料而成,并因此获得多国专利(图13),正式应用于一Class 10无尘实验室(见图14)。图15是部份FFU振动量测的结果,除极少数机种之外,大部份被测FFU整体振动量并无太大分别。

 

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