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收藏 | FFU相关的基础知识

2024-08-16

FFU英文全称为（Fan Filter Unit），中文专业用语为风机过滤机组。

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：

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；

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。

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；

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。

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。

三

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。

四

FFU的结构

FFU箱体的基本构造图如下

五

FFU的分类

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

按照安装方式分

1)顶安装

2)侧安装

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

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)1200mm*1200mm，代号为4*4；

2)1200mm*900mm,代号为4*3;

3)1200mm*600mm，代号为4*2;

4)600mm*600mm，代号为2*2;

5)以及其它客户定制的非标尺寸。

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。

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。

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。

按照机组静压不同分

1)标准静压型

2)高静压型。

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

过滤器效率			建议使用环境
欧标EN1822	美国IEST标准	CRAA标准草案	ISO14644	FS209E
H13	99.99@0.3µm	MPPS效率≥99.95%	5级或以下	100级或以下
H14	99.999@0.3µm	MPPS效率≥99.995%	5-6级	100/1000级
U15	99.9995@0.12µm	MPPS效率≥99.9995%	4-5级	10/100级
U16	99.99995@0.12µm	MPPS效率≥99.99995%	4级	10级
U17	99.999995@0.12µm	MPPS效率≥99.999995%	1-3级	1级

按照风机结构不同分

1)外转子后倾式

2)内转子前倾式

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

六

FFU基本参数

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。

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%。

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%。

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。

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）。

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。

振动速率

一般小于1.0mm/s。

七

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）：

参数规格	EC-PTFE	EC-Glass	AC-PTFE	AC-Glass
面风速(m/s)	0.30-0.40-0.45	0.30-0.40-0.45	0.30-0.40-0.45	0.30-0.40-0.45
风速调节方式	电脑控制	电脑控制	五档调速	五档调速
功率(W)	90-127-149	118-171-195	202-220-230	236-253-264
噪音dB(A)	44.6-48.6-51.7	46.4-50.8-52.4	49.4-53.2-55.8	52.7-54-56
过滤器压损(Pa)	32-45-49	70-95-111	30-44-48	68-90-107
机外静压(Pa)	90	90	90	90
总静压(Pa)	122-135-139	160-185-201	120-134-138	158-180-197