最全面的FFU知識分享(2023年收藏版)HEPA/ULPA高效過濾器

最全面的FFU知識分享(2023年收藏版)HEPA/ULPA高效過濾器：
FFU英文全稱為（Fan Filter Unit），中文專業用語為風機過濾機組。FFU風機濾網機組可模塊化連接使用，（當然亦單獨使用）使用FFU廣泛應用于潔凈室、潔凈棚、潔凈工作臺、潔凈生產線、組裝式潔凈室和局部百級等應用場合。
FFU設有初、高效兩級過濾網。風機從FFU頂部將空氣吸入并經初、高效過濾器過濾，過濾后的潔凈空氣在整個出風面以0.45M/S±20%的風速勻速送出（想大或想小亦可以的，只要你想，就有人能做出來）。適用于在各種環境中獲得高級別的潔凈環境。它為不同尺寸大小，不同潔凈度等級的潔凈室、微環境提供高質量的潔凈空氣。在新建潔凈室、潔凈廠房式改造翻新中，即可提高潔凈度級別，降低噪音和振動，也可大大降低造價，安裝維護方便，是潔凈環境的理想部件。裝完FFU是這個樣子的。
FFU應用、分類與結構
無塵室概念
如：一個F5廠無塵室采用：MAU+FFU+DC系統即是組合式新風機組。風機過濾器單元+干盤管系統。

FFU應用
一般情況下，潔凈室系統有：風管系統，FFU系統和軸流風機系統；

相比風管系統的優點：
⑴靈活性?、瓶稍倮眯浴、秦搲和L?、瓤s短建設周期?、蓽p少運行成本?、使澥】臻g。

潔凈等級在1000級（FS209E標準）或ISO6級以上的潔凈室通常采用FFU布局，局部凈化的環境或者潔凈柜、潔凈工作臺等通常也是用FFU來實現。
為什么要使用FFU系統？
FFU本身的以下優點使得其迅速得到了應用：
1、更換、安裝、移動靈活簡便
FFU是自帶動力，且是自成一體模塊化，配套過濾器易于更換，故其不受區域的限制；在潔凈廠房里，可根據需要，分區控制，依需更換、移動。

2、負壓通風
這是FFU的獨特特點。由于它本身能夠提供靜壓，潔凈室相對于外界是正壓，這樣，外部的顆粒就不會受到泄漏到潔凈區里，使得密封變得很簡單而且安全。

3、縮短建設周期
使用FFU省掉了風管的制作和安裝，縮短建設周期。

4、減少運行成本
雖然在選用FFU時，初期投資要比使用風管通風高，但它在后期運行中，突出的表現出節能、免維護等特點。

5、節約空間
相比較其它系統，FFU系統占用送風靜壓箱內較少層高，且基本不占用潔凈室內空間。

FFU的分類
1、按照機箱外形尺寸分類
根據用以安裝機組的吊頂龍骨中心線的距離，機箱模數尺寸主要分為：1200*600，代號為42;1200*900,代號為43;1200*1200，代號為44；600*600，代號為22；750*1500，代號為25；其它客戶定制的非標尺寸（custom-size,用CS表示）。
2、FFU按機箱材質不同分類
按照機箱材質不同分類分為標準型涂層鋼板（包括鍍鋅、鍍鋁鋅、噴塑等），代號為G；不銹鋼板，代號為S；鋁板（鋁合金板），代號為A；其他材質，代號為O。

3、FFU按照電機方式分類
按照電機方式分類，可分為交流電機和無刷直流電機。交流單相電機代號為A1；交流三相電機代號為A3；直流無刷電機代號為EC。

4、FFU按照控制方式不同分類
交流供電機組按照機組控制方式不同分為單工況機組，用S表示；多工況分檔控制機組，用M表示；無級調控機組，包括調壓或變頻控制等此項可缺省。

5、FFU按照機組靜壓不同分類
按照機組靜壓不同分為標準靜壓型和高靜壓型。標準靜壓型代號為S；高靜壓型代號為H。標準靜壓型此項可缺省。

6、FFU按照過濾器效率不同
按照機組所帶高效過濾器效率不同可分為高效過濾器，代號為H；超高效過濾器，代號為U；機組入口如帶有粗效預過濾器代號為P，無預過濾器時可缺省。
FFU的結構
1.外觀
分體式：使過濾器的更換變得方便,減小了安裝過程中的勞動強度。
整體式：增加了FFU的密封性，有效防止了泄漏；有利于降低噪音；有利于減小振動。
2.FFU箱體的基本構造

FFU主要由四部分組成：
1）箱體
其材質常用鍍鋅鋁合金涂層鋼板，鋁合金，不銹鋼三種。作用一是支撐風機及導風圈，二是支撐導流板；
2）導流板
氣流的均衡裝置，內置于箱體內部，風機下方的四周；
3）風機
有單項交流(AC/1Phase），直流（EC/1Phase），三項交流（AC/3Phase）三種；
4）控制部件
對于交流FFU，其常用五檔調速器或無極調速器；直流系統的控制芯片嵌在電機內部，借助于專用控制軟件、電腦、控制網關及網絡線路實現遠程控制。

3.主要構造
1）箱體一般結構
無刷電機
結構上，無刷電機和有刷電機有相似之處，也有轉子和定子，只不過和有刷電機的結構相反；有刷電機的轉子是線圈繞組，和動力輸出軸相連，定子是永磁磁鋼；無刷電機的轉子是永磁磁鋼，連同外殼一起和輸出軸相連，定子是繞組線圈，去掉了有刷電機用來交替變換電磁場的換向電刷，故稱之為無刷電機。通常被使用在控制要求比較高，轉速比較高的設備上，如航模，精密儀器儀表等對電機轉速控制嚴格，轉速達到很高的設備上。
馬達故障現象：
a.三相電缺相：可能供電網缺相
b.軸承損壞：機械故障等
c.過載：風扇被卡等
d.三相不平衡：三個回路負載不平衡。

4）過濾器
預過濾器：過濾大顆粒塵粒，不織布，初效濾網，濾網框架；
高效過濾器：HEPA/ULPA(高效過濾器/超高效過濾器)；例:H14,效率為99.999%@0.3um；
化學濾網(Chemical Filter)：除氨，硼，有機氣體等，一般安裝于進氣口，同預過濾器安裝方法。

FU的基本參數與選型
制作設備一般規格如下：
1、FFU尺寸：天板尺寸配套；
2、FFU材質：環境需求，成本考量；
3、FFU表面風速：0.35~0.45m/s，耗電量差異較大；
4、FFU靜壓：克服風阻需求；
5、FFU濾網：依潔凈等級需求；
6、FFU電機：電源特性，功率，軸承壽命；
7、FFU噪音：要符合潔凈室對噪音要求。

基本參數
1、面風速
一般介于0-0.6m/s之間，如是五檔調速則是各檔對應的風速大致是0.3-0.35-0.4-0.45-0.5m/s，無極調速則大致是0-0.6m/s。
2、功耗
交流系統一般在100-300瓦；直流系統在50-220瓦。直流系統較之交流功耗小30-50%。
3、風速均勻度
指FFU面風速的均勻度，高級別的潔凈室對其要求尤其嚴格，否則極易引起擾流。優異的風機、過濾器及散流板設計、工藝水平決定該項參數的優劣，測試該項參數時，視FFU出風面的大小，均勻選取6-12個點測試面風速，其最大、最小值相比較平均值不得超過±20%。
4、機外靜壓
也稱余壓，該參數關系FFU的使用壽命，其與風機密切相關，一般要求在面風速0.45m/s時，機外靜壓不小于90Pa。
5、總靜壓
也稱總壓，即FFU在最大功率，風速為零時，其能提供的靜壓值，一般交流FFU的在300Pa左右，直流FFU的在500-800Pa，在一定風速下，一般可以這樣計算：總靜壓（TSP)=機外靜壓（ESP，FFU提供的克服外界管道、回風道阻力的靜壓）+過濾器壓損（該風速下的過濾器阻力值）。
6、噪音
一般噪音介于42-56 dBA之間，使用時比較關注在面風速0.45m/s，機外靜壓在100Pa時的噪音，同等規格尺寸的FFU，直流的比交流的要小1-2分貝。
7、振動速率：一般小于1.0mm/s。
8、FFU的基本尺寸
基本模塊（即天花龍骨的中心線距離）FFU箱體尺寸（mm）（W×L）過濾器尺寸（mm）（W×L)公制（mm）通常所說英制（ft）1200×12004×41175×11751170×1170900×12003×4875×1175870×1170600×12002×4575×1175570×1170600×9002×3575×875570×870600×6002×2575×575570×570備注：
1、以上寬和長度尺寸國內外各個廠家已經通用，厚度上每個廠家有所不同。
2、除以上基本尺寸外，非標的規格可以定制，但在交貨期或者價格上不如采用標準規格合適。

高效無隔板過濾器效率的選擇
各種效率的過濾器
過濾器效率建議使用環境歐標EN1822美國IEST標準CRAA標準草案ISO14644FS209EH1399.99@0.3μmMPPS效率≥99.95%5級或以下100級或以下H1499.999@0.3μmMPPS效率≥99.995%5-6級100/1000級U1599.9995@0.12μmMPPS效率≥99.9995%4-5級10/100級U1699.99995@0.12μmMPPS效率≥99.99995%4級10級U1799.999995@0.12μmMPPS效率≥99.999995%1-3級1級備注：
1、潔凈室的級別同兩個因素有關系：過濾器效率和換氣次數（送風量）；采用高效率的過濾器而風量過低也無法達到相關級別。
2、以上EN1822是目前歐洲通行標準，國內歐美廠家也在使用；
3、以上CRAA系蔡杰博士主導下起草的中國制冷空調工業協會行業標準草案，目前正在推廣之中。
4、其中的FS209E標準為美國聯邦標準，目前已經廢止，但目前國內還在廣泛使用。

FFU風機的選擇
FFU風機有直流風機（EC）和交流風機（AC）可選擇。
1、AC風機的選擇
AC-FFU使用手動調速器控制，因其前期投入比較少；常用在200臺FFU以下的潔凈室。
2、EC風機的選擇
EC-FFU適用于FFU數量龐大的潔凈廠房中，利用電腦軟件對每臺FFU的運行狀態和故障進行智能化控制，節約維護成本，每套軟件可以控制多個主網關，每個網關可以控制7935臺FFU。
EC-FFU照比AC-FFU可以節能30%以上，對于數量龐大的FFU系統每年的能耗節省是非?？捎^的。同時EC-FFU還具有噪音低的特點。
不同配置的FFU的能耗比較
現依1175*1175規格FFU，選用交流、直流風機與效率H14的PTFE（厚度50mm）、玻璃纖維（厚度69mm）過濾器配置成四種不同的系統，在機外靜壓是90Pa的條件下，各系統能耗參數如下（根據現場狀況的不同，相關技術參數會有些變化）：
參數
規格面風速(m/s)0.30-0.40-0.450.30-0.40-0.450.30-0.40-0.450.30-0.40-0.45風速調節方式電腦控制電腦控制五檔調速五檔調速功率(W)90-127-149118-171-195202-220-230236-253-264噪音dB(A)44.6-48.6-51.746.4-50.8-52.449.4-53.2-55.852.7-54-56過濾器壓損(Pa)32-45-4970-95-11130-44-4868-90-107機外靜壓(Pa)90909090總靜壓(Pa)
122-135-139
160-185-201
120-134-138
158-180-1971、直流系統運行比交流系統節能；
2、對于同種風機的FFU系統，使用PTFE過濾器的FFU系統比使用玻璃纖維過濾器的FFU系統節能。依0.45m/s的面風速計算，直流系統FFU，使用玻纖比使用PTFE功率高46w，即能耗高30.8%。

FFU的安裝
一、安裝的條件、環境及安裝人員的服飾要求
1、安裝時潔凈室內必須已經密閉，新風空調送潔凈風需3天左右，且室內保持清潔，無粉塵，所有龍骨已經安裝并調平。
2、安裝人員須配備潔凈衣、潔凈手套以防止人為的污染FFU箱體及過濾器。
3、建議每組安裝人員數量為6人。

二、FFU箱體與高效過濾器的安裝
由于高效過濾器使用超細玻璃纖維濾紙，濾料容易折斷損壞而造成泄漏。故搬運，拆包裝，安裝過程中不得摔倒或碰撞過濾器，嚴禁作業人員手指或其他物體接觸過濾器濾料。

FFU箱體與高效過濾器整體安裝步驟：
步驟1：先在平整，寬敞的場地上鋪上塑料薄膜，然后將FFU箱體豎立在塑料薄膜上（沒有CLIP的一面向下），并將FFU兩側的6個CLIP的固定螺絲擰松。

步驟2：將高效過濾器緊貼著FFU箱體放好。由于過濾器邊框內的濾芯是非常脆弱、易損的。故安裝只能握緊其邊框，輕拿輕放，不能接觸其內部的濾芯，堅決避免碰撞濾芯。安裝過濾器時要注意方向，使其出風面朝外即使過濾器邊框標識的箭頭向外（箭頭的方向就是過濾器的出風的方向）。

步驟3：然后將CLIP 勾住高效過濾器的凹槽，并逐一安裝固定，安裝完畢，檢查FFU 箱體與過濾器結合是否均勻，緊密。

FFU箱體與高效過濾器整體與龍骨之間的安裝步驟：
步驟1：首先將FFU龍骨上的龍骨蝴蝶片取下。

步驟2：將FFU整體放在升降機上，并調節升降機位置，使升降機上FFU整體處于FFU龍骨中心位置；使用升降機慢慢將FFU整體升至FFU龍骨正上方。

步驟3：將蝴蝶片安裝回FFU龍骨上；

步驟4：使用升降機慢慢將FFU整體放至蝴蝶片上；

步驟5：移走升降機，完成FFU箱體及高效過濾器的安裝；

步驟6：安裝完畢后，檢查FFU整體與龍骨結合是否均勻，緊密。并進行接線。

接線注意事項
細節要求分強電和弱電兩方面：
1.強電方面
FFU電氣連接接口如下圖：
每臺FFU的強電連接按以下步驟：
在以上圖中，紅色，黃色，藍色電源線分別為單相220V交流電源的火線，地線，零線。
步驟1～3為輸入電源，步驟4～6為輸出電源，輸出電源用于連接到下一臺FFU，作為下一臺FFU的輸入電源。通過這樣的串接，可以將數臺FFU的電源連接在一起。每臺FFU的最大電流為1.5A，建議每一串電源線串接10臺FFU，最后，第一臺FFU可以選用16A的插頭和插座接入強電橋架。
2.弱電方面
FFU之間用網絡線連接。
網絡線要求AMP六類或超六類屏蔽網線，水晶頭為AMP屏蔽水晶頭。

FFU電源線分別為單相220V交流電源的火線，地線，零線。
步驟1～3為輸入電源，步驟4～6為輸出電源，輸出電源用于連接到下一臺FFU，作為下一臺FFU的輸入電源。通過這樣的串接，可以將數臺FFU的電源連接在一起。每臺FFU的最大電流為1.5A，建議每一串電源線串接10臺FFU，最后，第一臺FFU可以選用16A的插頭和插座接入強電橋架。
2.弱電方面
FFU之間用線連接。
要求AMP六類或超六類屏蔽網線，水晶頭為AMP屏蔽水晶頭。

線壓制完畢后可以進行FFU的網絡連接。
在FFU的電氣連接圖中有兩個網絡接口，分別為NET1，NET2，都可以用于FFU的互相連接，不分輸入和輸出。將壓制好的網線直接插入接口中即可。

FFU的連接以組為單位，每組的數量最大不超過31臺（可以少于31臺），網絡線從該組的第一臺通過兩個NET接口逐個連接到最后一臺。然后將第一臺FFU通過一根較長的網絡線連接到控制室的網關上，即可完成一個組的連接。整個項目中有若干個組，具體數量可以參考FFU的布置圖。
安裝過程中的注意事項
每個組必須是單獨的一路網絡線，組和組之間不能夠混接，每組的最后一臺FFU不能連接到其他組中。
強電連接為了連接牢固，需要選用單芯1.5平方毫米的銅線

FFU電線插入連接端子后不能有裸露部分。
安裝電線和網線時不能使蠻力。
強電線路和弱電線路在走線時需要盡量避免平行走線。以減少干擾。

FFU安裝線路的一些細節要求和建議。
安裝FFU箱體與高效過濾器所需要的工具：
塑料薄膜（保護FFU箱體用），升降機，十字螺絲刀，博士電動工具，梯子，網線鉗，剝線鉗，防護工具等。
總結：輕拿輕放（過濾器）；注意方向（過濾器、箱體的把手）。

FFU常見問題簡析
FFU噪音往往超出設計師的預測：
FFU測試時調節風量大小;使用吸音材;分析風車噪聲有無特殊變化區域。
1、FFU安裝困難：
a.FFU尺寸與T-Bar尺寸不符；

b.100%覆蓋區域,勾形扣片不能固定；

2、FFU維修不便：無足夠操作空間順利更換過濾器。

3、FFU電機的選擇:
a.采用三相交流電源電機,容易發生缺相，燒毀電機的情況;

b.采用單相交流電源電機,又會存在體積大，負載不平衡現象;

c.采用直流電機,存在造價高，運行維護成本高的情況;

d.若優先考慮電機效率,則應選擇三相AC電機;

e.若考慮維護方便,則會選擇單相AC電機;

f.若考慮潔凈度需求,則會選擇直流電機;

g.群組控制時,單相僅可單個三檔調速,而三相可全組變頻調速;
注：隨著現代變頻技術和缺相保護技術提高及應用,AC風機中三相電機將得到更廣泛的應用,現階段國內仍以單相電機為主。
生產情況：不代表暖通南社意見）
a.FFU銷售比例:單相約17%,三相約83%;

b.FFU銷售比例:單相約95%,三相約5%;

c.Mayair只生產單相ACFFU;

d.標準品為三相AC FFU, ACFFU銷售比例:單相約80%,三相約20%;

諧波:
原因：主要為DC電機整流裝置產生非基波頻率的電壓；
危害：會引起系統電流值升高；會使控制系統出現故障；會使電氣件溫度升高，減少使用壽命；

FFU電源連結方式：
1.端子臺：連接耗時,一般為標準配件,小型潔凈室常應用;
2.插頭:連接簡單快速,一般為選購配件,大型潔凈室常應用;
FFU濾網：有無低硼或無硼的要求,PTFE型濾網為無硼型。

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