近來由于风扇过滤网组(FFU)搭配二次冰水系 统干式盘管(DCC)，被应用在洁净室里做为内部洁 净度的换气循环，由于在使用上具有相当的灵活性 及稳定性，且具有相对稳定的温度控制，又因 FFU 的价格日益低廉，所以此一系统已被广泛的运用在209E-CLASS-100  以上的洁净室里，然而此一施工 方法在现场施作上，还是存在着某些客观条件的限制，尤其在 CLASS-1000 级的洁净室里，由于其换 气次数皆被设计在每小时五十~一五十次之间，因此若采用 FFU/DCC 系统或 AHU/DUCT 系统皆存在 其相对的优缺点，所以就洁净度为 CLASS-1000 等级的洁净室而言，其建造若采用 AHU/DUCT 系统， 若以传统的施工惯例而言，其成本是相对较低的，但是由于近年來国产FFU的质量日趋稳定，且价 格也相对低廉，有鉴于此，学生本次制作专题的目 的在于针对一实际的个案，欲在其钢架主体的建筑物里建立一 CLASS-1000 级的洁净室，若以在同样的需求的设计条件下，比较其使用 FFU/DCC系统 及AHU/DUCT 系统，在工法、效益、成本及日后维护上做以下的分析比较：

1.1  摘要：

(6) 汇整两个系统在选择上的相对优势的条件。

2.工程内容概述：

A.  使用此系统的天花板为单层 PU 天花板，所以 其风管及相关制程管路可安装于  PU  天花板上方，且不考虑使用 FFU/DCC 系统 PLENUM 内 FFU 的维修空间，循环风量的风道，因此 其墙板的高度就只单纯考虑 C/R 内部制程所 需的高度，所以其 C/R 的净高度较低。

A.  使用此一系统，为考量 FFU 安装及日后 FFU 的维修空间及循环风道，于C/RCEILINGT-GRID上层PU天花板最好能保持 1.5M 的高度，此一空间称为 PLENUM，因 为一般C/R制程所需的净高在3M~3.5M之间，若再加上 PLENUM1.5M 的高度时，已到 达一般建筑物室内高度的极限，因此此系统 的 风管 及其相 关制 程管路 皆被 安装在 穿 越 PLENUM 的空间里，所以此一系统的全高墙 板的高度大约在 5.2M，因此使得库板的使用 量增加，且因库板的高度较高施工也较不易; 又因相关制程管路系统在穿越隔间墙时衍生 了许多库板开孔气密的收边的问题。

B.  为考量 DCC 的面积及 FFU 的压损问题，回风墙的宽度须批配 DCC 的尺寸，所以回风墙的 尺 寸不 能太窄 ，如 此势必 增加 回风墙 的 尺 寸，进而造成库板的使用量增加，且相对也 增加其占用 C/R 的空间。

3.1.1.3  详如图号：FFU/DCC-MC-01，FFU/DCC-MC-05， AHU/DUCT-AC-01，AHU/DUCT-AC-04

3.1.2  天花板工程：

3.1.2.1 AHU/DUCT 系统：

A.  使用此一系统因不考虑 FFU 安装及日后 FFU 的维修空间及循环风道的空间，因此使用单 层   PU   天花 板，因为此一天花板只考虑 HEPA-BOX  及相关安于上方的管路系统及施 工维修人员的负荷，因此库板的尺寸可以较 大，相对于 PU 天花板上方辅助吊架的吊点跨 距可以加 大 ，相对的 也 减少辅助 吊 架及 T-GRID 的用料，由于一般标准的双层天花板 库板的宽度为 900MM 长度为 1200MM，而单 层天花板其长度可以到 2400MM 的跨距。

B.  因为库板的组装尺寸加大，相对的可以减少 工时及库板的接缝数量，如此便可以降低修 补气密的数量，因此针对库板而言相对的其气密性及防水性也较好。

C.  因为安装 HEPA-BOX于天花板上方，所以 PU天花板必须切割开孔及收边，因此势必增加 这方面的工料。

D.  因 HEPA-BOX 安装于 PU 天花板上方，且于 HEPA-BOX  与  PU  天花板的收边料之气密施 作只靠气密条接绪，因此对于防水性较差的 建筑物而言，因相关管路冷凝水经由气密条 接绪处湛入 C/R 的风险是存在的。

E.  为考量 C/R 内温度大约在 22℃上下条件的热 传效应，因此为避免于既设建筑物内在气密 条件较 差的情 况下 ，因高 含湿 量的外 气 进 入，惟恐因温差热传形成冷凝水在 PU 天花板 上方时，因此在 T-GRID  的结构上及其表面与 PU 库板的接合面必需良好的断热考量。

A.  使用此一系统为考量  FFU  的安装及循环风 道，须建置一 PLENUM 的空间，因此 C/R 势 必建立一双层天花板的架构，上层为 PU 天花 板做为隔離无尘室与非无尘区的空间，下层 天花板于  C/R  内为安装  FFU  的支撑及隔離 C/R 与 PLENUM 的空间。

B.  上层天花板为考量下层天花板的吊点尺寸，因此其库板的规格尺寸为 900mm*1200mm，且为考量 FFU 本身的荷重及PLENUM上方相关管路系统的荷重时，PU 天花板上方辅助吊 架的间隔最好是 1200mm~1600mm安装一支双C辅助吊架。

C.  因建置上层 PU 天花板时，其库板组立的尺寸变小，相对也增加工时及铝质 T-GRID 及双 C 辅助吊架的工料。

D.  因 FFU 安装于下层天花板上，若上层 PU 天花板之断热及气密施作良好，可以免去因上 层  PU  天花板上方管路湛水及雨天漏水而湛 入 C/R 内之风险。

3.2.1  风管工程：

3.2.1.1 AHU/DUCT 系统：

A.  此一系统由于 C/R 内之洁净度换气风量及去 除热负荷，皆依赖空调箱(AHU)，因此此系统 的风管尺寸相对较大，及为考量  HEPA-BOX 的安装位置，其势必安装于单层天花板的上 方，因此上层天板的上方须有足够的空间得 以安装风管。

B.  因 风管曝露于非无尘区， 且因連接于 HEPA-BOX的开孔甚多 ，因此造成许多 HEAT-GAIN 使得冷冻机相对耗能。

C.  因外气及循环风量为同一系统的风管，为维 持 C/R 之精确正压较不易获得，所在不同等级的无尘里所要建立不同的静压的压差控制 较为不易。

D.  若要以电动风门建立自动压差控制，也会因 为于同一区间进回风口的数量繁多而难以建立。

A.  此一系统由于其风管不必考虑循环风量，只考虑外气风量以维持 C/R 内适当的正压量， 因此相对其风管尺寸较小。

B.  因风管尺寸较小，若  PLENUM  有足够的空 间，可考虑将风管直接安装于  PLENUM  内 部，且风 管 不用保温 ， 又可以减 少 风管 HEATGAIN 造成冷冻机耗能的问题。

C.  因风管只考虑外气的关系，因此于同一区间 内可设置单一外气入口，如此可以获得较简 单的风量调整，以维持 C/R 内较精确的正压值。

D.  因外气为单一入口，若采用电动风门配合室 内静压传器或以风机变频控制，较易获得良好的静压控制。

3.2.2.1 AHU/DUCT 系统：

A.  此一系统之热负荷皆依赖空调箱内的盘管做 热 交换 ，因此 空调 机设备 的配 管就只 针 对 AHU 既可，因此这方面的配管较少。

B.  因空调做外气的降温除湿使用的一次冰水为7℃IN~12℃OUT。

A.  此一系统的空调机械设备之冰水供应须考虑 到外气空调箱(MAU)及C/R之DCC两项设备，MAU使用一次冰水7℃~12℃，DCC使 用二次冰水 13℃~18℃，MAU 针对外气的冷 却除湿及加热加湿，DCC 则针对 C/R 所产生 的显热荷负之去除。

B.  因为二次冰水的温度为13℃~18℃因此需使 用一套热交换器來产生，或使一组水流用温 度传感器及电动阀安装于回水侧，以直接混水的方式产生。

C.  为考量 DCC 获得良好精确的温度控制，因此完工后的水量平衡是一个重要的程序，若须于高精确度的 温度 控制时如22℃ ±05℃ 、45%RH±3%时，控制阀需使工业级的阀体因 其反应时间较短，配管也必需采个别的逆回 水配管，及搭配个别的温控器于 DCC 的出风 口，如于其它恒温恒湿的控制较不严谨的区间23℃±2℃，45%RH±5%的区间，配管以群 组采逆回水的方式配管，电动阀及温控器也是以群搭配的方式安装

3.2.2.3  详如图号：FFU/DCC-MC-07，AHU/DUCT-AC-06

3.3  空调机械设备：

3.3.1 AHU/DUCT 系统

3.3.1.1    空调箱(AHU)：

    因洁净室之换气风量及维持正压之风量皆由此提供，因此其外型尺寸、及风机、盘管、皆因风 量的关系其尺寸相对变大，所以必需提供一适当的 空间做为机房，无平面适当的空间而需吊挂于挑高的空间时，必需建立一维修平台以利日后维修。

3.3.1.3  风量调整设备：

    为调整个别区间的风量，及考虑个别HEPA-BOX 需要维修时，须于个别HEPA-BOX的入口端安装风门，及于回风墙入口端安装可调风量 型的格栅。

3.3.2 FFU/DCC 系统：

3.3.2.1 外气空调箱(MAU)：

    为维持 C/R 内正压值及提供其所需恒温恒湿加热、加湿器及冷却除冷盘管，因相较于不用提供 AHU/DUCT 系统需循环风量，因此空调箱内HEPA的数量及冷却除湿盘的尺寸也相对减少，因此系统 较适合使用多元制程之温湿度条件下使用，由于空调箱尺寸变小，相对的其机房的使用空间也较小。

3.3.2.2   风扇过滤网组(FFU)：

    由于此一系统 C/R 内个别的区间之洁净度皆靠 FFU 在个别的区间做换气循环，因此同一洁净室内可以分为多区不同的制程条件下使用，大大的增加 其使用调整的灵活度，尤其在要求精确度较高的生 产条件下，更可以增设小型的空调箱另行做不同区 间的温湿度控制。

A.  由于目前市面上 FFU 的规格其所用的风机机 外静压皆在 10mmaq 左右，而 FFU 在此静压 条件下的表面出风速为 0.35~0.4m/s 之间的风 量约在  1000CMH，因此相较于  AHU/DUCT 系统的 HEPA-BOX 的出风量 2000CMH，在相 同的换气次数之下，明显的此一系统的  FFU 的数量视必会增加一倍，因此其初始建置成 本，包括 FFU 的数量、及电力、监控、控制 盘，皆是此一系统额外增加的费用。

B.  且使  FFU/DCC  系统还有另一个更有利的条 件，就是在同一 C/R 内因不同的生产作业的 时间条件下，可以让不需同时进行生产作业 的区域内的 FFUSHUTDOWN 以做节能，但此 一操作方式必须在恢復生产作业之 前提前让 FFU  先行运转，以恢復必需的生产作业的环境。

C.  使用 FFU 的另一优点就是若非系统的力电完 全中断，否则  FFU  难以发生完全停机的狀 况，进而严重的影响到制程的生产作业，相 较于 AHU/DUCT 的系统，若考虑于全天候的 生产作业时，所造成生产作业会被全部中断 之虞的风险考量时，视必增加一组 AHU 做为故障或维修停机做为备机之用，相对于本系 统只需提供一组规格容量较小的  MAU  而 言，无论其成本或使用空间上的考量，是值 得加以衡量，不单是以初始建置成本來断定 其存在的价值。

A.  干式盘管搭配个别区间的 FFU 做为 C/R 内显热交换的运转模式，由于 DCC 皆个自或以群组的方式搭配温控器及控制阀做温度控制， 因此于  C/R  多区不同的  COOLINGLOADING 时，可以获得较精确的温度控制，所以相较 于 AHU/DUCT 系统，此项设备视必会大大的 增加其初始建置成本。

B.  若考虑特别区间的生产环境条件时，可以将 DCC 引入更低温的冰水，以去除其因制程所 产生的大量潜热，以达到更有效的温湿度控制。

C.  DCC 的安装在考量初期 C/R 建立时内部存在 这高潜热的室内空气条件时，及惟恐  MAU 故障停机或控制失效或其它外在条件所导致错误条件的外气进入 C/R 时，势必在 DCC 表 面结露而发生滴水之虞，DCC 皆须附上滴水盘，并于配管时安装一 UTRAP 以防不洁的外 气因 PLENUM 上方的负压随冷凝排水管而被 虹吸进入 C/R 内。

3.3.2.4 DCCPUMP：

A.  DCC 泵浦相较于 AHU/DUCT 系统乃是一额外 的设备，它是 DCC 做热交换其介质的动力來源。

B.  本系统不采用板式热交换器做二次冰水的來 源，乃考量初期建置成本及板式热交换器日 后清洁维护的问题，而采用水流温控器搭配 于二次冰水管路的回水端安装一电动阀，以 直接混水的方式产生二次冰水。

C.  考量个别区间不同二次冰水的流量及管路系统的水量平衡，须于DCC侧安装三通阀的方式或采用二通阀及于 DCC 泵的进出水端安装 一 BYPASS 管路及二通阀，并于PUMP之进出水端安装一压差传感器的施作方式，以做为水量平衡之用。

D.  本系统 DCC 泵浦乃采用 BYPASS 管路搭配二 通阀做定流量的压差水量平衡控制，未采用变转速的可变流量控制。

E.  考虑备机运转 DCC 泵浦须为为两组。

3.3.3  详如图号： FFU/DCC-MC-07

3.4.1 AHU/DUCT 系统：

3.4.1.1  此一系统的控制模式较为单纯，就是温湿度及外气风量皆在空调箱内做调控，因此本个案乃采 用数位直接控制器(DDC)搭配相关的感测传讯器做控制。

3.4.1.2  此一系统较适合于单一制程的生产环境下操作，若于多元的制程生产条件下操作时，会产生 温湿度及室内静压无法被区隔控制的问题。

3.4.2.1 MAU：

    此单元被控制的条件相较于 AHU 最大的差异在于MAU的风机可以在C/R 最低的室内静压操作条件下，做适当的变频控制以达节能之效，然而相较于AHU/DUCT系统内之风机必须做定风量的运转，否则做可变风量运转时势必影向换气次数以致于洁净度也会受到影向。

A.  定流量之压差平衡控制。

B.  运转狀态之监控模式。

A.  个别或群组之风侧温度感测传讯器及冰水侧 之电动阀流量控制。

B.  运转狀态的监控模式。

A.  个别区间搭配电动风门及静压感测传讯器之 静压控制。

B.  运转狀态的监控模式。

A.  此一系统可以做FFU的运转狀态的监控模式，但此项功能绝非必要，可依业主的需求 做弹性调整。

3.4.3  详如图面：FFU/DCC-MC-07，FFU/DCC-MC-08， FFU/DCC-MC-09AHU/DUCT-AC-07

3.5.1 AHU/DUCT 系统：

3.5.1.2  于加湿器、 加热 器因外 气风 量及内 部的 COOLINGLOADING 相同，因此其设备一致，所以 电力设备的规格无太大差异。

3.5.2 FFU/DCC 系统：

3.5.2.1  此一系统 MAU 内的风机，就只是提供室内 新鲜空气换气及维持适当的正压所需的风量，因此 其风机的规格较小，所以其电力设备容量相对较小;由于制程排气尖離峰的使用区间不一，因此可以增设变频器依风管静压的改变來做风机的可变风量 调整。

3.5.2.2  由于增加FFU做为 C/R 内循环风量的动力來源，因此势必依 FFU 个区之电力回路增设电力 回路控制盘及电力盘至FFU 设备的二次侧管线系统。

3.6 AHU/DUCT 系统及 FFU/DCC 系统的工料分析：

3.6.1  设计条件：

A.  室内有效面积：745M²，有效容积：745M²(A)*3.5M(H)=2607.5M³

B.  循环换气次数：3IMES/HOUR

C. 循环风量：112,835CMH

D.  室内静压：2mmaq 外气换气风量为2TMES/HOURS2607.5CMH*2=5,215CMH

E.制程排气风量=3,950CMH

F.  外气风量=9,165CMH

G.  外气焓值=141,874kcal/hr

H.  室内热负荷=100,046kcal/hr

4.1  耗电量之电费分析：

4.1.1 AHU/DUCT 系统：

A.    AHU 风机之耗电量：

B.    以每天运转 12 小时一年之电费：

A. MAU 风机之耗电量：

B. FFU 风机之耗电量：

C.    DCC 泵浦之耗电量：

4.1.3  由 4.1.1-4.1.2=41,558(元/年)，由此可以得知使用 AHU/DUCT 系统比 FFU/DCC 系统的电费为高， 约增加 12%。

4.2.1 FFU/DCC 系统：

4.2.2 AHU/DUCT 系统：

4.2.2.1  此一系统，既设建筑物于上层 PU 天花板上 方的净高度必须维持 1.5M,如此得以安装双 C 辅助 吊架及空调风管。

4.2.2.2  此一系统的 AHU 的风量为 61000CMH，规格尺寸相当大，因此必需规划空间得以容纳此一设备。

4.2.2.3  维修保养及运转风险上的评估：

A.  若考量生产制程因以上的设备的故障及维修 而被中断的风险所须付出高额的代价时，就 必需考量到使用 AHU/DUCT 系统势必再增设 两台 AHU 做为 BACK-UP，因此所增加的成 本，与 FFU/DCC 系统就只差 1.25 倍，而且既 设空间是否足够得以容纳此一设备，更需慎 思衡量的重点。

B.  FFU/DCC 系统适合使用于同一洁净室内不同 等 级的制程条 件下被灵活 使用，然而 AHU/DUCT 系统适合被使用在单一制程条件 下之洁净室。

C.  FFU/DCC  系统适用在确效性更高的制程环 境，而 AHU/DUCT 系统则因结构上的差异，

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