空調氣流系統
IMPLEMENTATION REQUIREMENTS
空調系統簡介
空調系統具有多項功能，包括調節溫度和濕度、改變氣流形狀和方向、淨化空氣等。根據使用對象的不同，空調系統大致可以分為舒適性空調和工業性空調兩大類。
舒適性空調主要根據人體舒適需求而設計，通常用於家庭、辦公室、旅館等場所。
而工業性空調則是根據生產或作業的特殊需求而設計，主要應用於以下場所：
- 工業無塵室（如精密工業和電子工業）
- 生化無塵無菌室（如食品和製藥廠、醫院手術室）
- 學術單位實驗室
- 博物館或美術館的展覽品倉庫
這些工業性空調還可以進一步細分。
| 種類 | 要求重點 | 處理方式 |
|---|---|---|
| 淨化空調 | 對空氣的溫度、濕度有一定要求，而且對空氣中塵埃大小和數量有嚴格要求。 | 主要是以配置過濾器來實現，按照不同的淨化級別配置不同級別的過濾器。 |
| 恆溫恆濕空調 | 對室內溫度、濕度基數和精度均有嚴格的要求。 | 需有一套功能完備的控制系統來配套空調箱實現。 |
空調系統組成
中央空調系統是由一系列驅動流體流動的動力元件（如泵、風扇和壓縮機）、各種型式的熱交換器（如冷卻除濕盤管、蒸發器、冷凝器和散熱器）以及連接各種裝置的管線（如風管、水管和冷媒管）所組成的系統。
中央空調系統通常包括以下五個循環：
- 室內空氣循環。
- 冰水循環。
- 冷媒循環。
- 冷卻水循環。
- 室外空氣循環。
這五個循環系統之間密切相關，改變其中一個循環可能導致系統變成其他形式的空調系統。
例如，如果去除冷卻水循環，系統就會變成氣冷式冰水主機；如果去除冷卻水和冰水循環，系統就會變成家庭常見的窗型或分離式冷氣機。
根據不同的使用需求，可以選擇不同功能的設備，從而實現各種不同類型的空調系統，例如家用系統、辦公室系統、恆溫恆濕系統和加壓過濾系統等。
無塵室氣流方式
無塵室的氣流設計會根據不同的等級而有所區別，主要分為單向流潔淨室和非單向流潔淨室兩種類型。
非單向流潔淨室：又稱亂流式，其氣流呈現不規則或渦流狀態，通常應用於對潔淨度要求較低的空間。
單向流潔淨室：又稱層流式，氣流呈現均勻的直線型態，氣流由高效過濾器進入室內，再由地板或兩側隔板回流。層流的優點在於不會受到不穩定氣流的干擾，因此適用於對潔淨度要求較高的無塵室。
單向流潔淨室進一步細分為垂直層流和水平層流兩種類型。
單一流向型潔淨室
垂直層流式CLASS：10~1,000級
指該潔淨室當過濾 後的空氣進入後，以平行氣流單向流過工作區，且含有極少數的亂流區域。典 型的單一流向潔淨室有HEPA過濾系統，其涵蓋範圍為整個天花板（垂直氣流）或是一面牆（水平氣流）的80﹪，甚至更多。單一流向型潔淨室
水平層流式CLASS：100~10,000級
指該潔淨室當過濾 後的空氣進入後，以平行氣流單向流過工作區，且含有極少數的亂流區域。典 型的單一流向潔淨室有HEPA過濾系統，其涵蓋範圍為整個天花板（垂直氣流 ）或是一面牆（水平氣流）的80﹪，甚至更多。非單一流向型潔淨室
亂流式1CLASS：10,000~100,000級
本室的特徵是過濾後的空氣流入潔淨室或吹入工作區時，其流速不均勻或為亂流，在該潔淨室內空氣皆為 非均勻、任意流動型態。非單一流向型潔淨室
亂流式2CLASS：1,000~100,000級
本室的特徵是過濾後的空氣流入潔淨室或吹入工作區時，其流速不均勻或為亂流，在該潔淨室內空氣皆為 非均勻、任意流動型態。非單一流向型潔淨室
亂流式3CLASS：1000~10,000級
本室的特徵是過濾後的空氣流入潔淨室或吹入工作區時，其流速不均勻或為亂流，在該潔淨室內空氣皆為 非均勻、任意流動型態。
單一流向型潔淨室－垂直層流式
CLASS：10~1,000級
指該潔淨室當過濾
後的空氣進入後，以平行氣流單向流過工作區，且含有極少數的亂流區域。典
型的單一流向潔淨室有HEPA過濾系統，其涵蓋範圍為整個天花板（垂直氣流）或是一面牆（水平氣流）的80﹪，甚至更多。
單一流向型潔淨室－水平層流式
CLASS：100~10,000級
指該潔淨室當過濾 後的空氣進入後，以平行氣流單向流過工作區，且含有極少數的亂流區域。典
型的單一流向潔淨室有HEPA過濾系統，其涵蓋範圍為整個天花板（垂直氣流
）或是一面牆（水平氣流）的80﹪，甚至更多。
非單一流向型潔淨室－亂流式1
CLASS：10,000~100,000級
本室的特徵是過濾後的空氣流入潔淨室或吹入工作區時，其流速不均勻或為亂流，在該潔淨室內空氣皆為
非均勻、任意流動型態。
非單一流向型潔淨室－亂流式2
CLASS：1000~100,000級
本室的特徵是過濾後的空氣流入潔淨室或吹入工作區時，其流速不均勻或為亂流，在該潔淨室內空氣皆為
非均勻、任意流動型態。
非單一流向型潔淨室－亂流式3
CLASS：1000~10,000級
本室的特徵是過濾後的空氣流入潔淨室或吹入工作區時，其流速不均勻或為亂流，在該潔淨室內空氣皆為
非均勻、任意流動型態。
無塵室空調原理
無塵室使用空調的目的是為了穩定控制室內的溫度、濕度和壓力，同時製造出符合需求且能夠持續穩定供應足夠潔淨空氣的環境。
無塵室空調氣流的基本處理程序如下：
首先，外部空氣經過外部空氣調節箱（Make-up Air Unit, MAU）進行初步處理，包括初級和袋式濾網過濾微粒，同時控制其溫度和濕度。然後，外部空氣與無塵室內的回風風量混合，通過冷卻盤管進行冷卻以符合無塵室的要求規格。接下來，通過風扇過濾組（Fan Filter Unit, FFU）帶動無塵室的氣流循環，同時帶走微粒和熱量。最後，通過高效或超高效過濾器（HEPA或ULPA Filter）進行過濾，將空氣供應至作業區。
無塵室空調特性
- 溫濕度要求與一般空調差異
一般空調溫度約18~26度，而無塵室空調溫度必須控制在22~24 度 ; 一般空調相對溼度約40%~65%；而無塵室空調的相對溼度約在45%~55%。
- 溫濕度要求與一般空調的區別
由於半導體製程對溫度和濕度變化非常敏感，因此無塵室中大部分區域的溫度必須在原設定值的±1°C以內，濕度必須在原設定值的±3%以內。
- 氣流分佈需均勻
為確保無塵室的空調系統能有效地帶走微粒，以維持其潔淨度，除了氣流速度必須達到一定標準外，氣流的方向也必須根據無塵室的等級進行適當的控制，以確保氣流分佈均勻。
- 補充外部空氣
為避免室外的溫、溼度、微粒影響無塵室生產區的環境條件，並延長無塵室空氣過濾網的壽命，其室內需維持比室外較高壓力，所以無塵室需要強補外部空氣，以確保室內處於正壓狀態。而由於半導體及部分產業製程會產生大量的揮發氣體、廢氣和毒氣，這些氣體必須全數排除，故其產業之無塵室製程排氣量相當大。因此，其需要補充的外部空氣將更多些，但也不能無條件增加，以免潔淨空氣逸散，增加運轉成本。
- 全天候運轉監控
由於半導體製程對溫度和濕度變化非常敏感，無塵室的空調系統必須全天候運轉並持續監控管理，以確保作業環境的穩定性。例如，黃光區的Stepper光學機台對微小的溫濕度變化都非常敏感，因此需要保持恆溫恆濕的環境，以確保裝置的準確度和良率。
