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电子工厂 HVAC 系统相较于普通工厂的 5 项核心差异

在一般工业工厂中,HVAC 系统主要用于保障人员的工作环境,温度参数范围相对较宽。相比之下,在电子工厂中,HVAC 被视为技术系统的重要组成部分,环境参数本身即成为直接影响产品质量的关键变量。

因此,HVAC 系统的设计思路不能仅依据厂房面积或人员数量,而必须紧密结合生产线特性、设备配置以及各工艺环节的环境控制要求。

温度控制

在电子元件生产过程中,温度已不再只是舒适度指标,而是关键的工艺参数。诸如 SMT 贴片、AOI 检测、电性能测试或封装等工序,通常需要维持 22–24°C 的稳定温度,允许波动范围一般不超过 ±1–2°C,具体取决于各工厂的技术标准。

温度波动或不同区域之间的温度分布不均,可能显著提高不良率,尤其是在高密度元件产品中更为明显。因此,HVAC 设计必须以工艺区域为单位,根据设备特性、运行周期以及未来产线调整与扩展的可能性来计算冷负荷。

工厂照明与 HVAC 系统集成

湿度限制

湿度直接影响静电风险以及电子元件的稳定性。湿度过低会增加静电放电风险,而湿度过高则可能引起元件表面氧化,进而影响焊接质量和产品寿命。

不同于普通工厂只需满足人员舒适性的湿度要求,电子工厂通常需要将湿度控制在 45–55% RH 的狭窄范围内,或依据具体工艺要求设定。为实现这一目标,HVAC 系统必须集成主动除湿方案,并在整个运行过程中进行连续、实时的监测与控制。

空气洁净度

在电子工厂中,空气洁净度是众多生产、装配和检测区域必须满足的技术硬性要求。根据产品类型和工艺阶段的不同,许多工厂需要符合 洁净室等级标准,从 Class 100 到 Class 10000 不等。

在此情况下,HVAC 系统不仅承担温湿度调节功能,还需通过多级过滤系统、大风量送风及高频率循环来控制空气中的颗粒物浓度。AHU 的布置、过滤等级的选择、送回风组织方式以及技术空间布局,都必须在设计初期进行系统性统筹规划。若在传统 HVAC 系统基础上进行改造,往往难以满足洁净室标准,并存在较大的运行风险。

VITAL LINK 工厂装修与洁净室项目

气流与压差管理

在电子工厂中,气流不仅用于热交换,同时也是污染控制的重要手段。高洁净度区域需维持相对于周边区域的正压状态,以防止外部污染空气侵入。

HVAC 系统应依据清晰的压差分级原则进行设计,确保气流受控地从洁净度较高的区域流向洁净度较低的区域。若气流组织不合理,将削弱洁净室运行效果,并直接影响产品品质。

DELCO Construction 工业 HVAC 系统示意

运行冗余与系统扩展性

电子工厂在运行过程中往往伴随工艺调整或产能扩展计划,因此 HVAC 系统需要具备合理的冗余设计、良好的系统分区能力以及未来容量扩展的灵活性。

通过集成中央控制与监测系统,可对温度、湿度、压差及设备运行状态进行实时监控,从而及早发现偏差,降低对生产造成影响的风险。

在技术与能源效率之间取得平衡

由于对环境控制的要求更为严格,电子工厂的 HVAC 系统能耗通常高于普通工业系统。因此,在设计阶段必须在满足技术要求的同时兼顾能源效率,通过合理选择系统架构、实施按需控制以及优化运行策略,实现能耗与性能的平衡。

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