潔凈廠房空調(diào)系統(tǒng)的特點

                          潔凈廠房空調(diào)系統(tǒng)與一般民用建筑的空調(diào)系統(tǒng)的不同，它首先對控制區(qū)的潔凈度有很高要求。導(dǎo)體器件廠房內(nèi)，在硅襯底上只要落有電路線寬1/10～1/3大小的灰塵可能會導(dǎo)致芯片電路短路。除了對清潔度的高要求外，潔凈廠房的空調(diào)系統(tǒng)對溫度、濕度、震驚和噪聲也有不同程度的要求。

                          同時，由于半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)工藝的特點，需要整天清潔車間(24h)保持相應(yīng)的清潔度。目前，清潔空調(diào)系統(tǒng)（包括排氣系統(tǒng)）、配套的冷熱源及相應(yīng)的輸送系統(tǒng)每天需要24個h運行也與其他空調(diào)系統(tǒng)大不相同。運行時間的增加也使其空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能更具潛力和意義。

  為了降低潔凈廠房空調(diào)系統(tǒng)的能耗，首先要分析其能耗特性。

  1)送風(fēng)量大

                      清潔度的進步和維護是半導(dǎo)體設(shè)備廠空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計和運行的重要任務(wù)。這項任務(wù)的完成取決于高供氣量和高能耗。就供氣量而言，一般辦公樓的通風(fēng)次數(shù)為10h-1左右，為了滿足相應(yīng)的清潔為了滿足相應(yīng)的清潔要求，需要保證通風(fēng)次數(shù)高，導(dǎo)致輪回風(fēng)量大。100級潔凈室通風(fēng)次數(shù)可選擇400級h-1.每天選擇1萬級潔凈室的換氣次數(shù)40 h-1.1萬級潔凈室的通風(fēng)次數(shù)也應(yīng)為30 h-1。

  2)新風(fēng)負荷大

                      在電子廠房，部分車間發(fā)出有害氣體，需要通過排氣消除，增加了系統(tǒng)的新風(fēng)量。在潔凈室的各種制冷負荷中，最重要的是新鮮空氣、風(fēng)扇溫升和設(shè)備散熱，尤其是大的新鮮空氣。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，新鮮空氣負荷可達20％～70％，風(fēng)機溫升從8％～20％工藝設(shè)備可達16%～50％。潔凈室所需的新風(fēng)量均勻為45～60m3/（m.m2)新風(fēng)冷負荷比室內(nèi)顯熱冷負荷近一倍。

  3)風(fēng)機全壓高

                      工藝設(shè)備的發(fā)熱情況因生產(chǎn)工藝不同而異。有些工藝設(shè)備是高發(fā)熱設(shè)備，需要更多的冷負荷來抵消。簡而言之，潔凈廠空調(diào)系統(tǒng)具有排氣量大、送風(fēng)量大、工藝設(shè)備發(fā)熱量大、阻力大、風(fēng)機靜壓高的特點，共同創(chuàng)造了潔凈廠空調(diào)系統(tǒng)的高能耗。

                      與簡單空調(diào)房相比，天然潔凈室的單位面積建設(shè)成本和能耗要大得多。然而，清潔空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問題在中國還沒有引起足夠的關(guān)注。然而，隨著信息產(chǎn)業(yè)向中國的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，清潔工廠的高能耗和節(jié)能問題也成為中國能源短缺不可避免的問題。目前，潔凈室和潔凈廠空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能具有積極意義。

  3系統(tǒng)節(jié)能方案

                      清潔廠空調(diào)系統(tǒng)首先是空調(diào)系統(tǒng)。因此，一般空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施，如圍護結(jié)構(gòu)保溫、系統(tǒng)流量變化、排氣熱回收、高教育制冷機、水泵風(fēng)機設(shè)備等，可應(yīng)用于清潔廠空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計和改造。同時，清潔廠空調(diào)系統(tǒng)有自己的特點，也有自己的系統(tǒng)節(jié)能特點和方法。

  1)潔凈風(fēng)量與空調(diào)風(fēng)量分開

                      潔凈室進氣功能，一是空調(diào)（空氣溫濕處理，滿足潔凈室溫濕度要求）；二是凈化（空氣過濾滿足潔凈室的清潔要求）。一般來說，凈化風(fēng)量大大超過空調(diào)風(fēng)量。如果空調(diào)進氣同時發(fā)揮空調(diào)和凈化的作用，即空調(diào)風(fēng)量和凈化風(fēng)量不分開，所有回風(fēng)都應(yīng)通過空調(diào)箱進行集中處理。當空氣處理設(shè)備通過空氣處理設(shè)備時，阻力會很大，風(fēng)扇能耗會急劇增加。冷熱抵消，造成不必要的鋪張。如果空調(diào)和凈化部門的風(fēng)量分開處理，可以過濾凈化風(fēng)量，可以大大縮短凈化風(fēng)量輸送管道的長度；對于空調(diào)風(fēng)量，由于風(fēng)量較小，可以節(jié)省空氣冷熱處理，降低輸送部分和輸送能耗。

  2)減少空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量

                      清潔廠對清潔度要求高，造成空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量大。從空氣動力學(xué)知識可以看出，風(fēng)機等動力設(shè)備的能耗與其風(fēng)量的三次成正比。目前，降低系統(tǒng)風(fēng)量對清潔廠空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能具有重要意義。

                      空調(diào)凈化系統(tǒng)的送風(fēng)量取決于通風(fēng)次數(shù)和房間體積。目前，減少系統(tǒng)的送風(fēng)量可以從減少通風(fēng)次數(shù)和減少清潔空間兩個方面入手。通風(fēng)次數(shù)取決于清潔度和氣流組織。

  (1)氣流組織

                      公平設(shè)計潔凈室內(nèi)空氣活動形式和分布，稱為氣流類型。潔凈室的氣流類型主要分為三類：非單向流、單向流和混合流。單向流潔凈室的氣流從室內(nèi)送風(fēng)側(cè)流向相應(yīng)的回風(fēng)側(cè)。目前，可以選擇更高的清潔度。但它需要大量的風(fēng)量和大量的能耗。非單向流的氣流速度和方向在潔凈室的不同地方不同。污染物用高效過濾器處理的潔凈空氣稀釋，以保持室內(nèi)所需的空氣清潔度水平。混合流清潔是將非單向流和單向流在統(tǒng)一潔凈室中的組合。其特點是：單向流，其他為非單向流，既滿足了使用要求，又節(jié)省了設(shè)備投資和運行成本。

                      為實現(xiàn)潔凈廠房空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，應(yīng)根據(jù)廠房不同地方對潔凈度的不同要求采用相應(yīng)的氣流組織?？梢酝ㄟ^CFD科學(xué)的氣流組織可以公平降低潔凈室的均勻氣流速度、通風(fēng)次數(shù)和送風(fēng)量，從而降低系統(tǒng)的能耗。

  (2)減少清潔面積

                      縮小清潔面積：一方面減少凈化系統(tǒng)的送風(fēng)量；另一方面，它還可以減少和控制員工對清潔區(qū)域的影響。物理劃分樞紐要求高的清潔區(qū)域和附近要求不嚴格的清潔環(huán)境，即所謂的樞紐清潔區(qū)域采用點或線保護而不是表面保護，可以減少單向流量的清潔區(qū)域。例如，在安全實驗室、制藥廠和小型生產(chǎn)用戶中，非單向流潔凈室通常設(shè)置清潔工作臺、清潔量或?qū)恿髡值染植繂蜗蛄鳚崈魠^(qū)；在IC工廠，清潔控制面積一般較大，可將工藝設(shè)備的核心加工區(qū)和維護服務(wù)和維護區(qū)物理劃分，樞紐加工區(qū)置于層流蓋下，單向流維護和控制高清潔度；降低其他區(qū)域所需的清潔度。由于核心區(qū)域的面積仍然相對較小，因此可以顯著降低系統(tǒng)的總運行成本。

  3)減少新風(fēng)量

                  在潔凈廠房空調(diào)系統(tǒng)中，新風(fēng)負荷占很大比例。目前，降低新風(fēng)量對降低潔凈空調(diào)系統(tǒng)能耗具有重要意義。

                  要減少系統(tǒng)的新風(fēng)量，首先要減少系統(tǒng)的排氣量。IC工廠中，因為半導(dǎo)體出產(chǎn)中大量使用酸、堿及有機溶劑，會產(chǎn)生各種有毒有害氣體。對此，應(yīng)盡量采用局部排風(fēng)，用起碼的風(fēng)量，控制有害氣體的擴散，并將其排至室外。根占有害氣體披發(fā)的場所結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，在不妨礙工藝操縱的情況下，可加設(shè)各種相應(yīng)的排氣罩。同時為減少有害氣體在的擴散，排風(fēng)口應(yīng)盡量靠近有害氣體披起源。

                  的正壓風(fēng)量與潔凈室的控制壓差和潔凈室的密封性有關(guān)。壓差主要由潔凈室的性質(zhì)和規(guī)格決定。因此，為了減少正壓風(fēng)量的維護，系統(tǒng)的密封性應(yīng)主要增加。由于潔凈系統(tǒng)的正壓高于一般空調(diào)系統(tǒng)，對系統(tǒng)的密封性要求較高。

  4)系統(tǒng)風(fēng)量控制

                  從節(jié)能的角度來看，潔凈室的送風(fēng)量應(yīng)是保持潔凈室溫度、濕度和潔凈度的最小送風(fēng)量。由于各種原因，系統(tǒng)中的風(fēng)量經(jīng)常發(fā)生變化。這需要相應(yīng)的控制系統(tǒng)。即使跟蹤過濾器阻力的變化，也可以根據(jù)生產(chǎn)情況調(diào)整系統(tǒng)的送風(fēng)量，并配合監(jiān)測正壓的微壓差變送器檢測信號送風(fēng)系統(tǒng)PLC等待控制器，然后利用成熟的變頻技術(shù)調(diào)整風(fēng)扇等設(shè)備的速度，實現(xiàn)系統(tǒng)風(fēng)量的優(yōu)化運行。同時，可編程控制器可以設(shè)定延遲和自動切換的時間。

                      當然，正如前面提到的，潔凈廠房空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能還包括很多其他方面。本文僅根據(jù)潔凈廠房空調(diào)系統(tǒng)的特殊性，討論相應(yīng)的節(jié)能措施。與一般空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能相同的其他方面，本文將不再重復(fù)。

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