潔凈廠房空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)
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(duì)控制區(qū)的潔凈度有很高要求。導(dǎo)體器件廠房?jī)?nèi),在硅襯底上只要落有電路線寬1/10~1/3大小的塵埃,就可能導(dǎo)致芯片電路短路。如今,半導(dǎo)體集成電路的發(fā)展突飛猛進(jìn),最近英特爾公司更是推出了采用32 nm線寬的高端處理器芯片,把生產(chǎn)環(huán)境的潔凈度控制推向了極致。另外,潔凈廠房空調(diào)系統(tǒng)除對(duì)潔凈度要求較高外,還對(duì)溫度、濕度、震動(dòng)、噪音等都有不同程度要求。
潔凈室與潔凈廠房能源消耗比其他的建筑大得多,其運(yùn)行費(fèi)約是一般辦公樓的10(1萬(wàn)級(jí))~30(100級(jí))倍。就空調(diào)冷負(fù)荷而言,一般辦公大樓為120W/m2左右,而大規(guī)模半導(dǎo)體器件廠房可以達(dá)到1400~1 600w/m2。
同時(shí),由于半導(dǎo)體器件生產(chǎn)工藝的特點(diǎn),要求潔凈廠房?jī)?nèi)全天(24h)保持相應(yīng)的潔凈度,目此,潔凈空調(diào)系統(tǒng)(包括排風(fēng)系統(tǒng))、為其配套的冷、熱源及相應(yīng)的輸送系統(tǒng)需每天24 h運(yùn)行,這也與其他空調(diào)系統(tǒng)極其不同。運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)也使其空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能更具有潛力和意義。
為了減小潔凈廠房空調(diào)系統(tǒng)的耗能,首先有必要對(duì)其耗能的特點(diǎn)進(jìn)行分析。
1送風(fēng)量大
潔凈度的提高和維持是半導(dǎo)體器件廠房空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的重要任務(wù),這一任務(wù)的完成要依賴很高的送風(fēng)量,是以高能耗為代價(jià)的。就送風(fēng)量而言,一般辦公大樓換氣次數(shù)為10h-1左右,而大規(guī)模半導(dǎo)件器件廠房?jī)?nèi),為了滿足相應(yīng)的潔凈度要求,需要保證很高的換氣次數(shù),致使循環(huán)風(fēng)量非常大。100級(jí)潔凈室的換氣次數(shù)可選到400 h-1,10000級(jí)潔凈室的換氣次數(shù)日選到40 h-1,100000級(jí)潔凈室的換氣次數(shù)也要30 h-1。
2新風(fēng)負(fù)荷大
在電子廠房中,某些車間散發(fā)出有害氣體,需要通過(guò)排風(fēng)加以消除,這就加大了系統(tǒng)的新風(fēng)量。潔凈室的各類制冷負(fù)荷中,最重要的有新風(fēng)、風(fēng)機(jī)溫升和設(shè)備散熱3項(xiàng),而尤以新風(fēng)最大。根據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì),新風(fēng)負(fù)荷可以從20%~70%,風(fēng)機(jī)溫升從8%~20%多,工藝設(shè)備可以從16%~50%。潔凈室內(nèi)平均所需新風(fēng)量在45~60m3/(m.m2),新風(fēng)冷負(fù)荷比室內(nèi)顯熱冷負(fù)荷還要大約近1倍。
3 風(fēng)機(jī)全壓高
由于凈化空調(diào)中過(guò)濾器很多,其中僅高效過(guò)濾器的初阻力就在200Pa以上,終阻力在400 Pa以上;而要求高的車間ULPA的阻力會(huì)更大。其新風(fēng)要求三級(jí)過(guò)濾,再加上化學(xué)過(guò)濾器,新風(fēng)機(jī)組的風(fēng)壓要求在2 500Pa左右。這些都會(huì)致使所用風(fēng)機(jī)靜壓很高,導(dǎo)致風(fēng)機(jī)耗能增加。
另外,工藝設(shè)備的發(fā)熱情況隨不同的生產(chǎn)工藝不同而不同,有些工藝設(shè)備是高發(fā)熱設(shè)備,就需要較多冷負(fù)荷來(lái)抵消?傊瑵崈魪S房空調(diào)系統(tǒng)具有排風(fēng)量大、送風(fēng)量大、工藝設(shè)備發(fā)熱量大、阻力大和風(fēng)機(jī)靜壓高的特點(diǎn),這些共同造就了潔凈廠房空調(diào)系統(tǒng)的高耗能。
自然潔凈室和單純空調(diào)房間相比,單位面積建設(shè)費(fèi)用和能耗要大得多。但潔凈凈化空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問(wèn)題,在國(guó)內(nèi)尚未引起足夠的重視。但隨著信息產(chǎn)業(yè)向我國(guó)的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)移,潔凈廠房的高耗能、節(jié)能問(wèn)題也成為能源緊缺的我國(guó)一個(gè)不可回避的問(wèn)題。目此,潔凈室與清潔廠房的空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能就有著積極的意義。
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潔凈室恒溫恒濕空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)耗電占整廠耗電量的約40~60%,一座晶圓廠的耗電量相當(dāng)于一座十萬(wàn)人口的城市;大部分已建成潔凈室,或許可能方案造價(jià)較低,為降低成本和趕工期,較低導(dǎo)致未能采用有效的節(jié)能設(shè)備和方案,現(xiàn)有的大量潔凈室,有很大的節(jié)能改善空間;
采用更加節(jié)能、帶熱回收的主機(jī);變頻技術(shù)、及通過(guò)系統(tǒng)分析對(duì)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)采用智能控制,提高系統(tǒng)運(yùn)行COP;通過(guò)采取全面改善措施,可以降低系統(tǒng)耗電10~30%。
公司應(yīng)當(dāng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益來(lái)考慮節(jié)約成本開(kāi)支,來(lái)綜合評(píng)估一個(gè)項(xiàng)目方案的可行性。
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