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「洁净厂房净化」洁净厂房净化空调系统节能净化的做法

发布时间:2021-01-08        来源:www.ynzhongsheng.com
    随着科学技术的进步和技术的提高,每个企业的产量都有了很大的提高,产品质量在很大程度上得到了保证。然而,随着产品集成度的提高和生产环境清洁度的提高,电子车间的能耗迅速增加,成为典型的能源消耗大户。进入新世纪,能源问题已经成为制约我国持续快速发展的瓶颈。能源短缺导致能源价格上涨,这使得电子厂房的节能问题成为相关企业关注的焦点。企业要想在激烈的市场竞争中迎头赶上,不被淘汰,就必须面对洁净工厂空调系统的节能问题。
云南洁净厂房净化
    1.清洁车间在中国的快速发展。

    经过多年的发展,中国集成电路产业在设计、生产和销售方面取得了长足的进步和发展。中国的集成电路制造技术已经进入国际主流领域,其设计和封装技术已经接近国际水平。晶圆制造技术从0.35μm到0.18μm甚至0.13μm不等,同时开发了一批具有自主知识产权的“中国核”,如方舟、龙芯、爱国者、星光、网芯、展讯等。目前,中国已经建成了代表国际领先技术水平的12英寸集成电路生产线。随着其技术水平的提高,这些新兴的生产线对生产环境的洁净度要求越来越高,而极高的洁净度主要是通过洁净工厂及其洁净空调系统来实现的。

    2.洁净厂房空调系统的特点。

    与一般民用建筑的空调系统不同,洁净厂房的空调系统对控制区域的洁净度要求较高。在导体器件车间,只要有电路线宽1/10~1/3大小的灰尘落在硅基片上,芯片电路就可能短路。如今,半导体集成电路的发展突飞猛进。最近英特尔公司推出了一款线宽32nm的高端处理器芯片,将生产环境的清洁度控制推向了极 致。此外,洁净车间的空调系统对洁净度要求较高,对温度、湿度、振动、噪音等也有不同程度的要求。

    同时,由于半导体器件生产工艺的特点,要求在洁净车间全天(24h)保持相应的清洁度。为此,洁净空调系统(包括排风系统)及其配套的冷热源和相应的输送系统需要每天24小时运行,这与其他空调系统有很大的不同。运行时间的增加也使得其空调系统的节能更具潜力和意义。

    为了降低洁净厂房空调系统的能耗,首先需要分析其能耗特性。

    1)供气量大

    清洁度的改善和维护是半导体器件车间空调系统设计和运行中的一项重要任务。这项任务的完成依赖于以高能耗为代价的高供气量。就送风量而言,一般办公楼的换气次数约为10h-1,而在大型半导体器件厂,为了满足相应的洁净度要求,需要保证较高的换气次数,导致循环风量非常大。100级洁净室的换气次数可以从400h-1中选择,10000级洁净室的换气次数可以每天从40h-1中选择,100000级洁净室的换气次数也需要30h-1。

    2)新鲜空气负荷大

    在电子厂房中,一些车间排放有害气体,需要通过排风来消除,增加了系统的新风量。洁净室的各种冷负荷中,最重要的是新风、风机温升和设备散热,尤其是新风。据相关部门统计,新风负荷可在20%-70%之间,风机温升可在8%-20%之间,工艺设备可在16%-50%之间。洁净室平均所需新风量为45~60m3/(m·m2),新风的冷负荷约为室内显热负荷的两倍。

    3)风机总压高

    工艺设备的加热条件因生产工艺的不同而不同。有些工艺设备是高热设备,需要更多的冷负荷来抵消。总之,洁净厂房空调系统具有排风风量大、送风风量大、工艺设备发热量大、风机阻力大、静压高等特点,这些共同造成了洁净厂房空调系统的高能耗。

    与纯空调房间相比,自然洁净室的建筑成本和单位面积能耗要高得多。然而,清洁空调系统的节能问题在我国并没有得到足够的重视。然而,随着信息产业向中国的战略转移,清洁工厂的高能耗和节能问题已经成为中国能源短缺不可回避的问题。因此,洁净室和洁净工厂空调系统的节能具有积极的意义。

    3.系统节能方案

    洁净厂房的空调系统首先是一个空调系统。因此,空调系统的一般节能措施,如围护结构保温、系统变流量、余热回收、选择高等教育冰箱、水泵风机设备等。,可应用于洁净厂房空调系统的节能设计和改造。同时,洁净厂房的空调系统有其自身的特点,因此有其自身的系统节能特点和方法。

    1)将洁净风量与空调风量分

    洁净室进风口的作用是空调(对空气进行温湿度处理,以满足洁净室的温湿度要求);二是净化(空气过滤符合洁净室的洁净度要求)。正常情况下,净化风量大大超过空调的风量。如果空调的进风口同时起到空调和净化的作用,即空调的风量和净化后的风量不分开,所有的回风必须由空调箱集中处理。当这个非常大的风量通过空气处理设备时,阻力会很大,风扇的能耗会急剧增加。冷热抵消,造成不必要的浪费。如果空调和净化的风量分开处理,净化后的风量可以过滤,可以大大缩短净化风量输送管道的长度;至于空调的风量,由于风量变小,可以节省空气冷热处理,同时可以减少传动截面,降低能耗。

    2)降低空调系统的风量

    洁净车间对洁净度的要求很高,导致空调系统的风量很大。根据空气动力学的知识,风扇等动力设备的能耗与其风量的立方功率成正比。因此,降低系统风量对洁净厂房空调系统的节能具有重要意义。

    净化空调系统的送风量取决于换气次数和房间容积。所以要减少系统的送风量,可以从减少换气次数和清洁空间入手。换气次数取决于清洁度和气流组织。

    (1)空气分布

    洁净室气流组织和分布的合理设计称为气流组织。洁净室的气流模式有三种:非单向流动、单向流动和混合流动。单向流洁净室中的气流从送风侧平稳地流向相应的回风侧。为此,可以选择更高的清洁度。但是需要很大的风量和能耗。洁净室中不同位置的空气速度和非单向流动的方向是不同的。污染物被高效过滤器处理后的清洁空气稀释,以保持室内所需的空气洁净度水平。混流洁净度是同一个洁净室中非单向流型和单向流型的结合,其特点是在需要严格空气洁净度的地方采用单向流型,而其他是非单向流型,既满足了使用要求,又节省了设备投资和运行成本。

    为了实现洁净车间空调系统的节能,应根据车间不同场所对洁净度的不同要求,采用相应的气流组织方式。通过CFD模拟可以进行科学的气流组织,合理降低洁净室的平均气流速度、换气次数和送风量,从而降低系统能耗。

    (2)减少清洁面积

    减少清洁面积:一方面,减少净化系统的供气量;另一方面也可以减少和控制人员对清洁区域的影响。单向流动的清洁区可以通过将高临界要求的清洁区与周围要求宽松的清洁环境物理隔离来减少,即对关键清洁区采用“点”或“线”保护而不是“面”保护。比如在安全实验室、药厂、小规模生产用户中,经常在非单向流洁净室设置洁净工作台,洁净量作为层流罩等局部单向流洁净区;IC工厂中,清洁控制区一般较大,因此工艺设备的核心加工区可以与维修保养区物理分离,关键加工区可以放置在层流罩下,高清洁度可以通过单向流动来维持和控制;而其他区域要求的清洁度降低。由于核心区域仍然相对较小,采用这种方法可以明显降低系统的总运行成本。

    (3)减少新鲜空气量

    由于新风负荷在洁净厂房空调系统中占很大比例,减少新风量对降低洁净空调系统能耗具有重要意义。

    要减少系统的新风量,首先要减少系统的排风量。在IC工厂,由于半导体生产中大量使用酸、碱、有机溶剂,会产生各种有毒有害气体。所以尽量采用局部排气,用最少的空气量控制有害气体的扩散,排到室外。


    4)系统软件排风量操纵

    从环保节能的视角看来,净化室的送排风量应该是维持净化室溫度、环境湿度和洁净度等级的最少送排风量。殊不知,因为各种各样缘故,系统软件中的排风量常常产生变化。这必须相对的自动控制系统。即便追踪过虑摩擦阻力的转变,还可以依据生产制造状况调节系统软件的供供气量。可在系统软件的排风系统道和排风道设定排风量感测器智能变送器,相互配合微压差变送器检测正压力,并将检验数据信号发给系统软件的PLC等控制板,随后运用完善的变频器原理调整离心风机等机器设备的转速比,完成系统软件排风量的提升运作。另外,可编程控制器能够用于设置时间,进而完成廷时和全自动转换。

    自然,如前所述,净化车间空调机组的环保节能还包含许多别的层面。文中对于净化车间空调机组的独特性,讨论了相对的环保节能对策。别的与一般空调机组环保节能同样的层面在许多类似文章上都有阐述.


    4.结果。

    1)伴随着在我国信息技术产业的发展趋势,出現了愈来愈多的清理加工厂。现阶段,净化车间空调机组的环保节能已变成生产商减少产品成本、提升核心竞争力、战胜竞争者的关键方式。因而,其空调机组的环保节能变成科学研究的关键和生产商关心的聚焦点;

    2)净化车间空调机组因排风量大、新风系统负载重、摩擦阻力大,耗能很高,是一般空调机组的10倍之上。因而,净化室空调机组的电气设计和运作具备较强的重要性和发展潜力;

    3)根据降低和提升自然通风,将清洁排风量与中央空调排风量分离出来,降低洁净区,能够明显减少系统软件的送排风量;根据设定系统软件排风罩等提升配备对策,减少系统软件排风量;选用自动控制系统方式,加强管理,能够优化软件的排风量运作。这种都是会明显减少系统软件的耗能水准。