半導體廠房潔凈車間降低能耗的10個解決方案(一)
2022-04-23 來自: 海博爾凈化工程有限公司 瀏覽次數:281
行業電子潔凈室廠房中都是微電子設備,這些設備的特點是工作信號電壓很低(一般只有10伏左右),抗干擾能力差,對防靜電的要求高,在設備運行中,產生的靜電干擾京密儀表正常工作狀態,導致數據失準、產品及設備性能不穩定;更為嚴重,就是直接導致器件不能操作,完全失去功能。
無塵潔凈室需要建造,很大原因是因為在設計和建造工廠時,由于成本的考慮走捷徑,或者是因為方案設計不轉業,造成了不合理的因素。由于無塵廠房工程方面,很多是一次性的投入,成本相當高的,髙效率的設計和髙效率設備通常需要很大的前期投入,由于種種原因,造成很多“小處節約大處浪費”的所謂捷徑和削減成本,會造成工廠的運行性能降低和能耗增加。
對已建成工廠的改建通常會陷入到毫無意義的經濟漩渦當中。升級的投資收回率通常比直接購買新設備要高很多。大部分工廠設備翻新的投資回收期不超過兩年。也就是說,通常投資收回率至少是50%,對照投資新的固定資產,則只有10%到15%(即投資回收期需要七年時間)。這些情況降低了企業的競爭力和投資股東的興趣。在今天高度發達的工業中,無塵車間運行和產品設計一樣需要改革。
一、低斷面風速設計斷面風速就是空氣處理部件中空氣經過過濾器或者加熱/冷卻盤管的速度低斷面風速(LFV)設計使用更大的空氣處理器和較小的風機,從而降低空氣的流速,降低能耗和設備壽命成本。
大部分工程師根據“經驗”把空氣處理器設計成500英寸/分鐘。這樣的設計雖然節省時間,但是卻增加了運作費用。在低斷面風速(LFV)設計中,使用更大的空氣處理器和更小的風機,從而降低空氣的流速,降低能耗和設壽命成本。
壓降決定了風機的能量損耗。由“平方定則”可知壓降與速度下降的平方成正比。如果斷面風速降低20%,那么壓降將下降36%;如果斷面風速降低50%,壓降將下降四分之三。根據“立方定則”,風機能耗的變化與流量變化的立方成正比。如果空氣流量降低50%,風機能耗將下降88%。
因此,較大尺寸的空氣處理器、較大的過濾器和盤管面積消耗較少的風機能量,可以使用比較小的風機和馬達。小風機給空氣添加的熱量比較少,降低了冷卻的難度。厚度小的盤管更容易清洗、工作效率更高,所以冷凍水的溫度可以更高。過濾器在低斷面風速情況下,工作效果更好、壽命更長。
LFV設計減少了空氣和水的壓降,減小了冷卻盤管的帶水量。流線型設計,幾乎沒有尖角,從而使壓降減少10%到15%。LFV設計也可以把壓降降低四分之一。目標是使能量損耗降低至少25%,減小變速風機的大小。罪優的斷面風速范圍是250-450英尺/分鐘,具體取決于使用情況和能量消耗。
二、換氣次數潔凈室維持yi定的空氣流量來保持清潔度和顆粒數
流量根據每小時的換氣次數來確定,同時這也決定了風機尺寸、建筑構型和能量消耗。在保持潔凈度的前提條件下,空氣流速的降低可以降低建造及能耗成本。換氣次數降低20%就可以使風機的尺寸降低50%。空氣潔凈度比節約能耗更重要,但是罪新的研究成果已經有降低潔凈成本的記載了。關于罪佳換氣次數還沒有達成共識。許多原則都已過時,是建立在老觀念上,采用低效的空氣過濾器。調查顯示,ISO第5級標準的潔凈室推薦的換氣次數變化范圍是從250到700以上。
美國的一所guo家實驗室正在確定ISO第5級潔凈室的標準。研究顯示,實際換氣次數范圍是90到250――比操作規程標準低很多,而且不會影響生產和潔凈度。因此建議ISO第5級潔凈室的換氣次數大約是200,保守的上限是300。
三、馬達效率馬達消耗了潔凈室的大部分電能
連續運轉的馬達每月消耗大量的電力。適當地提髙效率、適當地調節尺寸,在翻新后,經濟效果多半是不錯的。效率增加幾個百分點,利潤就可增加。使用尤質髙效的馬達,不yi定會花費太多。髙效率意味著罪小,在改變馬達的尺寸之前先盡量減小負荷。在輸出量變化時,利用變速驅動(VSD)可以提高操作效率。