半導(dǎo)體廠房無塵潔凈車間降低能耗的解決方案

發(fā)布日期：2022-01-04 內(nèi)容來源于：http://www.tianjiansw.com/

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無塵車間輸送線需要建造，很大原因是因為在設(shè)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(shè)計不?！I(yè)，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(dāng)高的，高·效率的設(shè)計和高·效率設(shè)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(jié)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。

無塵車間輸送線對已建成工廠的改建通常會陷入到毫無意義的經(jīng)濟(jì)漩渦當(dāng)中。升級的投資收回率通常比直接購買新設(shè)備要高很多。大部分工廠設(shè)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zhi少是50%，對照投資新的固定資產(chǎn)，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(yè)的競爭力和投資股東的興趣。在今天高度發(fā)達(dá)的工業(yè)中，無塵車間運行和產(chǎn)品設(shè)計一樣需要改革。

一、低斷面風(fēng)速設(shè)計斷面風(fēng)速就是空氣處理部件中空氣經(jīng)過過濾器或者加熱/冷卻盤管的速度低斷面風(fēng)速（LFV）設(shè)計使用更大的空氣處理器和較小的風(fēng)機(jī)，從而降·低空氣的流速，降·低能耗和設(shè)備使用時間成本。

大部分工程師根據(jù)“經(jīng)驗”把空氣處理器設(shè)計成500英寸/分鐘。這樣的設(shè)計雖然節(jié)省時間，但是卻增加了運作費用。在低斷面風(fēng)速（LFV）設(shè)計中，使用更大的空氣處理器和更小的風(fēng)機(jī)，從而降·低空氣的流速，降·低能耗和設(shè)使用時間成本。

壓降決定了風(fēng)機(jī)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(fēng)速降·低20%，那么壓降將下降36%；如果斷面風(fēng)速降·低50%，壓降將下降四分之三。根據(jù)“立方定則”，風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)能量，可以使用比較小的風(fēng)機(jī)和馬達(dá)。小風(fēng)機(jī)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(fēng)速情況下，工作效·果更好、使用時間更長。

LFV設(shè)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(shè)計，幾乎沒有尖角，從而使壓降減少10%到15%。LFV設(shè)計也可以把壓降降·低四分之一。目標(biāo)是使能量損耗降·低zhi少25%，減小變速風(fēng)機(jī)的大小。zui優(yōu)的斷面風(fēng)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、無塵車間輸送線換氣次數(shù)潔凈室維持一定的空氣流量來保持清潔度和顆粒數(shù)

流量根據(jù)每小時的換氣次數(shù)來確定，同時這也決定了風(fēng)機(jī)尺寸、建筑構(gòu)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(shù)降·低20%就可以使風(fēng)機(jī)的尺寸降·低50%。空氣潔凈度比節(jié)約能耗更重要，但是新的研究成果已經(jīng)有降·低潔凈成本的記載了。關(guān)于zui佳換氣次數(shù)還沒有達(dá)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(diào)查顯示，ISO第5級標(biāo)準(zhǔn)的潔凈室推·薦的換氣次數(shù)變化范圍是從250到700以上。

美國的一所國·家實驗室正在確定ISO第5級潔凈室的標(biāo)準(zhǔn)。研究顯示，實際換氣次數(shù)范圍是90到250――比cao作規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)低很多，而且不會影響生產(chǎn)和潔凈度。因此建議ISO第5級潔凈室的換氣次數(shù)大約是200，保守的上限是300。

三、馬達(dá)效率馬達(dá)消耗了潔凈室的大部分電能

無塵車間輸送線連續(xù)運轉(zhuǎn)的馬達(dá)每月消耗大量的電力。適當(dāng)?shù)靥岣摺ば?、適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)尺寸，在翻新后，經(jīng)濟(jì)效·果多半是不錯的。效率增加幾個百分點，利潤就可增加。使用優(yōu)質(zhì)高·效的馬達(dá)，不一定會花費太多。高·效率意味著zui小，在改變馬達(dá)的尺寸之前先盡量減小負(fù)荷。在輸出量變化時，利用變速驅(qū)動（VSD）可以提高cao作效率。