潔凈室的節(jié)能技術(shù)

1、潔凈室的節(jié)能技術(shù)陳 霖 新中國電子工程設(shè)計院 2004年11月1、潔凈室設(shè)計的特點(diǎn) 1.1 潔凈室設(shè)計的特點(diǎn)（1）依據(jù)產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝、使用要求,確定空氣潔凈度等 級 超大規(guī)模集成電路0.05m 、1級/0.3m 、5級 TFT 0.1m /0.3m ,3級、4級 HDD 0.1m /0.3m , 4級 精細(xì)化工 0.30.5m ,5級-8級 藥品、生物制品 0.5m,7級、8級、8.3級，局部5級 （2）設(shè)計、建造實(shí)現(xiàn)三要素：不引入或少引入 不產(chǎn)生或少產(chǎn)生 不滯留或少滯留1、潔凈室設(shè)計的特點(diǎn) 1.2 潔凈室的類型按用途劃分:工業(yè)潔凈室,主要控制對象微粒 生物潔凈室,主要控制對象微粒、 微生物按

2、氣流型劃分:單向流潔凈室 非單向流潔凈室 混合流潔凈室1、潔凈室設(shè)計的特點(diǎn)（3）依據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝和使用要求，確定壓力、溫度、 濕度 （4）潔凈技術(shù)是一門綜合技術(shù)（5）潔凈室的三項(xiàng)關(guān)鍵專業(yè)技術(shù)+其它 生產(chǎn)工藝技術(shù)及其工藝設(shè)計 空氣凈化技術(shù) 潔凈建筑技術(shù)（6）能量消耗大，送風(fēng)量大（10600次）、冷熱負(fù)荷大（7）建造費(fèi)用高，一般空調(diào)房的5-10倍1、潔凈室設(shè)計的特點(diǎn) 1.3 潔凈室設(shè)計要點(diǎn)（1）充分了解、清晰產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝和使用要求（2）充分了解、分析周圍環(huán)境（影響）（3）準(zhǔn)確選擇、確立凈化空調(diào)系統(tǒng)和相關(guān)公用動力系統(tǒng)（4）作好潔凈室平面、空間布置和人流、物流（5）綜合協(xié)調(diào)各類設(shè)施、各類管線。 無序

3、有序，暗敷、氣密 2、潔凈室能量消耗狀況分析 2.1 能量消耗的特征（1）能量消耗大，冷、熱、電負(fù)荷大，總能耗是一般寫字 樓的10-30倍，冷負(fù)荷是一般空調(diào)的幾倍至幾十倍， 電負(fù)荷大，0.20.15kW/m2（2）連續(xù)性強(qiáng)，晝夜24h（3）在各類潔凈室中，各種設(shè)施的能量消耗比例變化大 制冷機(jī)：2435% 凈化空調(diào)系統(tǒng)：918% 生產(chǎn)設(shè)備：1140% 2、潔凈室能量消耗狀況分析表1 國內(nèi)的幾個潔凈室的能量消耗 2、潔凈室能量消耗狀況分析表2 臺灣幾個IC工廠的能耗 2、潔凈室能量消耗狀況分析圖1 國內(nèi)幾個潔凈廠房的能耗比例 圖2 臺灣IC工廠的各類能耗的比例 2、潔凈室能量消耗狀況分析循環(huán)空氣系

4、統(tǒng)能耗cfm/kW12000800060004000200002、潔凈室能量消耗狀況分析 2.2 潔凈室節(jié)能潛力巨大 從表1可見，微電工廠潔凈室電耗為0.491.1kW/m2 冷負(fù)荷為0.330.6RT/m2 從圖3可見,美國幾個集成電路工廠潔凈室的循環(huán)空氣系統(tǒng)能耗： 10級：50001650cfm/kW(0.120.35W/m3/h) 100級：800015001650cfm/kW(0.120.35W/m3/h) 各類潔凈室能耗不等、差距較大、各種設(shè)施耗能比例不同3、潔凈室的節(jié)能措施 節(jié)能措施主要有： 廠址、總平面布置，污染少、朝向、綠地 平面布置 減少潔凈面積、減少高級別面積 恰當(dāng)?shù)臐崈舳?/p>

5、等級 組織好人流、物流和輔助用房 作好空間規(guī)劃 建筑平面、立面設(shè)計外墻構(gòu)造、立面造型 門窗數(shù)量、位置 選好圍護(hù)結(jié)構(gòu)及材料 降低冷（熱）負(fù)荷 提高設(shè)備能效，采取措施，回收冷（熱）量3、潔凈室的節(jié)能措施 降低冷（熱）負(fù)荷： 合理利用潔凈室回風(fēng) 減少潔凈室排氣量 減少泄漏量 降低工藝設(shè)備散熱量 降低P 降低風(fēng)機(jī)用電量，提高效率 加強(qiáng)保溫（冷）措施 變風(fēng)量、變頻機(jī) 合理劃分系統(tǒng)，不開工的房間（區(qū)）不送或少送 減少發(fā)塵量，降低送風(fēng)量 合理選用局部凈化3、潔凈室的節(jié)能措施 提高設(shè)備效率，采用冷（熱）回收裝置： 采用高效制冷機(jī)、風(fēng)機(jī)、換熱設(shè)備 合理配置設(shè)備、防止大馬拉小車 采用高效電氣裝置（含照明），合理配

6、線 回風(fēng)冷（熱）量利用 排氣冷（熱）量回收 冷水機(jī)冷凝熱利用 生產(chǎn)設(shè)備的冷（熱）回收 合理配置動力設(shè)備（冷熱電聯(lián)產(chǎn)、自由冷卻系統(tǒng)采用）4、潔凈室節(jié)能實(shí)例微環(huán)境、隔離技術(shù)的應(yīng)用4、潔凈室節(jié)能實(shí)例表3 微環(huán)境與傳統(tǒng)潔凈室的對比4、潔凈室節(jié)能實(shí)例表4 采用微環(huán)境后的造價降低4、潔凈室節(jié)能實(shí)例表5 FFU、FMV的應(yīng)用4、潔凈室節(jié)能實(shí)例 FFU FMU圖5. FFU、FMU示意圖1-FFU裝置， 2-表冷器， 3-新風(fēng)處理裝置4、潔凈室節(jié)能實(shí)例回風(fēng)冷（熱）回收圖6 回風(fēng)冷（熱）回收示意圖1-粗過濾器，2-顯熱能量回收裝置，3-表冷段，4-加熱段，5-加濕器，6.8-風(fēng)機(jī)，7-中效過濾器，9-排風(fēng)過濾器

7、，10-活性炭過濾器4、潔凈室節(jié)能實(shí)例排氣冷（熱）回收圖7 排氣冷（熱）回收示意圖4、潔凈室節(jié)能實(shí)例自由冷卻制冷系統(tǒng)的應(yīng)用 利用冷卻塔供冷 過渡季、冬季、三北地區(qū) 節(jié)能60%左右圖8 自由冷卻制冷系統(tǒng)示意圖4、潔凈室節(jié)能實(shí)例蓄冰系統(tǒng)4、潔凈室節(jié)能實(shí)例蓄冰系統(tǒng)（a）（b）4、潔凈室節(jié)能實(shí)例冷水機(jī)冷熱的回收利用123456圖11 冷水機(jī)冷凝熱的回收利用1-冷卻塔，2-冷凝器，3-熱回收冷凝器，4-冷水機(jī)，5-冷負(fù)荷，6-水泵4、潔凈室節(jié)能實(shí)例循環(huán)冷卻水的熱回收圖12 冷卻水的熱回收4、潔凈室節(jié)能實(shí)例4、潔凈室節(jié)能實(shí)例圖14 小規(guī)格制冷機(jī)的配置示意4、潔凈室節(jié)能實(shí)例燃?xì)狻⒗?、熱、電三?lián)供系統(tǒng)GT-燃?xì)廨啓C(jī)，HRSB-余熱鍋爐，GFB-燃?xì)忮仩t，HPCH-熱泵型電制冷機(jī)，CHI-電制冷機(jī)（蓄冷），CH-電制冷機(jī), LiBr-蒸汽溴化鋰吸收制冷機(jī)，HE-冷/水換熱器，HE1-生活類水同換熱器5、結(jié)語（1）潔凈室技術(shù)是綜合技術(shù)，各專業(yè)