潔凈廠房空調系統特點

   潔凈廠房空調系統與一般民用建筑的空調系統的不同，它首先對控制區(qū)的潔凈度有很高要求。導體器件廠房內，在硅襯底上只要落有電路線寬1/10～1/3大小的塵埃，就可能導致芯片電路短路。潔凈廠房空調系統除對潔凈度要求較高外，還對溫度、濕度、震驚、噪音等都有不同程度要求。

   同時，因為半導體器件出產工藝的特點，要求潔凈廠房內全天（24h)保持相應的潔凈度，目此，潔凈空調系統(包括排風系統)、為其配套的冷、熱源及相應的輸送系統需天天24h運行，這也與其他空調系統極其不同。運行時間的增長也使其空調系統的節(jié)能更具有潛力和意義。

  為了減小潔凈廠房空調系統的耗能，首先有必要對其耗能的特點進行分析。

  1）送風量大

   潔凈度的進步和維持是半導體器件廠房空調系統設計和運行的重要任務，這一任務的完成要依靠很高的送風量，是以高能耗為代價的。就送風量而言，一般辦公大樓換氣次數為10h-1左右，而大規(guī)模半導件器件廠房內，為了知足相應的潔凈度要求，需要保證很高的換氣次數，致使輪回風量非常大。100級潔凈室的換氣次數可選到400h-1，10000級潔凈室的換氣次數日選到40 h-1，100000級潔凈室的換氣次數也要30 h-1。

  2）新風負荷大

   在電子廠房中，某些車間披發(fā)出有害氣體，需要通過排風加以消除，這就加大了系統的新風量。潔凈室的各類制冷負荷中，最重要的有新風、風機溫升和設備散熱3項，而尤以新風最大。根占有關部分統計，新風負荷可以從20％～70％，風機溫升從8％～20％多，工藝設備可以從16%～50％。潔凈室內均勻所需新風量在45～60m3/（m.m2），新風冷負荷比室內顯熱冷負荷還要大約近1倍。

  3）風機全壓高

   工藝設備的發(fā)燒情況隨不同的出產工藝不同而不同，有些工藝設備是高發(fā)燒設備，就需要較多冷負荷來抵消?？傊瑵崈魪S房空調系統具有排風量大、送風量大、工藝設備發(fā)燒量大、阻力大和風機靜壓高的特點，這些共同造就了潔凈廠房空調系統的高耗能。

   天然潔凈室和單純空調房間比擬，單位面積建設用度和能耗要大得多。但潔凈凈化空調系統的節(jié)能題目，在海內尚未引起足夠的正視。但跟著信息工業(yè)向我國的戰(zhàn)略性轉移，潔凈廠房的高耗能、節(jié)能題目也成為能源緊缺的我國一個不可回避的題目。目此，潔凈室與清潔廠房的空調系統的節(jié)能就有著積極的意義。

  3系統節(jié)能方案

   潔凈廠房空調系統首先是一空調系統，因此，一般空調系統的節(jié)能措施，如圍護結構保溫、系統變流量、排風熱回收、選用高教制冷機、水泵風機設備等，都可以合用于潔凈廠房空調系統的節(jié)能設計和改造。同時，潔凈廠房空調系統有自己的特點，也就有自己的系統節(jié)能特點和方式。

  1）潔凈風量與空調風量分開

   潔凈室進風的功能，一是空調(空氣進行溫、濕處理，知足潔凈室的溫、濕度要求)；二是凈化（空氣過濾知足潔凈室的潔凈度要求)。一般情況下凈化風量大大超過空調風量。假如讓空調進風同時起到空調和凈化的作用，即空調風量和凈化風量不分開，所有的回風都要經由空調箱集中處理。此非常大風量經由空氣處理設備時，阻力會很大，風機耗能急劇增大。冷熱抵消，造成不必要的鋪張。而假如把空調和凈化兩部門風量分開處理，凈化風量就可進行過濾處理，可大大縮短凈化風量輸送管道長度；而對于空調風量，自于風量變小，可以節(jié)省空氣冷熱處理，并且同時可以減小輸送斷面和輸送耗能。

  2）減少空調系統風量

   潔凈廠房對潔凈度的高要求，造就了其空調系統的大風量。由空氣動力學的知識可知，動力設備如風機的耗能與其風量的3次方成正比，目此，減少系統風量，對于潔凈廠房空調系統的節(jié)能有著重要的意義。

   凈化空調系統的送風量取決于換氣次數和房間體積。目此，減少系統的送風量可從減少換氣次數和減小潔凈空間兩方面入手。換氣次數的多少取決于潔凈級別和氣流組織。

  （1）氣流組織

   對潔凈室內空氣活動形態(tài)和分布進行公道的設計，稱作氣流流型。潔凈室的氣流流型主要分為三類：非單向流、單向流、混合流。單向流潔凈室的氣流是從室內的送風一側平穩(wěn)地流向其相對應的回風一側。目此，能選到較高的潔凈度。但其要求的風量大，能耗也大。非單向流的氣流速度、方向在潔凈室內不同地方不同，用經由高效過濾器處理的潔凈空氣將污染物沖淡稀釋，從而保持室內所需的空氣潔凈度等級?；旌狭鳚崈袅渴菍⒎菃蜗蛄餍秃蛦蜗蛄餍驮诮y一潔凈室內組合使用，其特點是：在需要空氣潔凈度嚴格的部位采用單向流流型，其他則為非單向流流型，為此既知足了使用要求，也節(jié)省了設備投資和運行用度。

   為了實現潔凈廠房空調系統的節(jié)能，應根據廠房內不同地方對潔凈度的不同要求，采用相應的氣流組織方式。可通過CFD模擬等手段，進行科學的氣流組織，可以公道地降低潔凈室均勻氣流速度，換氣次數，降低送風量，從而降低系統能耗。

  （2）減小潔凈面積

   縮小潔凈面積：一方面減少了凈化系統的送風量；另一方面還可以減小和控制職員對潔凈區(qū)域的影響。把樞紐要求高的潔凈區(qū)與附近要求不嚴的潔凈環(huán)境加以物理分割，即所謂對樞紐潔凈區(qū)采用“點”或“線”的保護而不采用“面”的保護，可減少單向流的潔凈面積。如在安全實驗室、制藥廠及很小規(guī)模的出產用戶，常采用非單向流潔凈室內設潔凈工作臺，潔凈量作堋或層流罩等局部單向流潔凈區(qū)；而在IC廠，潔凈控制面積一般都比較大，可以把工藝設備的核心加工區(qū)與維護服務及維修區(qū)加以物理分割，把樞紐加工區(qū)置于層流罩下，由單向流維持和控制很高的潔凈度；而其他區(qū)域所要求的潔凈度得以降低。因為核心區(qū)的面積相對仍是較小，采用這樣的方式可顯著降低系統的總運行用度。

  3）減少新風量

   因為在潔凈廠房空調系統中，新風負荷占較大比重，目此，減少新風量，對降低潔凈空調系統能耗有著重要意衛(wèi)。

   要減少系統的新風量，首先要減少系統的排風量。在IC工廠中，因為半導體出產中大量使用酸、堿及有機溶劑，會產生各種有毒有害氣體。對此，應盡量采用局部排風，用起碼的風量，控制有害氣體的擴散，并將其排至室外。根占有害氣體披發(fā)的場所結構和性質，在不妨礙工藝操縱的情況下，可加設各種相應的排氣罩。同時為減少有害氣體在的擴散，排風口應盡量靠近有害氣體披起源。

   維持正壓風量與潔凈室的控制壓差和潔凈室的密封性有關。壓差主要由潔凈室的性質和規(guī)范決定，因此，要減少維持正壓風量，主要應增加系統的密封性。因為潔凈系統比一般空調系統維持的正壓要高，因而，對系統的嚴密性有更高要求。

  4）系統風量控制

   從節(jié)能的角度分析，潔凈室的送風量應該是保持潔凈室的溫度、濕度和潔凈度的最小送風量。而因為多種原因，系統中的風量常是變化的。這就要求有相應的控制系統，即使跟蹤過濾器阻力的變化，并可根據出產情況，調節(jié)系統送風量可在系統排風管、送風管處設風量傳感變送器，并與監(jiān)測正壓的微壓差變送器相配合，將檢測信號送量系統的PLC等控制器，后利用已趨于成熟的變頻技術，調節(jié)風機等設備的轉速，實現系統風量的最優(yōu)化運行。同時可利用可編程控制器設定時間，實現延時、自動切換等量況。

   當然，正如前面所說的，潔凈廠房空調系統的節(jié)能還包括良多其他方面。本文這里只是根據潔凈廠房空調系統的特殊性，討論其相應的節(jié)能措施。其他與一般空調系統節(jié)能相同的方面，相關文章已經有較多的探討，本文就不再贅述。