洁净室的节能技术

洁净室的节能技术,陈霖新中国电子工程设计院2004年11月,1、洁净室设计的特点,1.1洁净室设计的特点（1）依据产品、生产工艺、使用要求,确定空气洁净度等级超大规模集成电路0.05m、1级/0.3m、5级TFT0.1m/0.3m,3级、4级HDD0.1m/0.3m,4级精细化工0.30.5m,5级-8级药品、生物制品0.5m,7级、8级、8.3级，局部5级（2）设计、建造实现三要素：不引入或少引入不产生或少产生不滞留或少滞留,1、洁净室设计的特点,1.2洁净室的类型按用途划分:工业洁净室,主要控制对象微粒生物洁净室,主要控制对象微粒、微生物按气流型划分:单向流洁净室非单向流洁净室混合流洁净室,1、洁净室设计的特点,（3）依据产品生产工艺和使用要求，确定压力、温度、湿度（4）洁净技术是一门综合技术（5）洁净室的三项关键专业技术+其它生产工艺技术及其工艺设计空气净化技术洁净建筑技术（6）能量消耗大，送风量大（10600次）、冷热负荷大（7）建造费用高，一般空调房的5-10倍,1、洁净室设计的特点,1.3洁净室设计要点（1）充分了解、清晰产品、生产工艺和使用要求（2）充分了解、分析周围环境（影响）（3）准确选择、确立净化空调系统和相关公用动力系统（4）作好洁净室平面、空间布置和人流、物流（5）综合协调各类设施、各类管线。无序有序，暗敷、气密,2、洁净室能量消耗状况分析,2.1能量消耗的特征（1）能量消耗大，冷、热、电负荷大，总能耗是一般写字楼的10-30倍，冷负荷是一般空调的几倍至几十倍，电负荷大，0.20.15kW/m2（2）连续性强，昼夜24h（3）在各类洁净室中，各种设施的能量消耗比例变化大制冷机：2435%净化空调系统：918%生产设备：1140%,2、洁净室能量消耗状况分析,表1国内的几个洁净室的能量消耗,2、洁净室能量消耗状况分析,表2台湾几个IC工厂的能耗,2、洁净室能量消耗状况分析,图1国内几个洁净厂房的能耗比例,图2台湾IC工厂的各类能耗的比例,2、洁净室能量消耗状况分析,循环空气系统能耗cfm/kW,1200080006000400020000,2、洁净室能量消耗状况分析,2.2洁净室节能潜力巨大从表1可见，微电工厂洁净室电耗为0.491.1kW/m2冷负荷为0.330.6RT/m2从图3可见,美国几个集成电路工厂洁净室的循环空气系统能耗：10级：50001650cfm/kW(0.120.35W/m3/h)100级：800015001650cfm/kW(0.120.35W/m3/h)各类洁净室能耗不等、差距较大、各种设施耗能比例不同,3、洁净室的节能措施,节能措施主要有：厂址、总平面布置，污染少、朝向、绿地平面布置减少洁净面积、减少高级别面积恰当的洁净度等级组织好人流、物流和辅助用房作好空间规划建筑平面、立面设计外墙构造、立面造型门窗数量、位置选好围护结构及材料降低冷（热）负荷提高设备能效，采取措施，回收冷（热）量,3、洁净室的节能措施,降低冷（热）负荷：合理利用洁净室回风减少洁净室排气量减少泄漏量降低工艺设备散热量降低P降低风机用电量，提高效率加强保温（冷）措施变风量、变频机合理划分系统，不开工的房间（区）不送或少送减少发尘量，降低送风量合理选用局部净化,3、洁净室的节能措施,提高设备效率，采用冷（热）回收装置：采用高效制冷机、风机、换热设备合理配置设备、防止大马拉小车采用高效电气装置（含照明），合理配线回风冷（热）量利用排气冷（热）量回收冷水机冷凝热利用生产设备的冷（热）回收合理配置动力设备（冷热电联产、自由冷却系统采用）,4、洁净室节能实例,微环境、隔离技术的应用,4、洁净室节能实例,表3微环境与传统洁净室的对比,4、洁净室节能实例,表4采用微环境后的造价降低,4、洁净室节能实例,表5FFU、FMV的应用,4、洁净室节能实例,FFUFMU图5.FFU、FMU示意图1-FFU装置，2-表冷器，3-新风处理装置,4、洁净室节能实例,回风冷（热）回收,图6回风冷（热）回收示意图,1-粗过滤器，2-显热能量回收装置，3-表冷段，4-加热段，5-加湿器，6.8-风机，7-中效过滤器，9-排风过滤器，10-活性炭过滤器,4、洁净室节能实例,排气冷（热）回收,图7排气冷（热）回收示意图,4、洁净室节能实例,自由冷却制冷系统的应用利用冷却塔供冷过渡季、冬季、三北地区节能60%左右,图8自由冷却制冷系统示意图,4、洁净室节能实例,蓄冰系统,4、洁净室节能实例,蓄冰系统,4、洁净室节能实例,冷水机冷热的回收利用,图11冷水机冷凝热的回收利用,1-冷却塔，2-冷凝器，3-热回收冷凝器，4-冷水机，5-冷负荷，6-水泵,4、洁净室节能实例,循环冷却水的热回收,图12冷却水的热回收,4、洁净室节能实例,4、洁净室节能实例,图14小规格制冷机的配置示意,4、洁净室节能实例,燃气、冷、热、电三联供系统,GT-燃气轮机，HRSB-余热锅炉，GFB-燃气锅炉，HPCH-热泵型电制冷机，CHI-电制冷机（蓄冷），CH-电制冷机,LiBr-蒸汽溴化锂吸收制冷机，HE-冷/水换热器，HE1-生活类水同换热器,5、结语,（1）洁净室技术是综合技术，各专业协