洁净厂房空调系统特点

洁净厂房空调系统与一般民用建筑的空调系统的不同，它首先对控制区的洁净度有很高要求。导体器件厂房内，在硅衬底上只要落有电路线宽1/10～1/3大小的尘埃，就可能导致芯片电路短路。洁净厂房空调系统除对洁净度要求较高外，还对温度、湿度、震惊、噪音等都有不同程度要求。

同时，因为半导体器件出产工艺的特点，要求洁净厂房内全天（24h)保持相应的洁净度，目此，洁净空调系统(包括排风系统)、为其配套的冷、热源及相应的输送系统需天天24h运行，这也与其他空调系统极其不同。运行时间的增长也使其空调系统的节能更具有潜力和意义。

为了减小洁净厂房空调系统的耗能，首先有必要对其耗能的特点进行分析。

1）送风量大

洁净度的进步和维持是半导体器件厂房空调系统设计和运行的重要任务，这一任务的完成要依靠很高的送风量，是以高能耗为代价的。就送风量而言，一般办公大楼换气次数为10h-1左右，而大规模半导件器件厂房内，为了知足相应的洁净度要求，需要保证很高的换气次数，致使轮回风量非常大。100级洁净室的换气次数可选到400h-1，10000级洁净室的换气次数日选到40 h-1，100000级洁净室的换气次数也要30 h-1。

2）新风负荷大

在电子厂房中，某些车间披发出有害气体，需要通过排风加以消除，这就加大了系统的新风量。洁净室的各类制冷负荷中，最重要的有新风、风机温升和设备散热3项，而尤以新风最大。根占有关部分统计，新风负荷可以从20％～70％，风机温升从8％～20％多，工艺设备可以从16%～50％。洁净室内均匀所需新风量在45～60m3/（m.m2），新风冷负荷比室内显热冷负荷还要大约近1倍。

3）风机全压高

工艺设备的发烧情况随不同的出产工艺不同而不同，有些工艺设备是高发烧设备，就需要较多冷负荷来抵消。总之，洁净厂房空调系统具有排风量大、送风量大、工艺设备发烧量大、阻力大和风机静压高的特点，这些共同造就了洁净厂房空调系统的高耗能。

天然洁净室和单纯空调房间比拟，单位面积建设用度和能耗要大得多。但洁净净化空调系统的节能题目，在海内尚未引起足够的正视。但跟着信息工业向我国的战略性转移，洁净厂房的高耗能、节能题目也成为能源紧缺的我国一个不可回避的题目。目此，洁净室与清洁厂房的空调系统的节能就有着积极的意义。

3系统节能方案

洁净厂房空调系统首先是一空调系统，因此，一般空调系统的节能措施，如围护结构保温、系统变流量、排风热回收、选用高教制冷机、水泵风机设备等，都可以合用于洁净厂房空调系统的节能设计和改造。同时，洁净厂房空调系统有自己的特点，也就有自己的系统节能特点和方式。

1）洁净风量与空调风量分开

洁净室进风的功能，一是空调(空气进行温、湿处理，知足洁净室的温、湿度要求)；二是净化（空气过滤知足洁净室的洁净度要求)。一般情况下净化风量大大超过空调风量。假如让空调进风同时起到空调和净化的作用，即空调风量和净化风量不分开，所有的回风都要经由空调箱集中处理。此非常大风量经由空气处理设备时，阻力会很大，风机耗能急剧增大。冷热抵消，造成不必要的铺张。而假如把空调和净化两部门风量分开处理，净化风量就可进行过滤处理，可大大缩短净化风量输送管道长度；而对于空调风量，自于风量变小，可以节省空气冷热处理，并且同时可以减小输送断面和输送耗能。

2）减少空调系统风量

洁净厂房对洁净度的高要求，造就了其空调系统的大风量。由空气动力学的知识可知，动力设备如风机的耗能与其风量的3次方成正比，目此，减少系统风量，对于洁净厂房空调系统的节能有着重要的意义。

净化空调系统的送风量取决于换气次数和房间体积。目此，减少系统的送风量可从减少换气次数和减小洁净空间两方面入手。换气次数的多少取决于洁净级别和气流组织。

（1）气流组织

对洁净室内空气活动形态和分布进行公道的设计，称作气流流型。洁净室的气流流型主要分为三类：非单向流、单向流、混合流。单向流洁净室的气流是从室内的送风一侧平稳地流向其相对应的回风一侧。目此，能选到较高的洁净度。但其要求的风量大，能耗也大。非单向流的气流速度、方向在洁净室内不同地方不同，用经由高效过滤器处理的洁净空气将污染物冲淡稀释，从而保持室内所需的空气洁净度等级。混合流洁净量是将非单向流型和单向流型在统一洁净室内组合使用，其特点是：在需要空气洁净度严格的部位采用单向流流型，其他则为非单向流流型，为此既知足了使用要求，也节省了设备投资和运行用度。

为了实现洁净厂房空调系统的节能，应根据厂房内不同地方对洁净度的不同要求，采用相应的气流组织方式。可通过CFD模拟等手段，进行科学的气流组织，可以公道地降低洁净室均匀气流速度，换气次数，降低送风量，从而降低系统能耗。

（2）减小洁净面积

缩小洁净面积：一方面减少了净化系统的送风量；另一方面还可以减小和控制职员对洁净区域的影响。把枢纽要求高的洁净区与附近要求不严的洁净环境加以物理分割，即所谓对枢纽洁净区采用“点”或“线”的保护而不采用“面”的保护，可减少单向流的洁净面积。如在安全实验室、制药厂及很小规模的出产用户，常采用非单向流洁净室内设洁净工作台，洁净量作堋或层流罩等局部单向流洁净区；而在IC厂，洁净控制面积一般都比较大，可以把工艺设备的核心加工区与维护服务及维修区加以物理分割，把枢纽加工区置于层流罩下，由单向流维持和控制很高的洁净度；而其他区域所要求的洁净度得以降低。因为核心区的面积相对仍是较小，采用这样的方式可显著降低系统的总运行用度。

3）减少新风量

因为在洁净厂房空调系统中，新风负荷占较大比重，目此，减少新风量，对降低洁净空调系统能耗有着重要意卫。

要减少系统的新风量，首先要减少系统的排风量。在IC工厂中，因为半导体出产中大量使用酸、碱及有机溶剂，会产生各种有毒有害气体。对此，应尽量采用局部排风，用起码的风量，控制有害气体的扩散，并将其排至室外。根占有害气体披发的场所结构和性质，在不妨碍工艺操纵的情况下，可加设各种相应的排气罩。同时为减少有害气体在的扩散，排风口应尽量靠近有害气体披起源。

维持正压风量与洁净室的控制压差和洁净室的密封性有关。压差主要由洁净室的性质和规范决定，因此，要减少维持正压风量，主要应增加系统的密封性。因为洁净系统比一般空调系统维持的正压要高，因而，对系统的严密性有更高要求。

4）系统风量控制

从节能的角度分析，洁净室的送风量应该是保持洁净室的温度、湿度和洁净度的最小送风量。而因为多种原因，系统中的风量常是变化的。这就要求有相应的控制系统，即使跟踪过滤器阻力的变化，并可根据出产情况，调节系统送风量可在系统排风管、送风管处设风量传感变送器，并与监测正压的微压差变送器相配合，将检测信号送量系统的PLC等控制器，后利用已趋于成熟的变频技术，调节风机等设备的转速，实现系统风量的最优化运行。同时可利用可编程控制器设定时间，实现延时、自动切换等量况。