洁净室节能措施实例

[2014/12/16]

　　洁净室节能措施实例：

　　(1)微环境技术的应用

　　许多高新产品生产工艺要求严格进行产品生产过程的污染控制，只有将“产品”与人的直接接触和工艺生产环境(不适当的传输、环境空气和维护检修)连续不断的隔离，才可能确保规定的洁净度要求，采用局部洁净室(区)将每台生产工艺设备及相关的传送装置和加工区封闭，即“微环境”( Minienvironment)的方式是当前流行的进行严格控制污染的形式。目前微环境控制技术已被广泛地应用于微电子工业、生物制品和药品生产过程中，在近年来建设的许多超大规模生产用洁净厂房中应用了微环境技术，一个芯片生产工艺前工序生产就要采用数百套微环境装置。微环境系统的采用具有如下的优点：①使用、改造的灵活性，由于基本上按工序或生产设备配置微环境装置，所以在芯片生产过程或根据生产工艺的发展需要可以方便地进行调整或增加产品品种、产量的技术改造;②最佳的污染控制，“产品”与操作人员、操作系统的连续隔离，能保证加工过程中“产品”附近的洁净度;由于是自动装卸硅片，能确保传送时的洁净度，能保证在“产品”上规定的PWP值(每块硅片一次通过生产设备时落在硅片上的微粒数);在维护、维修过程中，微环境内无污染;③改进了洁净室人员的操作环境，使之更符合操作人员的需要，从而可提高工作效率;简化了安全和行为规范;④微环境概念的设计提供了改进污染控制的基本方法，它跳出了以整个生产环境为控制对象的模式，着眼于直接控制产品表面的污染控制，有利于进行分子态化学污染物的控制;⑤有利于洁净室节约能源和降低造价，表10-18[1J是10 .OOOrri2的硅片生产工厂隧道洁净室与微环境洁净室的对比。由于微环境系统的各项技术数据的优越性，使洁净室的建造费用和运行费用都可能减少，表10-19是前述芯片工厂费用减少数据。

　　(2)采用自由冷却系统制冷，节约电能消耗所谓自由冷却系统是根据工程项目所在地的气候特点，在冬季利用自然环境的“冷量”供冷，即对项目中的制冷系统在夏季运行冷水机组进行电制冷;过渡季节和冬季不运行冷水机组，利用制冷系统的冷却塔进行制冷。由于洁净室的冷负荷大，而且净化空调系统需全年运行，所以采用自由冷却系统具有实用意义。图10-8为某洁净厂房地处北方地区实际采用的自由冷却系统制冷的流程图。该工程的日平均温度≤5℃的天数大于150天，适宜于采用自由冷却系统制冷，图中仅以一台制冷空气过滤器和一台板式换热器为例，实际该工程有多台制冷机，采用一对一配置。夏季采用冷水机组制冷，冬季和部分过渡季节不运行冷水机组，当冷却水温度为8～13℃时，可直接用冷却水作为冷媒供给用户;当冷却水温度小于8℃时，利用板式换热器进行水侧自由冷却制取冷冻水供空调系统使用。实际运行中，当冷却水供水温度为8℃时，冷冻水的供冷温度可达11℃(温差为3℃，这对板式换热器是可以做到的)，此温度可以满足净化空调系统的要求;使用时应根据冷冻机的供水温度调节设置在板式换热器冷却水供水管道上的电动调节阀的开度，确保冷冻水的供水温度满足空调系统的要求。但在实际应用中不宜采用冷却水直接供空调系统使用，为确保供水水质需增设过滤、除藻等装置;为了利用8～13℃的冷却水也可采用具有预冷功能的自由冷却系统，可通过板式换热器对制冷机的冷冻回水进行预冷，降低回水温度后再送人制冷机，降低制冷机的负荷‘12]。

　　自由冷却时，冷却水通过板式换热器吸收冷冻水的热量升温，然后在室外的冷却塔放出热量降温，其温度的控制是自由冷却系统运行的关键，因此必须设置可靠的温度自控调节装置、冷却塔风机开停或变速驱动的控制装置等。为确保自由冷却系统的安全可靠运行，还应处理好冷却塔和室外冷却水管道的防冻措施，如冷却塔集水盘内设置蒸汽盘管，以便一旦集水盘出现结冰时进行加热融水等。自由冷却系统相对较复杂，若受经济条件限制不能采用全自动控制时，则要求运行人员要熟知所使用的自由冷却系统的制冷流程高效过滤器、设备、阀门等的功能、作用，以确保安全可靠运行，达到预期的节能效果。通常当采用自由冷却时，因不需制冷机运行，一般同冷水机组制冷相比可节电50%以上，据估计上述项目以每年冬季运行120天计，一年可节约电费支出百万元以上，经济效益显著。在我国的东北、华北和西北等地区冬季气候寒冷，具有运行自由冷却系统的条件，设计人员在进行制冷站设计时，根据当地的气候条件和工厂洁净厂房过滤季节冬季的使用情况，在进行实事求是的计算和技术经济比较后，确定FFU是否采用自由冷却系统，当决定采用自由冷却系统时，宜采用全自动控制系统，以确保安全可靠运行。

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