文档介绍：第7章洁净室之空调系统设计与能源消耗分析
第7章洁净室之空调系统设计与能源消耗分析
因为电子工业对於洁净室的需求,再加上洁净室机器所散发大量的热量,需要处理大量的外气,且全年24小时都再运作的情形下,其所造成的耗能是相当大的。在此我们就以几种不同的空调箱及其不同的搭配种类来加以讨论。
某1>300mm DRAM厂洁净室实际设计参数作为案例分析如下
诸元
外气条件
31℃ DB, RH= 80%
室内条件
23℃ DB, RH= 45%
洁净室面积
11,182m2
洁净室高度
作业人数
500
循环量
6,543,000CMH
热排气
498,120CMH
酸排气
30,540CMH
碱排气
33,5400CMH
有机气体排气
59,880CMH
制程设备负载
7,367KW
本厂使用的空调系统构型为抽风式外气空调箱(MAU)、风机过滤器(FFU)以及冷却乾盘管(DCC)之搭配方式,其中每部外气空调箱容量为100,000CMH共10台,静压为1,300Pa(ηfan= ), ηmotor= ),冷却盘管采高/低温冰水盘管连续冷却方式; ,风量为900CMH,静压为 100 Pa (ηfan= , ηmotor= ),配合循环量的大小共采用7270台。
图一外气空调箱(MAU)、风机过滤器(FFU)以及冷却乾盘管(DCC)之搭配方式
然而为了进一步分析各种不同空调系统构型对设计的影响,本研究将以同样的设计参数为4>基础,分别引入其它不同的空调系统构型藉以交叉比对耗能的影响,兹分别说明如下
1. 外气空调箱、轴流风机组以及冷却乾盘管方式
图二外气空调箱、轴流风机组以及冷却乾盘管方式
其中,轴流风机共十台,每部风量654,300CMH,静压850Pa(ηfan= , ηmotor= )
2. 外气空调箱(MAU)及循环空调箱(RCU)方式
图三外气空调箱(MAU)及循环空调箱(RCU)方式
其中循环空调箱共十台,每部风量654,300 CMH,静压1850Pa(ηfan= , ηmotor= )。
3. 纯循环空调箱(RCU)方式(即与一般空调之空调箱设计类似)
图四纯循环空调箱(RCU)方式
其中循环空调箱共十台,每部风量654,300 CMH,静压2,000Pa(ηfan= , ηmotor= )。
4. 外气空调箱(MAU)及循环空调箱(RCU)方式加上局部循环风机盘管(FCU)
图五外气空调箱(MAU)及循环空调箱(RCU)方式加上局部循环风机盘管(FCU)
组成与外气空调箱(MAU)及循环空调箱(RCU)方式类似,但增加局部小型冷风系统,其循环量占总循环量之30%;小型冷风机之ηfan= , ηmotor=
与本研究有关之各机械公用设备规格如下
冰水主机及系统:热回收式,备有高低温冰水机两种,其中高温冰水机出水温度为9/14℃、性能系数(COP)=,低温冰水机出水温度为6℃、性能系数(COP)=4。
冰水泵扬程25m (pump efficiency = 80%)
热水泵扬程20m (pump efficiency = 80%)
冷却乾盘管循环扬程20m (pump efficiency = 80%)
制程洁净区之最主要的空调负荷,分为室内及室外负荷。在本研究中,室内负荷采用热指标法(Thermal Index)作为计算依据。
室内及室外负荷计算依据如下:
:
(a)人员(显热=60kcal/,潜热=50kcal/) (b)灯光:28W/㎡(c)机器负荷:
输入功率X负荷系数()
冷却循环水负荷=循环水流量X水温差(℃左右)
排气负荷=排气量X排气温差,此处排气温差可分为三类:
1. 酸排气(SEX)、碱排气(AMX)℃,
2. 有机气体(VOC)℃,
3. ℃左右。
(d)送风机的热负荷:输入功率X负荷系数:
对洁净室内负载Qi而言,由能量守恒可推得以下关系:
QFFU +Qlighting + Qelectricity +upant + Qeveloped = + QMA + QPCW+QEA (1)
由(1)式可计算洁净室所需乾盘管容量之大小。
:
(a) 外气负荷
外气负荷