洁净室之空调系统设计与能源消耗分析

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1、第7章洁净室之空调系统设计与能源消耗分析7.1前言因为电子工业对于洁净室的需求，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。7.2应用计算实例某300mmDRAM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°CDB,RH=80%室内条件23°CDB,RH=45%洁净室面积11,182m2洁净室高度3.5m作业人数500循环量6,543,000CMH热排气498J20CMH酸排气30,540CMH碱排气33,5400CMH有机气体排气59,88

2、0CMH制程设备负载7,367KW木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)以及冷却干盘管(DCC)之搭配方式，其屮每部外气空调箱容量为100,000CMH共10台,静压为l?300Pa(nfan=0.8),nmotor=0.95),冷却盘管采高/低温冰水盘管连续冷却方式；FFU平均面风速0.35m/s，风量为900CMH,静压为100Pa(恥产0.3,巾似。产0.95),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)以及冷却干盘管(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

3、以同样的设计参数为基础，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干盘管方式图二外气空调箱、轴流风机组以及冷却干盘管方式其中，轴流风机共十台，每部风量654,300CMH,静压850Pa(r

4、fan=0.85,皿。(。尸0.95)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654,300CMH,静压1850Pa(恤=0.45,恤册0.95)o1.纯循环空调箱(RCU)方式(即与一般空调Z空调箱设计类似)图四纯循坏空调箱(RCU)方

5、式其中循环空调箱共十台，每部风量654,300CMH,静压2,000Pa(r

6、fan=0.85?nmotor=0.95)o丄.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)RCUfe•少SUPPLYFAN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Z30%；小型冷风机Znfan=0.3,nmolor=0.85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

7、度为9/14°C、性能系数(COP)=3.5,低温冰水机出水温度为6°C、性能系数(COP)=4o冰水泵扬程25m(pumpefficiency=80%)热水泵扬程20m(pumpefficiency=80%)冷却干盘管循环扬程20m(pumpefficiency=80%)制程洁净区之最主要的空调负荷，分为室内及室外负荷。在木研究屮，室内负荷采用热指针法(ThermalIndex)作为计算依据。室内及室外负荷计算依据如下：A.室内负荷：(a)人员(显热=60kcal/h.人,潜热=50kcal/h.人)(b)灯光:28W/m2(c)机器负荷：•输入功率X负荷系数(考虑为1.

8、0)•冷却循环水负荷=循环水流量X水温差(此处温差约为3.2°c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)温差一般为0.3°C,2.有机气体(VOC)的排气温差为4.9°C,3.机台的产生高温机械其排气装置的排气温差为2.2°C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Q而言，rfl能量守恒可推得以下关系：QfFU+Qlighting+Qelectricity+Qoccupant+Qeveloped—Ql)CC+QmA+QpCw+QeA(1)由(1)式可计算洁净室所需干盘管容量之大小。B.室外负荷：

9、(a)外气负荷外气负荷二外气输入量X室内外空气之恰值差，此处外气输入量包含排气量加上人员换气及维持正压需要量两者中取其大者。其中人员换气量为40CMH,正压维持需求量为15Pa(相对外界)。(b)包络负荷(EvelopedLoad)本部份主要来自建筑物外部的热源，以传导方式进入洁净室内，以本案采用之点型之洁净室建筑型式包络负荷约30Kcal/hro7.2.1计算及分析1、采用不同空调系统之对能源消耗之分析依据前述计算后所得到之总农详如农及图六所示。md+nDt+fwwDDEOOH+nvsnvw+urEI.SXVmw