1微電子廠房潔凈是暖通空調(diào)設(shè)計(jì)原因及方法分析
1. 1?氣流組織方式
垂直單向流為潔凈室內(nèi)氣流流型,風(fēng)機(jī)過濾單元機(jī)組在高效過濾器的作用下可以對空氣進(jìn)行預(yù)處理,確??諝膺_(dá)標(biāo)后再送入室內(nèi)。微電子廠潔凈廠房和生產(chǎn)工藝并不全都適合風(fēng)機(jī)過濾單元機(jī)組送風(fēng)模式,但是此種送風(fēng)模式因其具備一定的優(yōu)勢被越來越多的微電子廠房潔凈室所使用。因?yàn)轱L(fēng)機(jī)過濾單元機(jī)組送風(fēng)模式下潔凈室內(nèi)壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于靜壓箱內(nèi)壓力,塵粒從靜壓箱向室內(nèi)滲透的情況較為少見。但是其他送風(fēng)模式下則需要采取更為復(fù)雜的方法,如接觸填料密封等方法來確保潔凈室頂棚的密封性,因此達(dá)不到負(fù)壓密封的要求。這是導(dǎo)致越來越多的微電子廠潔凈室采用風(fēng)機(jī)過濾單元機(jī)組送風(fēng)模式的主要原因。此外,微電子廠潔凈室工藝的更新速度和調(diào)整速度均較快,工作人員可以對風(fēng)機(jī)過濾單元機(jī)組進(jìn)行增減,在控制其數(shù)量的基礎(chǔ)上確保潔凈室潔凈度滿足生產(chǎn)工藝的需求。由此可見,風(fēng)機(jī)過濾單元機(jī)組送風(fēng)模式靈活性較高,與其他送風(fēng)模式相比更具優(yōu)勢。但是風(fēng)機(jī)過濾單元機(jī)組送風(fēng)模式也有一定的不足,該送風(fēng)模式下設(shè)備需要在吊頂上安裝,因此會產(chǎn)生較大的噪音和振動,期間設(shè)備安裝成本較高,這也是微電子廠潔凈室暖通空調(diào)設(shè)計(jì)需要考慮的問題。
1. 2?空調(diào)負(fù)荷計(jì)算
估算是潔凈室內(nèi)冷負(fù)荷計(jì)算的主要方式,其中估算指標(biāo)包括生產(chǎn)工藝、操作人員數(shù)量以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)等。估算出來的潔凈室主生產(chǎn)區(qū)和光刻區(qū)冷負(fù)荷指標(biāo)分別為?450W/m2?、400W/m2?。?13400kW為設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷,該總冷負(fù)荷中也包括新風(fēng)冷負(fù)荷,2500W/m2為單位冷負(fù)荷指標(biāo),該指標(biāo)與一般建筑冷負(fù)荷指標(biāo)相比,前者要大于后者。分析其原因主要與以下幾方面因素有關(guān),一是微電子廠工藝排風(fēng)需求量大,為了滿足工藝排風(fēng)的需求并確保潔凈室處于正壓狀態(tài),就需要增大處理新風(fēng)所需冷量;二是微電子廠生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行中散發(fā)出來的熱量多,冷量消耗大。上述兩項(xiàng)符合就可占據(jù)總冷負(fù)荷的80%。因此微電子廠潔凈室的暖通空調(diào)需要以發(fā)熱量大,冬季依然為制冷工況,室內(nèi)冷負(fù)荷基本與夏季一樣為設(shè)計(jì)原則。
1. 3?空氣處理分析
本次所選擇的微電子廠潔凈室新風(fēng)機(jī)組有四臺,其中備用一臺,每天新風(fēng)處理機(jī)組新風(fēng)量在?13000m3?/h。屋面上新風(fēng)小屋為全部新風(fēng)的采集區(qū)域。新風(fēng)機(jī)組將采集到的新風(fēng)處理后,再借助風(fēng)管向潔凈室室內(nèi)輸送,期間需要將潔凈室回風(fēng)與靜壓箱回風(fēng)混合。其中確定新風(fēng)量的依據(jù)如下,一是補(bǔ)充工藝中需要的排風(fēng)量;二是新風(fēng)量要滿足室內(nèi)人員衛(wèi)生要求;每個(gè)人新風(fēng)量至少為40m3?/h;三是確保潔凈室內(nèi)為正壓,避免潔凈室內(nèi)外界空氣的滲入。新風(fēng)機(jī)組包括的組段較多,如初效過濾段、中效過濾段、加濕段、預(yù)冷段、風(fēng)機(jī)段等。其中預(yù)冷盤管供回水溫度、預(yù)熱盤管供回水溫度、再冷盤管供回水溫度、再熱盤管供回水溫度分別為?13℃/19℃、90℃/60℃、5℃/10. 6、90℃/70℃。在夏季溫濕度較高的情況下,室外焓值較大,新風(fēng)機(jī)組需要進(jìn)行大焓值處理。此時(shí)如果單純設(shè)置一級冷盤管,冷凝水會帶走大量冷量。 因此為了促使冷水能量被充分利用,需要將兩級冷盤管設(shè)置在新風(fēng)機(jī)組上。壓力傳感器安裝在潔凈室內(nèi),在壓力傳感器的作用下可控制潔凈室壓力,并隨時(shí)對外界大氣壓與潔凈室壓力進(jìn)行測量,得出兩者之間的壓差。為了確保潔凈室內(nèi)達(dá)到正壓需要將PID?的過程值作為?PLC?使用壓差傳感器的值,在輸出的情況下可對新風(fēng)管道上的變風(fēng)量進(jìn)行控制,同時(shí)將主新風(fēng)管道上的壓差傳感器平均值求出,將其作為PID?的過程值,此時(shí)可以順利實(shí)現(xiàn)對新風(fēng)機(jī)組風(fēng)機(jī)速度的控制,從而達(dá)到潔凈室內(nèi)正壓的要求。
1. 4?自動控制分析
1. 4. 1?溫濕度控制
吊頂上干冷盤管是控制潔凈室溫度的主要設(shè)備,其中本次研究的微電子廠潔凈室吊頂上溫度控制區(qū)域有十個(gè),每個(gè)溫度控制區(qū)域都對應(yīng)一個(gè)溫度傳感器。溫度控制區(qū)域的干冷盤管回水主管上均安裝有一組電動調(diào)節(jié)閥。在比較直接數(shù)字溫控器設(shè)定值與溫度傳感器所測溫度的基礎(chǔ)上,可將電信號輸出,實(shí)現(xiàn)對回水管電動調(diào)節(jié)閥開度的控制,由此促使水流量發(fā)生改變,?確保潔凈室溫度在合理范圍。溫濕度傳感器被安裝在潔凈室內(nèi),傳感器傳來的溫度信號可以被?PLC?獲取,完成報(bào)警和監(jiān)視任務(wù)。
1. 4. 2?壓差控制
壓差存在的目的是確保潔凈室可正常作業(yè),也可以在空氣平衡被打破的情況下,不至于讓鄰室污染潔凈室凈度。估算房間換氣次數(shù)可以來確定壓差風(fēng)量,其房間換氣次數(shù)與壓差值和潔凈室圍護(hù)結(jié)構(gòu)氣密性有關(guān)。本次研究的工程項(xiàng)目潔凈室保持的正壓換氣次數(shù)為?1. 5h-1。將壓差傳感器安裝在潔凈室內(nèi),室內(nèi)壓力可由壓差傳感器來控制,并實(shí)時(shí)測量室內(nèi)與外界的壓差。
1. 5?排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)
主生產(chǎn)區(qū)防煙分區(qū)要設(shè)置多個(gè),并確保每個(gè)防煙分區(qū)最大面積不能超過500m2。?60m3?/h· m2?為每個(gè)防煙分區(qū)排煙量設(shè)計(jì)值,并保證排風(fēng)機(jī)可同時(shí)將兩個(gè)防煙分區(qū)負(fù)擔(dān)起,由此達(dá)到排煙需求。
1. 6?排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
微電子廠房潔凈室排煙設(shè)計(jì)需要按照規(guī)范進(jìn)行,潔凈室工藝排風(fēng)系統(tǒng)主要有三種,分別是堿性排風(fēng)系統(tǒng)、酸性排風(fēng)系統(tǒng)以及溶劑排風(fēng)系統(tǒng)。
經(jīng)過玻璃鋼淋洗塔處理后的酸堿排風(fēng)氣體才可以被排放到室外。淋洗塔可化學(xué)吸收氣體中有毒物質(zhì),起到凈化酸堿氣體的目的。潔凈室內(nèi)酸堿排風(fēng)風(fēng)管必須為不銹鋼材料,并將特氟龍涂在內(nèi)部,起到防腐蝕的目的。
2?結(jié)語
綜上所述,微電子廠房潔凈室暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)需要注意的問題較多,暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)直接影響微電子廠潔凈室生產(chǎn)工藝的正常進(jìn)行。以上就是本文以某個(gè)具體微電子廠房潔凈室為案例分析的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)原理及方法,希望對該領(lǐng)域的研究有一定幫助,可以推動我國微電子廠房潔凈室暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展,優(yōu)化設(shè)計(jì)流程,提高設(shè)計(jì)水平。