第四章洁净室能源消耗分析.doc

潔淨室之空調設計1.1前言 因為電子工業對於潔淨室的需求，再加上潔淨室機器所散發大量的熱量，需要處理大量的外氣，且全年24小時都再運作的情形下，其所造成的耗能是相當大的。在此我們就以幾種不同的空調箱及其不同的搭配種類來加以討論。 1.2應用計算實例 某300mm DRAM廠潔淨室實際設計參數作為案例分析如下 諸元 外氣條件 31℃ DB, RH= 80% 室內條件 23℃ DB, RH= 45% 潔淨室面積 11,182m2 潔淨室高度 3.5m 作業人數 500 循環量 6,543,000CMH 熱排氣 498,120CMH 酸排氣 30,540CMH 鹼排氣 33,5400CMH 有機氣體排氣 59,880CMH 製程設備負載 7,367KW 本廠使用的空調系統構型為抽風式外氣空調箱(MAU)、風機過濾器(FFU)以及冷卻乾盤管(DCC)之搭配方式，其中每部外氣空調箱容量為100,000CMH共10台，靜壓為1,300Pa(ηfan= 0.8), ηmotor= 0.95)，冷卻盤管採高/低溫冰水盤管連續冷卻方式； FFU平均面風速0.35m/s，風量為900CMH，靜壓為 100 Pa (ηfan= 0.3, ηmotor= 0.95)，配合循環量的大小共採用7270台。 圖一 外氣空調箱(MAU)、風機過濾器(FFU)以及冷卻乾盤管(DCC)之搭配方式 然而為了進一步分析各種不同空調系統構型對設計的影響，本研究將以同樣的設計參數為基礎，分別引入其它不同的空調系統構型藉以交叉比對耗能的影響，茲分別說明如下 1. 外氣空調箱、軸流風機組以及冷卻乾盤管方式 圖二外氣空調箱、軸流風機組以及冷卻乾盤管方式 其中，軸流風機共十台，每部風量654,300CMH，靜壓850Pa(ηfan= 0.85, ηmotor= 0.95) 2. 外氣空調箱(MAU)及循環空調箱(RCU)方式 圖三 外氣空調箱(MAU)及循環空調箱(RCU)方式 其中循環空調箱共十台，每部風量654,300 CMH，靜壓1850Pa(ηfan= 0.45, ηmotor= 0.95)。 3. 純循環空調箱(RCU)方式(即與一般空調之空調箱設計類似) 圖四 純循環空調箱(RCU)方式 其中循環空調箱共十台，每部風量654,300 CMH，靜壓2,000Pa(ηfan= 0.85, ηmotor= 0.95)。(MAU)及循環空調箱(RCU)方式加上局部循環風機盤管(FCU) 圖五 外氣空調箱(MAU)及循環空調箱(RCU)方式加上局部循環風機盤管(FCU) 組成與外氣空調箱(MAU)及循環空調箱(RCU)方式類似，但增加局部小型冷風系統，其循環量佔總循環量之30%；小型冷風機之ηfan= 0.3, ηmotor= 0.85 與本研究有關之各機械公用設備規格如下 冰水主機及系統：熱回收式，備有高低溫冰水機兩種，其中高溫冰水機出水溫度為9/14℃、性能係數(COP)=3.5，低溫冰水機出水溫度為6℃、性能係數(COP)=4。 冰水泵揚程25m (pump efficiency = 80%) 熱水泵揚程20m (pump efficiency = 80%) 冷卻乾盤管循環揚程20m (pump efficiency = 80%) 製程潔淨之最主要空調負荷，室內及室外負荷室內負荷(Thermal Index)作為計算依據。 室內及室外負荷計算依據如下： A.室內負荷： (a)人員(顯熱＝60kcal/h．人，潛熱＝50kcal/h．人) (b)燈光：28W/㎡ (c)機器負荷： 輸入功率X負荷係數 (1.0) 冷卻循環水負荷＝循環水流量X水溫差(此處溫差約為3.2℃左右) 排氣負荷＝排氣量X排氣溫差，此處排氣溫差可分為三類：1. 酸氣(SEX)排氣溫差一般為0.3℃，2. 有機氣體(VOC)的排氣溫差為4.9℃，3. 機台的產生高溫機械其排氣裝置的排氣溫差為℃左右。 (d)送風機的熱負荷：輸入功率X負荷係數：QFFU +Qlighting + Qelectricity +Qoccupant + Qeveloped = QDCC + QMA + QPCW+QEA (1) 由(1)式可計算潔淨室所需乾盤管容量之大小。 B.室外負荷： (a) 外氣輸入量X室內外空氣之焓值差，此處外氣輸入量包含排氣量加上人員換氣及維持正壓需要量。15Pa(相對外界)。 (b) 包絡負荷(Eveloped Load) 本部份主要來自建築物外部的熱源，以傳導方式進入潔淨室內，以本案採用之點型之潔淨室建築型式包絡負荷約30Kcal/hr。 1.2.1計算及分析 採用不同空調系統之對能源消耗之分析 依據前述