房间正压控制计算的理念.ppt

房間正壓控制的理念,講解人：王加根,大綱,一、密閉容器的壓力分析及理想氣體方程式 二、房間正壓的計算 三、經驗數據 四、通常不能達到理想正壓的通病 五、案例分析,一、密閉容器的壓力控制,密閉容器的計算壓力的目的： 計算氣體液體的充入量 理想氣體方程式 PVmRT P：氣體壓力 Pa V：容器的容積 m3 R：氣體常數 287462j/(kg.K) T: 氣體溫度 K,假設條件：T=300K,R=287j/(kg.K),P=101325Pa ,V=2000m3 以房間體積V2000，P為常壓，T300K計算房間的空氣質量 m=101325*2000/(287*300)=2354.4Kg 密度2353.7/2000=1.1769kg/m3 若排出空氣為0，房間正壓為20pa時，計算補進空氣量,房間溫度不變 房間空氣質量 m=(P*V)/(R*T)=(101325+20)*2000/(287*300) 2354.4kg 所需補進空氣量2454.42353.70.7kg 分析結果：由上可見房間的氣密性對正壓產生重要影響。,二、房間正壓的計算 正壓的目的：潔淨室的防污染 消防逃生通道的正壓 生物櫃正压舱,适用于不具挥发性有毒化学物质或放射性物质 正压通风型防爆电气控制柜 1.縫隙逃溢的風量的計算 風速與風壓的關系 P=(v/1.29)2 P:壓力pa, v: 風速m/s 假設條件：房間正壓20pa 門兩檔，縫隙S0.01*1.8*2=0.072m2 窗10檔，縫隙S0.002*4*10=0.08m2,EA,SA,ROOM 2000M3,靜壓20pa轉換成動壓 20=(v/1.29)2 v=5.77m/s 洩漏風量v=s*v=(0.072+0.08)*3600*5.77=3157m3/hr 計算方法二： 高规在门缝漏风量计算时选用压差法计算公式： L=0.827AP1/21.25=1.03375AP1/2 (1) 式中 L正压漏风量，m3/s；0.827漏风系数；A总有效漏风面积，m2；P压力差，Pa；1.25不严密处附加系数。,2.開啟門的洩漏風量 假設條件：F0.9*2.00m,v=0.5m/s,m=1 ,開啟次數n=1次/hr, 開啟時間t=5s 計算方法一 Q=F*v*t*3600*n=1.8*0.5*5*3600*1=16200CMH 每小時補進空氣量16200m3 計算方法二： 高规在通过门洞风量计算时选用流速法计算公式： Q=FWm (2) 式中 Q正压风量，m3/s；W门洞断面风速，m/s；F每档开启门的几何断面积，m2；m同时开启门的数量。(对双扇门，同时开门的楼层数或并列的门数2时F=0.5门宽门高)。 Q=3.69*0.5*1*3600=6624CMH,3.風淋室與傳遞窗的空氣洩漏量 假設條件：風淋室體積15m3,傳遞窗體積1m3,兩者均密閉無縫隙 開關順序為(1)開 (1)關 (2)開 (2)關 分析：以AIR SHOWER為例 (1)開時A/S內壓力為常壓101325pa (1)關時A/S內壓力為常壓101325pa,保持不變 (2)開時A/S內壓力為常壓101325pa,保持不變， 但穩定後壓力變為與房間內同樣壓力101325+20pa (2)關時A/S內壓力為常壓101325+20pa,保持不變 結論：所以需要補充的空氣量為15的空間壓力變化為20PA時的密閉空間的補氣量 m=20*15/(287*300)=0.0035kg=3L 相對來說A/S及P/B的洩漏風量較小（密閉情況佳） 4.排氣風量 排出量EA送入量 綜合以上四點為房間正壓所需的風量.,A/S,(1),(2),三、通常情況下的正壓空氣量的經驗值 洁净室正压换气次数(次/时),四、通常不能達到理想正壓的通病 1、新風補進量不足：重新計算新風需求量 2、洩漏量過大：找出洩漏原因，尋出解決方案 3、現排氣量大於設計排氣量（主要指制程排氣）：重新計算風量關系 4、空調回風量過大（若以前不是本人設計施工而協助業主找尋原因）：重新調節風量,五、案例分析,台灣積體電路製造公司(三、四廠) 台灣積體電路製造股份有限公司，民國七十六年成立，資本額為1,600億元，員工數約14,000人，主要提供 IC 設計公司及整合元件廠於邏輯、通訊、PC相關，及消費性晶圓代工製造服務，為世界最大的晶圓代工製造商，堅持高度的職業道德專注於專業積體電路製造服務，秉持客戶即是公司的夥伴不與客戶競爭，提供全球晶圓製造服務品質優良深得顧客信賴，並鼓勵員工在各方面的創新，積極研發新一代製程領先跨入12吋晶圓廠，目前精進的製程技術已足以與世界一流大廠並駕齊驅。 調整潔淨室正壓有效降低運轉成本 半導體廠務設備(facility)用電約佔全廠用電的49%，冰水主機(chiller)用電佔廠務設備用電的35%，無塵室外氣空調箱(MAU)用電佔廠務設備用電的23%；無塵室正壓設定值愈大，外氣空調箱(MAU)供氣量愈大，冰水主機(chiller)負載愈重，降低電力的耗用，即減少資源的消耗與污染源的製造。基於以上各點分析得知“潔淨室正壓設定”直接關係到廠區運轉的成本。,潔淨室壓力設定值乃潔淨室與外界大氣壓力之差值，以確保潔淨室正壓而不受空氣中懸浮粒子的影響，建立正壓之外氣空調箱為大耗能設備，若能在不影響潔淨度的前提下，減少負荷，則可節省不少能源。台積四廠潔淨室壓力設定值原控制在65 Pa，為求節能將四廠潔淨室壓力設定值調降至45 Pa，以減少風機濾網組(FFU)的耗能。一、針對(FFU)風速進行改善 改善方式： 1.由FFU控制電腦主機逐步調降馬達轉速(original: 1,300 rpm)。 2.觀察四廠潔淨室壓力值的變化(original: 65 Pa)。 3.持續調降轉速至潔淨室壓力為45 Pa。 4.記錄FFU最後的轉速，並觀察潔淨室壓力變化。 二、針對(MAU)風速進行改善 改善方式： 1.由MAU控制電腦主機逐步調降馬達轉速(original:Fab-4為45Hz)。 2.觀察潔淨室壓力值的變化(original: 45 Pa)。 3.持續調降轉速至潔淨室壓力為35Pa。 4.記錄MAU最後的轉速，並觀察潔淨室壓力變化。 三、執行成果 1.ab-4 調降FFU轉速至1,100 rpm。 2.調降MAU轉速至潔淨室壓力為35 Pa。,四、節省效益計算 1.ab-4調降FFU轉速 (1)FFU轉速由1,300 rpm降至1,100 rpm。 (2)共計可節省FFU馬達耗電：140 Kw。 2.調降MAU轉速至潔淨室壓力為35 Pa (1)調整 Fab-4 潔淨室壓力至35Pa，MAU負載由 45 Hz 降至 41 Hz。 (2)共計可節省MAU馬達耗電：71 kW。 (3)降低潔淨室壓力同時可減少外氣(MA)供應量以節省能源。 (4)共減少MA：50,666CMH。 (5)經計算每 1 CMH 外氣處理耗電量以0.0056 kW / CMH。 (6)共計節省耗電：284 kW。 3.潔淨室調降壓力節能效益：4,336,200 kWh /年 五、成本及回