洁净室的节能技术

1、洁净室的节能技术陈 霖 新中国电子工程设计院 2004年11月1、洁净室设计的特点 1.1 洁净室设计的特点（1）依据产品、生产工艺、使用要求,确定空气洁净度等 级 超大规模集成电路0.05m 、1级/0.3m 、5级 TFT 0.1m /0.3m ,3级、4级 HDD 0.1m /0.3m , 4级 精细化工 0.30.5m ,5级-8级 药品、生物制品 0.5m,7级、8级、8.3级，局部5级 （2）设计、建造实现三要素：不引入或少引入 不产生或少产生 不滞留或少滞留1、洁净室设计的特点 1.2 洁净室的类型按用途划分:工业洁净室,主要控制对象微粒 生物洁净室,主要控制对象微粒、 微生物按

2、气流型划分:单向流洁净室 非单向流洁净室 混合流洁净室1、洁净室设计的特点（3）依据产品生产工艺和使用要求，确定压力、温度、 湿度 （4）洁净技术是一门综合技术（5）洁净室的三项关键专业技术+其它 生产工艺技术及其工艺设计 空气净化技术 洁净建筑技术（6）能量消耗大，送风量大（10600次）、冷热负荷大（7）建造费用高，一般空调房的5-10倍1、洁净室设计的特点 1.3 洁净室设计要点（1）充分了解、清晰产品、生产工艺和使用要求（2）充分了解、分析周围环境（影响）（3）准确选择、确立净化空调系统和相关公用动力系统（4）作好洁净室平面、空间布置和人流、物流（5）综合协调各类设施、各类管线。 无序

3、有序，暗敷、气密 2、洁净室能量消耗状况分析 2.1 能量消耗的特征（1）能量消耗大，冷、热、电负荷大，总能耗是一般写字 楼的10-30倍，冷负荷是一般空调的几倍至几十倍， 电负荷大，0.20.15kW/m2（2）连续性强，昼夜24h（3）在各类洁净室中，各种设施的能量消耗比例变化大 制冷机：2435% 净化空调系统：918% 生产设备：1140% 2、洁净室能量消耗状况分析表1 国内的几个洁净室的能量消耗 2、洁净室能量消耗状况分析表2 台湾几个IC工厂的能耗 2、洁净室能量消耗状况分析图1 国内几个洁净厂房的能耗比例 图2 台湾IC工厂的各类能耗的比例 2、洁净室能量消耗状况分析循环空气系

4、统能耗cfm/kW12000800060004000200002、洁净室能量消耗状况分析 2.2 洁净室节能潜力巨大 从表1可见，微电工厂洁净室电耗为0.491.1kW/m2 冷负荷为0.330.6RT/m2 从图3可见,美国几个集成电路工厂洁净室的循环空气系统能耗： 10级：50001650cfm/kW(0.120.35W/m3/h) 100级：800015001650cfm/kW(0.120.35W/m3/h) 各类洁净室能耗不等、差距较大、各种设施耗能比例不同3、洁净室的节能措施 节能措施主要有： 厂址、总平面布置，污染少、朝向、绿地 平面布置 减少洁净面积、减少高级别面积 恰当的洁净度

5、等级 组织好人流、物流和辅助用房 作好空间规划 建筑平面、立面设计外墙构造、立面造型 门窗数量、位置 选好围护结构及材料 降低冷（热）负荷 提高设备能效，采取措施，回收冷（热）量3、洁净室的节能措施 降低冷（热）负荷： 合理利用洁净室回风 减少洁净室排气量 减少泄漏量 降低工艺设备散热量 降低P 降低风机用电量，提高效率 加强保温（冷）措施 变风量、变频机 合理划分系统，不开工的房间（区）不送或少送 减少发尘量，降低送风量 合理选用局部净化3、洁净室的节能措施 提高设备效率，采用冷（热）回收装置： 采用高效制冷机、风机、换热设备 合理配置设备、防止大马拉小车 采用高效电气装置（含照明），合理配

6、线 回风冷（热）量利用 排气冷（热）量回收 冷水机冷凝热利用 生产设备的冷（热）回收 合理配置动力设备（冷热电联产、自由冷却系统采用）4、洁净室节能实例微环境、隔离技术的应用4、洁净室节能实例表3 微环境与传统洁净室的对比4、洁净室节能实例表4 采用微环境后的造价降低4、洁净室节能实例表5 FFU、FMV的应用4、洁净室节能实例 FFU FMU图5. FFU、FMU示意图1-FFU装置， 2-表冷器， 3-新风处理装置4、洁净室节能实例回风冷（热）回收图6 回风冷（热）回收示意图1-粗过滤器，2-显热能量回收装置，3-表冷段，4-加热段，5-加湿器，6.8-风机，7-中效过滤器，9-排风过滤器

7、，10-活性炭过滤器4、洁净室节能实例排气冷（热）回收图7 排气冷（热）回收示意图4、洁净室节能实例自由冷却制冷系统的应用 利用冷却塔供冷 过渡季、冬季、三北地区 节能60%左右图8 自由冷却制冷系统示意图4、洁净室节能实例蓄冰系统4、洁净室节能实例蓄冰系统（a）（b）4、洁净室节能实例冷水机冷热的回收利用123456图11 冷水机冷凝热的回收利用1-冷却塔，2-冷凝器，3-热回收冷凝器，4-冷水机，5-冷负荷，6-水泵4、洁净室节能实例循环冷却水的热回收图12 冷却水的热回收4、洁净室节能实例4、洁净室节能实例图14 小规格制冷机的配置示意4、洁净室节能实例燃气、冷、热、电三联供系统GT-燃气轮机，HRSB-余热锅炉，GFB-燃气锅炉，HPCH-热泵型电制冷机，CHI-电制冷机（蓄冷），CH-电制冷机, LiBr-蒸汽溴化锂吸收制冷机，HE-冷/水换热器，HE1-生活类水同换热器5、结语（1）洁净室技术是综合技术，各专业