洁净厂房空调系统
药厂厂房洁净空调系统设计

药厂厂房洁净空调系统设计摘要:本文主要针对药厂厂房洁净空调系统的设计展开了探讨,通过结合具体的工程实例,对洁净空调系统的设计作了详细的阐述,并对洁净空调的控制系统作了系统的分析,以及能为有关方面的需要提供参考借鉴。
关键词:洁净空调;药厂厂房;设计0 引言随着我国医学制药技术的不断发展,对室内生产环境的洁净度也相应提出了更高的要求。
为此,对药厂厂房洁净空调系统进行优化设计便显得尤为重要。
基于此,本文就药厂厂房洁净空调系统的设计进行了探讨,相信对类似的系统设计能起到一定的帮助作用。
1 工程概况本工程制药厂房的洁净空调区域面积为450m2,火灾危险性类别为甲类,其平面布置及洁净室压差分布如图1所示。
本工程洁净区为D级洁净区,采用组合式净化空调机组,运行时室内温度为18~26℃,相对湿度为45%~65%。
组合式空调机组设置在爆炸危险区域外。
空调机组内设置初效、中效过滤器,高效过滤器设置在洁净室内送风口,空调机组的表冷段采用5~10℃冷冻水。
加热加湿用0.2MPa的饱和蒸汽,外管蒸汽为1.0MPa的饱和蒸汽,需减压至0.2MPa才能使用。
注:圈内数值为净化区,相对于室外的正压值,单位Pa。
微压差计,量程0~60Pa。
洁净区的正压设计严格按照GMP要求,洁净区和非洁净区的压差≥10Pa,相邻不同洁净级别房间之间的压差≥10Pa,相邻相同级别房间之间应保持适当的压差梯度。
通过调节送风管上的对开多叶调节阀调节送风量,通过调节回风口上的手动挡板门开度来控制房间压力。
2 洁净空调系统设计2.1 空调风系统气流组织及风量确定组合式空调机组目前采用中央空调和二级过滤集中送风式净化技术。
其工作流程:室外新风经过初效过滤器过滤后,与洁净室回风混合,再经冷却、除湿、加热、加湿后通过送风机将处理过的空气经中效和高效过滤送入洁净室,完成空气热湿处理和过滤循环,使洁净室保持设计的温湿度和洁净度。
组合式空调机组一般包括新回风混合段初效、加热、表面冷却、加湿、风机、消声、中效过滤、出风等功能段。
D级洁净区空调系统URS

净化空调系统用户需求说明书起草:日期:审核:日期:审核:日期:批准:日期:目录1 目的 (3)2 范畴 (3)3 设备介绍 (3)4 法规和指南 (3)5 用户需求 (4)1 目的本文件的执行将记录和证明本公司向供应商提出的关于空调系统要求的具体内容,供应商应以确认我公司的控制标准为依据进行空调系统的初步规格选型、功能设计并最终完成详细设计,为将来的设备/系统验证提供充分依据。
2 范畴本文件用于确认本公司D级洁净区所使用的空调系统的规格和性能要求。
3 设备介绍该设备为组合式空调机组,作为保证D级洁净区符合GMP相关要求即:空气净化、温度、湿度、压差、换气次数、风量、清洁与消毒要求等,其设计、安装、调试、验收要按中国2010版GMP要求进行。
4 法规和指南为编写本文件,参考了以下法规和指南:4.1国家食品药品监督管理总局(CFDA),药品生产质量管理规范(2010年修订),2011 年03月;4.2 GB50457-2008医药工业洁净厂房设计规范;4.3 GB 50073-2013洁净厂房设计规范;4.4 FDA药品生产质量管理规范(cGMP),2003年12月;4.5 GB/T14294-2008组合式空调机组;4.6 GB/T14296-2008空气冷却器与空气加热器;4.7 GB50247-2010制冷设备和空气分离设备安装工程和验收规范;4.8 GB50054-2011低压配电设计规范;4.9 GB50055-2011通用用电设备配电设计规范;4.10 GB50591-2010洁净室施工及验收规范;4.11 GB50243-2016通风与空调工程施工质量验收规范;4.12 GB50126-2008工业设备及管道绝热工程施工及验收规范;4.13 GB50235-2010工业金属管道工程施工及验收规范。
5 用户需求5.1需求概况5.1.1组合式空调机组1台,具体需求见下表:5.2机组整体及设计参数要求5.3空调箱体要求5.4过滤段要求5.5表冷挡水段要求5.6风机段要求5.7蒸汽加热段要求5.9电气及控制单元5.10水冷螺杆式冷水机组设备性能要求5.11电气及控制单元6安全及防护要求7服务要求7.1运输、安装和调试服务要求7.2调试服务和文件要求7.3培训要求7.4保修服务和交货期要求8推荐供应商品牌。
药厂厂房洁净空调系统平面cad施工图

定风量送风,变风量回风洁净空调系统

胡士光
(雷诺丽特北京医疗事业部,北京怀柔)
摘要:本文详细介绍了某世界 500 强医药公司北京工厂的定风量送风,变风量回风洁净空调系统。该工厂的生产车间为 10 万级洁净室,主要生产固体制剂,乳胶剂,胶囊剂,生产工艺包括:配料,混料,制粒,压片,包衣,烘干,一次包 装,二次包装全工艺过程。该工厂的洁净空调系统配置了定风量送风阀和变风量回风阀,配合 DDC 控制系统,保障了全部 时间房间之间的压差梯度的实现。 关键词:压差梯度;全部时间;定风量送风阀;变风量回风阀。
因此美国 FDA,欧盟 GMP 均要求全天候保证整个洁净厂 房 的 压 差 梯 度 , 并 建 立 洁 净 室 监 视 系 统 ( RMS, Room Monitoring System)对洁净室进行实时监视。
图1
图2
3 房间压差的形成 制药厂的洁净室是通过洁净空调机组处理空气来实现
洁净等级的,系统配置粗效过滤器,中效过滤器,高效过滤 器对空气进行净化处理。同时,对于单个的洁净房间,供风 量一般大于送风量,正是这个差值,形成了房间的压差。如
7 结语 我国的医药产业走向国际是行业发展的必然趋势,美
国 FDA 认证,欧盟 GMP 认证是企业走出国门,打开国际市场 的通行证。洁净室,洁净空调系统是美国 FDA 认证,欧盟 GMP 认证的重头戏,如何设计出符合美国 FDA 认证,欧盟 GMP 认证的洁净室和洁净空调系统,是每一个从事采暖空调设计 技术工作者必须面对,必须学习的新课题。
国际标准 ISO14644 洁净室和相关的环境控制; [3] Novartis GMP Quality ManualN6.2 Cleanliness Zoning Policy for the Manufacture of Non Sterile Drug Products and the Respective Drug Substances 诺华制药 GMP 质量手册 第 6.2 部分 非无菌药和原料药生产洁净区域策略。
洁净室净化空调系统的划分

干净室净化空调系统的划分根据建筑专业提供的建筑平面图,工艺专业提供的工艺设备平面图与工艺对各干净室的干净度,温、湿度等环境的要求,即可进展净化空调系统的划分工作。
〔一〕净化空调系统的划分原那么1、干净度,温、湿度及其精度一样或相近的干净房间宜划为一个净化空调系统。
便于干净度与温、湿度的控制。
2、距离较近的干净房间宜划为一个系统,可减少系统管道的长度与管道穿插。
3、有条件时可将4 级、5 级单向流与6 级、7 级、8 级非单向流组成混合流净化空调系统。
4、干净室不宜及一般空调房间合为一个系统。
5、使用规律与使用时间不一样的干净室不宜合为一个净化空调系统。
6、产尘量大、发热量大、有害物多、噪声大的房间宜单独设计为一个系统。
7、混合后会产生剧毒、引起火灾与爆炸的房间不应合为一个净化空调系统。
8、有剧毒与易燃易爆的甲、乙类房间应单独设系统,而且应为不回风的直流系统。
9、一个净化空调系统不易过大。
一般情况下,净化送风量不宜超过100,000 m否那么空气处理设备过大、噪声大、送回风管道大、占空间与面积大,使用也不灵活。
10、净化空调系统划分时还应考虑到送风管、回风管、排风管以及水,电,气等管线的布置,尽量作到合理、短捷、使用管理方便,尽量减少穿插与重叠。
11、净化空调系统新风的热湿与净化处理可集中也可分散设置。
〔二〕工艺设备局部排风系统的划分原那么1、工艺设备的局部排风系统不宜过大,每个排风系统的排风点数不宜过多,这样排风管理调节方便,排风效果好。
2、一个排风系统不宜跨在两个或两个以上的净化空调系统。
3、混合后产生剧毒、爆炸、火灾、凝水、结晶与有害物的排风不应合为一个排风系统。
4、使用规律不同房间与设备的排风不应合为一个排风系统。
五.干净室净化空调系统送风型式的比拟选择〔一〕净化送风与空调送风合一的送风型式,通常也称作集中式送风型式。
此方案的净化空调机组〔空气处理机组AHU〕集中设置在空调机房内,全部的净化空调送风均在净化空调机组内进展净化与热、湿处理,然后由庞大的送风管道将全部的送风输送到干净室的吊顶上部,再经过设在干净室吊顶上的终端高效过滤器或高效过滤器送风口过滤后送到干净室内,来实现干净室工艺生产所需要的温度、湿度、干净度与房间的压差,干净室的回风经回风口、回风管再接回到空调机房的净化空调机组内及新风混合后重复进展净化与热、湿处理。
洁净空调的运行管理

洁净空调的运行管理一、净化空调系统对维护管理的要求洁净室的净化空气、直接表10-6的规定进么监测。
在下列任何一种情况下,应更换高效空气过滤器:表10-6洁净室的净化空气监测频数1、气流速度降到最低限度。
即使更换初效、中效空气过滤器后,气流速度仍不能增加。
2、高效空气过滤器的阻力达到初阻力的1.5倍~2倍。
3、高效空气过滤器出现无法修补的渗漏。
当洁净厂房内采用高效真空吸尘器进行清扫时,必须定期检查吸尘器排气口含尘浓度。
二、净化空调的运行管理的日常工作对净化空调系统、洁净室的运行管理主要应做好以下几项工作:保证洁净室内要求的空气温度和相对湿度;保证洁净室内洁净度;制定严格的管理规章制度。
1、保证洁净内要求的空气温度和相对湿度在洁净室内,如果空气温度过低,不便于工作的正常进行;如果温度过高,则会使室内工作人员产生过多的汗液,汗液挥发成微小粒子进入空气中,从而增加了洁净室内空气中含尘粒子数,进而使其洁净度级别有所下降,无法保证工艺条件的要求。
因此,保证洁净室内要求的空气温度和相对湿度是空调系统进行的必要条件。
2、保证洁净室内洁净度的措施要保证洁净室内要求的洁净度,对正常运行的净化空调系统、洁净室,必须做到进入洁净室内的空气是清洁的,进入洁净室内的人和物品就应该经过必要的净化处理,尽量减少人和物带入洁净室内的灰尘量。
要保证洁净室内的洁净度应采取以下主要措施:保证人净的措施;保证进入洁净室物料的净化;保证进入洁净室内的空气是洁净的;保证净化空调系统的送风量;按要求保证洁净室内的正静压值;尽量减少洁净室的产尘量;保证对洁净室内的定期清扫。
1)保证人净的措施人体散发的污染物质主要有自身产生的污染物和携带物。
人净措施主要包括水洗、换鞋和衣服及空气吹淋3个方面:(1)水洗。
用水洗去手、脸甚至全身体表皮临时附着物和积存的体表排出物。
(2)换衣、鞋。
为了减少从室外带入洁净室的污染物,进入洁净室内的人员一般都在经过换鞋和衣服。
洁净空调系统的维护保养
洁净空调系统的维护保养维护保养工作是一项预防性的、有计划进行的经常性工作,其主要内容是根据维护保养制度进行必要的加油、清洁、清洗、易损材料与零件的更换等,以及视具体情况而进行的紧固、调整、小修小补等。
忽视这些琐碎而繁杂的维护保养工作,往往是系统和设备运行不正常、故障频繁发生的原因之一。
无论如何加强维护保养都只能降低设备的损坏程度,要想使设备不出现故障或不发生部件损坏是不可能的,空调系统在运行一定时间后,运动部件都会出现磨损、疲劳、间隙增大,甚至丧失工作能力。
然而,静止的部件和管道也会产生堵塞、腐蚀、结垢、松动等现象,致使设备的技术性能、系统的工作状况发生改变,甚至发生事故,影响到系统的正常运行和使用效果。
因此,必须定期对系统和设备进行检验和测量,以便根据检测情况及时采取相应的预防性或恢复性的修理措施。
通过及时发现、消除系统和设备存在的问题及潜在的事故隐患,来提高整个系统的运行水平,保证系统的安全经济运行,防止意外事故的发生,延长其使用寿命,更好地为用户服务。
1 送风系统的维护保养洁净室内空调系统的送风量不同于一般的空调房间,一般空调房间的送风量仅仅能维持房间温度、湿度的最低需求,并未对空气洁净度作要求。
而经过滤处理送入洁净室内的清洁空气除了要承担保证室内的温度、湿度的送风量外,还要排除、稀释室内空气的污染物,以维持室内的空气洁净度,保证洁净室内的换气次数。
以满足室内气流组织的需要。
洁净空调系统在正常运行时,要定期对系统的送风量进行检测,检测点一般选择在送风口处。
洁净空调的送风量在设计时从能量的消耗量、室内应有的气流组织等诸多方面来综合考虑的,如果系统送风量过低,则会使洁净室内送风口处的气流速度降低,从而破坏室内的气流组织形式,影响洁净室内工作人员的正常工作,致使污染的空气无法排出,达不到室内要求的洁净度标准。
系统送风量的减少可能有以下因素:风管和静压箱之间的软连破损、通风管路的漏风、皮带的松动以及过滤器的容尘量过多。
洁净厂房空调系统优化改进及制冷系统的设计优化
4 结语
渊下转第 323 页冤
Science & Technology Vision 科技视界 319
Science & Technology Vision
科技视界
从上表数值可以发现 2 种方法检测结果最小相差 1.2%袁 最大的 相差 1.6%袁误差很大袁严重影响非脂乳固体和蛋白质项目的准确性袁 因为按照计算公式这个误差值被算成乳固体袁导致蛋白质的含量出现 约 0.5%的误差遥 2.2 用上述测定结果计算乳固体含量与实际生产投料乳固体含量比 较见表 2遥
热动力学法是国内外制冷界深入研究和广泛采用的方法遥 制冷装 置的优化设计与运行涉及两个问题袁 一是优化目标函数与约束条件曰 二是需要一台自适应多参数控制器配合工作遥 其基本思路与方法是院 首先应建立制冷装置及各部件仿真模型袁然后联立求解这些模型方程 组遥 在此基础上袁选定某一目标函数袁确定实现该目标函数的约束条 件袁保持制冷装置在某一基本工况下处于最佳匹配状态遥
. Al境是l有洁明净R确车i的间gh规遥我t定国s遥出这R台就e的对s叶车药e间r品的v生空e产d调质.系量统管提理出规了范较曳中高对的制要药求车遥 因间此的在环
设计中需要对空调系统尧制冷系统的设计及施工方法合理的加以优化 改进遥
揖参考文献铱 咱员暂张国鹏.工业厂房暖通空调的节能设计探讨[J].工程建设与设计袁2010(08)援 咱圆暂邵双全,石文星,陈华俊,李先庭,彦启森.制冷空调系统计算机仿真技术综述 [J].制冷与空调,2002(03).
电子洁净厂房空调系统设计
电子洁净厂房空调系统设计摘要:通过介绍某电子洁净厂房净化空调系统设计,阐述了电子洁净厂房空调设计的主要系统,介绍了洁净室新风空调箱的控制原理,并总结出实际工程设计中应注意的问题,并提出此类设计对日后施工、运行和管理的要求。
关键词:电子洁净厂房净化空调新风空调机组干盘管1.工程概况本电子洁净厂房净化空调系统设计为某光工厂研发生产项目,工程建设地点位于湖北省武汉市,丙类,77905.86m2,层数:-1/3,建筑高度29.75m,地面建筑共分三层:地下一层为水泵提升站,一层为辅助动力区、下夹层区,二层为洁净生产区、MOCVD区、辅助动力区+辅助办公区,三层为洁净钢屋架层、洁净预留区。
本文主要介绍二层洁净生产区的净化车间的空调系统设计。
具体平面布置图详见以下附图1:图1 二层洁净生产区平面布置图2.工程设计参数按工艺生产要求及工艺专业提供的设计条件,并按照GB50073-2013《洁净厂房设计规范》及GB50472-2008《电子工业洁净厂房设计规范》的要求,净化车间室内设计参数如下表1:表1 通风设备设计参数表3.净化空调系统设计3.1 冷热源系统本项目生产区净化空调冷源采用6℃/12℃低温冷冻水及13℃/19℃中温冷冻水,由动力站房供给;热源采用38℃/28℃中温热水及80℃/60℃高温热水,接自动力站房。
3.2 洁净室空气循环系统电子洁净厂房中,工艺设备散热量大,造成空调冷负荷较大,并且按照设计规范要求,洁净等级较高的区域或房间换气次数高达50~60 次[1]。
为满足负荷和换气次数的要求,必须保证足够的送风量,而送风量的加大又使净化空调机组、风机及风管的尺寸的偏大,加之吊顶上空间的限制,给设计和施工带来了很多困难。
“新风处理机组(MAU)+ 风机过滤单元(FFU)+ 干盘管(DCC)” [2]的空调形式是电子净化厂房空调设计中经常采用的一种空调系统。
在该系统中,MAU 处理新风负荷:夏季冷却新风并除湿,冬季加热新风并加湿;DCC 处理室内负荷,一般为全年供冷;FFU 用来循环空气从而达到洁净度要求的换气量。
厂房洁净空调通风工程方案(2篇)
第1篇一、工程背景随着我国经济的快速发展,制造业、医药行业等对厂房洁净度的要求越来越高。
洁净空调通风系统是保证厂房洁净度的重要设施,对于提高产品质量、保障员工健康具有重要意义。
本方案针对某厂房洁净空调通风工程进行设计,以满足其生产需求。
二、工程概况1. 工程名称:某厂房洁净空调通风工程2. 工程地点:某市某区3. 工程规模:占地面积5000平方米,建筑面积3000平方米4. 设计标准:GMP认证标准、ISO 14644-1洁净度等级5. 工程周期:6个月三、工程目标1. 确保洁净度达到ISO 14644-1标准2. 确保空调系统稳定运行,满足生产工艺需求3. 降低能耗,提高能源利用率4. 保障员工健康,创造舒适的工作环境四、设计方案1. 系统组成(1)新风系统:负责提供新鲜空气,满足洁净度要求。
(2)净化空调系统:负责处理新风和回风,保证室内温度、湿度、洁净度等参数。
(3)通风系统:负责室内空气流通,排除有害气体和异味。
(4)自控系统:负责对整个洁净空调通风系统进行监控、调节和优化。
2. 设计原则(1)满足洁净度要求:根据生产工艺需求,确定洁净度等级,并采取相应措施。
(2)节能环保:采用高效节能设备,优化系统设计,降低能耗。
(3)安全可靠:确保系统稳定运行,防止故障发生。
(4)易于维护:设计简洁合理,便于维护保养。
3. 设计方案(1)新风系统新风系统采用高效过滤器过滤新风,确保新风洁净度。
新风量根据工艺需求确定,一般按室内人员数量和换气次数计算。
新风系统主要包括新风处理机组、高效过滤器、新风管道等。
(2)净化空调系统净化空调系统采用高效过滤器对新风和回风进行处理,保证室内温度、湿度、洁净度等参数。
净化空调系统主要包括处理机组、高效过滤器、风机盘管、新风管道、回风管道等。
(3)通风系统通风系统采用高效通风管道,保证室内空气流通。
通风系统主要包括通风管道、风机、排风罩等。
(4)自控系统自控系统采用PLC或DCS控制系统,对整个洁净空调通风系统进行监控、调节和优化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
洁净厂房空调系统随着世界制造业向我国的战略性转移,我国出现了越来越多的各式洁净厂房。
在这些洁净厂房中,特别是量C(量nt区g风at区d C量风cu量t)的生产厂房,洁净度要求特别严格,成为洁净厂房的典型用户。
在这些集成电路的相关生产企业中,起始由于成品率很低,企业最关注的是产品的成品率问题。
这是因为,成品率直接决定着企业的生产成本和成败,决定着企业能否在激烈的市场竞争中处于不败之地。
随着科技进步和技术的提升,各企业的成品率都大幅度提高,产品的品质在很大程度上得到了保证。
但随着产品集成度和生产环境洁净度要求的提高,电子厂房的耗能却在急剧的增大,成为典型耗能大户。
进入新世纪,能源问题已成为制约我国持续快速发展的瓶颈问题。
能源的短缺,又致使能源价格不断攀升,这些都使得电子厂房的节能问题成为相关企业关注的焦点。
企业要迎面竞争,想在激烈的市场竞争中不被淘汰,就必须面对洁净厂房空调系统的节能问题。
随着我国信息产业的发展,出现了越来越多洁净厂房。
现阶段,洁净厂房空调系统的节能已经成为各生产商降低生产成本,增大竞争优势,击败对手的重要手段。
目此,其空调系统的节能也成为研究的热点和生产商关注的焦点问题;洁净厂房空调系统因其风量大、新风负荷太、阻力高等特点,耗能非常高,是一般空调系统的10余倍,目此,洁净室空调系统的节能设计和运行有较强的必要性和潜力;通过减小优化气流组织,将净化风量和空调风量分开和减少洁净面积,可显著减小系统的送风量;通过设置系统排风罩和其他优化配置措施,减小系统新风量;采用自控手段和加强管理,可优化系统的风量运行。
这些都将显著降低系统的耗能水平。
洁净厂房在我国的快速发展经过多年的发展,我国集成电路产业设计、生产及销售等各环节,都取得了长足的进步和发展。
我国集成电路制造业的技术工艺已进入国际主流领域,设计和封装技术接近国际水平,晶片制造工艺技术从0. 35 μm到0.18μm乃至0.13μm,同时开发出一批拥有自主知识产权的“中国芯”,譬如方舟、龙芯、爱国者、星光、网芯、展讯等。
同时,大型晶片制造企业正在迅速崛起。
中芯国际在大陆的总投资超过100亿美元,已跃居全球第4大晶片代工厂,华虹N区C成为全球第7大晶片代工企业。
目前我国已建成代表国际领先技术水平的12英寸集成电路生产线,而这些不断出现的生产线,随着其技术水平的提升,对生产环境洁净度的要求也越来越高,而极高的洁净度主要靠洁净厂房和其洁净空调系统来实现。
需要采用洁净空调系统的车间有很多。
在集成电路(晶圆)产业链中,自括光掩膜(制板)、waf区风(前道工序)、封装测试(后道工序)等工序。
除了集成电路(晶圆的生产厂,还有其上游产业,如硅材料生产厂(拉单晶);此外,还有平面显示器生产企业:包括LCD(液晶)、PDP(等离子)、TFT、VFD、仪表盘以及显示器;光纤生产企业、制卡业、贴片业、印刷电路板等根多产业和工厂。
洁净厂房空调系统特点洁净厂房空调系统与一般民用建筑的空调系统的不同,它首先对控制区的洁净度有很高要求。
导体器件厂房内,在硅衬底上只要落有电路线宽1/10~1/3大小的尘埃,就可能导致芯片电路短路。
如今,半导体集成电路的发展突飞猛进,最近英特尔公司更是推出了采用32 nm线宽的高端处理器芯片,把生产环境的洁净度控制推向了极致。
另外,洁净厂房空调系统除对洁净度要求较高外,还对温度、湿度、震动、噪音等都有不同程度要求。
洁净室与洁净厂房能源消耗比其他的建筑大得多,其运行费约是一般办公楼的10(1万级)~30(100级)倍。
就空调冷负荷而言,一般办公大楼为120W/m2左右,而大规模半导体器件厂房可以达到1400~1 600w/m2。
同时,由于半导体器件生产工艺的特点,要求洁净厂房内全天(24h)保持相应的洁净度,目此,洁净空调系统(包括排风系统)、为其配套的冷、热源及相应的输送系统需每天24 h运行,这也与其他空调系统极其不同。
运行时间的增长也使其空调系统的节能更具有潜力和意义。
洁净厂房空调系统的耗能特点送风量大洁净度的提高和维持是半导体器件厂房空调系统设计和运行的重要任务,这一任务的完成要依赖很高的送风量,是以高能耗为代价的。
就送风量而言,一般办公大楼换气次数为10h-1左右,而大规模半导件器件厂房内,为了满足相应的洁净度要求,需要保证很高的换气次数,致使循环风量非常大。
100级洁净室的换气次数可选到400 h-1,10000级洁净室的换气次数日选到40 h-1,100000级洁净室的换气次数也要30 h-1。
新风负荷大在电子厂房中,某些车间散发出有害气体,需要通过排风加以消除,这就加大了系统的新风量。
洁净室的各类制冷负荷中,最重要的有新风、风机温升和设备散热3项,而尤以新风最大。
根据有关部门统计,新风负荷可以从20%~70%,风机温升从8%~20%多,工艺设备可以从16%~50%。
洁净室内平均所需新风量在45~60m3/(m.m2),新风冷负荷比室内显热冷负荷还要大约近1倍。
风机全压高由于净化空调中过滤器很多,其中仅高效过滤器的初阻力就在200Pa以上,终阻力在400 Pa以上;而要求高的车间ULPA的阻力会更大。
其新风要求三级过滤,再加上化学过滤器,新风机组的风压要求在2 500Pa左右。
这些都会致使所用风机静压很高,导致风机耗能增加。
另外,工艺设备的发热情况随不同的生产工艺不同而不同,有些工艺设备是高发热设备,就需要较多冷负荷来抵消。
总之,洁净厂房空调系统具有排风量大、送风量大、工艺设备发热量大、阻力大和风机静压高的特点,这些共同造就了洁净厂房空调系统的高耗能。
自然洁净室和单纯空调房间相比,单位面积建设费用和能耗要大得多。
但洁净净化空调系统的节能问题,在国内尚未引起足够的重视。
但随着信息产业向我国的战略性转移,洁净厂房的高耗能、节能问题也成为能源紧缺的我国一个不可回避的问题。
目此,洁净室与清洁厂房的空调系统的节能就有着积极的意义。
洁净厂房空调系统节能建议洁净厂房空调系统首先是一空调系统,因此,一般空调系统的节能措施,如围护结构保温、系统变流量、排风热回收、选用高教制冷机、水泵风机设备等,都可以适用于洁净厂房空调系统的节能设计和改造。
同时,洁净厂房空调系统有自己的特点,也就有自己的系统节能特点和方式。
洁净风量与空调风量分开洁净室进风的功能,一是空调(空气进行温、湿处理,满足洁净室的温、湿度要求);二是净化(空气过滤满足洁净室的洁净度要求)。
一般情况下净化风量大大超过空调风量。
如果让空调进风同时起到空调和净化的作用,即空调风量和净化风量不分开,所有的回风都要经过空调箱集中处理。
此非常大风量经过空气处理设备时,阻力会很大,风机耗能急剧增大。
同时,为了除湿,所有回风都要处理到露点状态,后为了不使室内温度过低,还需对进风进行再热。
冷热抵消,造成不必要的浪费。
而如果把空调和净化两部分风量分开处理,净化风量就可进行过滤处理,可大大缩短净化风量输送管道长度;而对于空调风量,自于风量变小,可以节省空气冷热处理,并且同时可以减小输送断面和输送耗能。
在常见的洁净空调送风方式中,集中进风方式、隧道式送风方式都没有很好地将空调风量与洁净风量分开。
为了方便空调和净化功能的分离,可充分利用房间结构就近完成,下图1即为一种分离方式。
在图1的洁净室中,利用房间夹层将大部分洁净风量直接送至顶层的高效过滤器处,而无需离开洁净室,从而降低了洁净风量的输送能耗。
通过回风口处的风阀,可以调节洁净风量与空调风量的比例。
减少空调系统风量洁净厂房对洁净度的高要求,造就了其空调系统的大风量。
由空气动力学的知识可知,动力设备如风机的耗能与其风量的3次方成正比,目此,减少系统风量,对于洁净厂房空调系统的节能有着重要的意义。
净化空调系统的送风量取决于换气次数和房间体积。
目此,减少系统的送风量可从减少换气次数和减小洁净空间两方面入手。
换气次数的多少取决于洁净级别和气流组织。
气流组织对洁净室内空气流动形态和分布进行合理的设计,称作气流流型。
洁净室的气流流型主要分为三类:➢非单向流单向流洁净室的气流是从室内的送风一侧平稳地流向其相对应的回风一侧。
目此,能选到较高的洁净度。
但其要求的风量大,能耗也大。
➢单向流非单向流的气流速度、方向在洁净室内不同地方不同,用经过高效过滤器处理的洁净空气将污染物冲淡稀释,从而保持室内所需的空气洁净度等级。
➢混合流混合流洁净量是将非单向流型和单向流型在同一洁净室内组合使用,其特点是:在需要空气洁净度严格的部位采用单向流流型,其他则为非单向流流型,为此既满足了使用要求,也节省了设备投资和运行费用。
为了实现洁净厂房空调系统的节能,应根据厂房内不同地方对洁净度的不同要求,采用相应的气流组织方式。
可通过CFD模拟等手段,进行科学的气流组织,可以合理地降低洁净室平均气流速度,换气次数,降低送风量,从而降低系统能耗。
减小洁净面积缩小洁净面积,一方面减少了净化系统的送风量;另一方面还可以减小和控制人员发尘对洁净区域的影响。
把关键要求高的洁净区与周围要求不严的洁净环境加以物理分割,即所谓对关键洁净区采用“点”或“线”的保护而不采用“面”的保护,可减少单向流的洁净面积。
如在安全实验室、制药厂及很小规模的生产用户,常采用非单向流洁净室内设洁净工作台,洁净量作堋或层流罩等局部单向流洁净区;而在IC厂,洁净控制面积一般都比较大,可以把工艺设备的核心加工区与维护服务及维修区加以物理分割,把关键加工区置于层流罩下,由单向流维持和控制很高的洁净度;而其他区域所要求的洁净度得以降低。
由于核心区的面积相对还是较小,采用这样的方式可明显降低系统的总运行费用。
洁净隧道就是采用这一理念,根据生产要求把洁净区间划分为洁净级别不同的加工、操作、搬运、维护等4个区,把洁净度要求最高的加工区的区间缩小到最低限度,把各种管道和一些辅助设备放在维护区,这样不仅减少了操作人员发尘对加工区的影响,而且大大减少了洁净送风量。
洁净隧道的加工区送风面出口速度(下送)一般为0.3~0.4m/s,其换气次数500~200次/h,而人员操作区断面风速为0.1~0.2 m/s,换气次数为100~200次/h,与全面垂直单向流洁净室相比,洁净隧道的造价和运用费用均节省1/3左右。
百级洁净隧道在当前的IC厂房中,当控制线宽小到一定程度,一般都需采用微环境技术,才能满足非常高的环境要求。
所谓的“微环境”实质上是为硅片的机械传递和工艺加工的周围提供一个局部洁净小室。
微环境内不但洁净度级别能够达到非常高,而且温度、相对湿度、气流速度可以控制在非常严格的范围内。
实践证明,在微环境内,可实现更佳的空气途径,更高的空气质量,更容易的污染控制手段,可达到更严格的技术要求和更高的加量质量。
减少新风量由于在洁净厂房空调系统中,新风负荷占较大比重,目此,减少新风量,对降低洁净空调系统能耗有着重要意卫。