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技术篇 | 半导体行业洁净空调系统空气过滤器节能优化方案

  • 发布时间:2022-04-19

【概要描述】  半导体器件的生产环境对于污染物的存在极为敏感,即便是存在很少的气态分子污染物或颗粒污染物,也会降低产品的质量,因此半导体器件制造领域洁净度要求远远高于其他工业。



  在芯片、半导体器件生产全过程中,制程环境污染控制极为重要。核心制程的空气洁净度需要达到ISO Class 1,气态分子污染物(AMC)浓度需要低于百亿分之一,不合格的制程环境会导致产品良率大幅度降低。

  普通的空气中含有大量微粒、浮尘等颗粒污染物及二氧化硫、氮氧化物、氨气等气态污染物,只有经过处理后才能进入洁净室。因生产半导体等微电子器件的洁净房需全天保持标准洁净度,所以洁净空调系统(包括排风系统)、为其配套的冷热源及相应的输送系统必须24h运行,与其他常规空调系统极其不同。



  相关文献表明,我国建筑能耗占社会总能耗的比例约为21%-24%,暖通空调设备作为公共建筑领域广泛使用的重要设备,其能耗占建筑总耗电量的50%-60%。在暖通空调设备的能耗中,风机能耗占很大比例,大概占空调机组能耗的50%。高等级半导体洁净室作为耗能大户,其换气次数高达200-600次/小时,且气流需经过多级过滤,其能耗更是高达一般空调系统的5-10倍。

  风机作为动能来源,提供的大部分能量皆被各部件阻力总和所消耗掉,且空气过滤器的阻力约占风机全压头的50%,由此可以看出,降低空调过滤器运行能耗将对建筑运行能耗降低、碳排放降低产生重要意义。同时,从提高能源效率、降低能耗的角度来看,在不影响过滤要求的情况下优化空气过滤器性能是必要选择。



  在空调过滤器的整个LCC分析中,连续运行空调过滤器的投资成本仅占5%,维护、更换成本占8%,能耗成本占87%,其中能耗成本约60%被风机消耗。



空调处理单元生命周期成本

  欧洲通风协会根据实验室的测试结果估算过滤器的能耗,基于实验室实验数据,将效率、年能耗作为能效分级的依据,有别于通风设备或空调系统中的应用情况,与实际应用具有相关性,但具体应用中的实际能耗与参照Eurovent4/21-2019一般通风过滤器能耗估算中的理论能耗明显不同。



  综上所述,过滤器能耗由平均阻力直接决定,与初始阻力、容尘量相关。降低初始阻力,提高容尘量、降低容尘过程中阻力的增加幅度是降低能耗的有效途径,既能为客户降低能源成本又能为环保贡献力量。



  某化纤袋式过滤器与美埃M-HPACK高容尘袋式过滤器为实验模型对比:



  两种过滤器对比结果表明:采用M-HPACK高容尘袋式过滤器,每片过滤器每天可节省2度电,一年运行360天,可节省720度电,这仅仅是一片中效袋式过滤器所节省的,对于整个空调机组而言,节省了一笔巨大的费用。而按ISO 16890标准进行测试,达到终阻力300Pa时容尘量为某化纤袋式过滤器的1.5倍多。意味着M-HPACK高容尘袋式过滤器使用时间更长,更换次数降低,安装、维护、更换费用也相应降低。

  二十余年来,美埃专注于纳米级芯片工艺制程超净环境,技术及高质量产品的研发与生产,以专业解决方案广泛运用于半导体、电子、平板显示、光伏等各行业,满足客户各等级净化要求。

技术篇 | 半导体行业洁净空调系统空气过滤器节能优化方案

【概要描述】  半导体器件的生产环境对于污染物的存在极为敏感,即便是存在很少的气态分子污染物或颗粒污染物,也会降低产品的质量,因此半导体器件制造领域洁净度要求远远高于其他工业。



  在芯片、半导体器件生产全过程中,制程环境污染控制极为重要。核心制程的空气洁净度需要达到ISO Class 1,气态分子污染物(AMC)浓度需要低于百亿分之一,不合格的制程环境会导致产品良率大幅度降低。

  普通的空气中含有大量微粒、浮尘等颗粒污染物及二氧化硫、氮氧化物、氨气等气态污染物,只有经过处理后才能进入洁净室。因生产半导体等微电子器件的洁净房需全天保持标准洁净度,所以洁净空调系统(包括排风系统)、为其配套的冷热源及相应的输送系统必须24h运行,与其他常规空调系统极其不同。



  相关文献表明,我国建筑能耗占社会总能耗的比例约为21%-24%,暖通空调设备作为公共建筑领域广泛使用的重要设备,其能耗占建筑总耗电量的50%-60%。在暖通空调设备的能耗中,风机能耗占很大比例,大概占空调机组能耗的50%。高等级半导体洁净室作为耗能大户,其换气次数高达200-600次/小时,且气流需经过多级过滤,其能耗更是高达一般空调系统的5-10倍。

  风机作为动能来源,提供的大部分能量皆被各部件阻力总和所消耗掉,且空气过滤器的阻力约占风机全压头的50%,由此可以看出,降低空调过滤器运行能耗将对建筑运行能耗降低、碳排放降低产生重要意义。同时,从提高能源效率、降低能耗的角度来看,在不影响过滤要求的情况下优化空气过滤器性能是必要选择。



  在空调过滤器的整个LCC分析中,连续运行空调过滤器的投资成本仅占5%,维护、更换成本占8%,能耗成本占87%,其中能耗成本约60%被风机消耗。



空调处理单元生命周期成本

  欧洲通风协会根据实验室的测试结果估算过滤器的能耗,基于实验室实验数据,将效率、年能耗作为能效分级的依据,有别于通风设备或空调系统中的应用情况,与实际应用具有相关性,但具体应用中的实际能耗与参照Eurovent4/21-2019一般通风过滤器能耗估算中的理论能耗明显不同。



  综上所述,过滤器能耗由平均阻力直接决定,与初始阻力、容尘量相关。降低初始阻力,提高容尘量、降低容尘过程中阻力的增加幅度是降低能耗的有效途径,既能为客户降低能源成本又能为环保贡献力量。



  某化纤袋式过滤器与美埃M-HPACK高容尘袋式过滤器为实验模型对比:



  两种过滤器对比结果表明:采用M-HPACK高容尘袋式过滤器,每片过滤器每天可节省2度电,一年运行360天,可节省720度电,这仅仅是一片中效袋式过滤器所节省的,对于整个空调机组而言,节省了一笔巨大的费用。而按ISO 16890标准进行测试,达到终阻力300Pa时容尘量为某化纤袋式过滤器的1.5倍多。意味着M-HPACK高容尘袋式过滤器使用时间更长,更换次数降低,安装、维护、更换费用也相应降低。

  二十余年来,美埃专注于纳米级芯片工艺制程超净环境,技术及高质量产品的研发与生产,以专业解决方案广泛运用于半导体、电子、平板显示、光伏等各行业,满足客户各等级净化要求。

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  在芯片、半导体器件生产全过程中,制程环境污染控制极为重要。核心制程的空气洁净度需要达到ISO Class 1,气态分子污染物(AMC)浓度需要低于百亿分之一,不合格的制程环境会导致产品良率大幅度降低。

  普通的空气中含有大量微粒、浮尘等颗粒污染物及二氧化硫、氮氧化物、氨气等气态污染物,只有经过处理后才能进入洁净室。因生产半导体等微电子器件的洁净房需全天保持标准洁净度,所以洁净空调系统(包括排风系统)、为其配套的冷热源及相应的输送系统必须24h运行,与其他常规空调系统极其不同。

  相关文献表明,我国建筑能耗占社会总能耗的比例约为21%-24%,暖通空调设备作为公共建筑领域广泛使用的重要设备,其能耗占建筑总耗电量的50%-60%。在暖通空调设备的能耗中,风机能耗占很大比例,大概占空调机组能耗的50%。高等级半导体洁净室作为耗能大户,其换气次数高达200-600次/小时,且气流需经过多级过滤,其能耗更是高达一般空调系统的5-10倍。

  风机作为动能来源,提供的大部分能量皆被各部件阻力总和所消耗掉,且空气过滤器的阻力约占风机全压头的50%,由此可以看出,降低空调过滤器运行能耗将对建筑运行能耗降低、碳排放降低产生重要意义。同时,从提高能源效率、降低能耗的角度来看,在不影响过滤要求的情况下优化空气过滤器性能是必要选择。

  在空调过滤器的整个LCC分析中,连续运行空调过滤器的投资成本仅占5%,维护、更换成本占8%,能耗成本占87%,其中能耗成本约60%被风机消耗。

空调处理单元生命周期成本

  欧洲通风协会根据实验室的测试结果估算过滤器的能耗,基于实验室实验数据,将效率、年能耗作为能效分级的依据,有别于通风设备或空调系统中的应用情况,与实际应用具有相关性,但具体应用中的实际能耗与参照Eurovent4/21-2019一般通风过滤器能耗估算中的理论能耗明显不同。

  综上所述,过滤器能耗由平均阻力直接决定,与初始阻力、容尘量相关。降低初始阻力,提高容尘量、降低容尘过程中阻力的增加幅度是降低能耗的有效途径,既能为客户降低能源成本又能为环保贡献力量。

  某化纤袋式过滤器与美埃M-HPACK高容尘袋式过滤器为实验模型对比:

  两种过滤器对比结果表明:采用M-HPACK高容尘袋式过滤器,每片过滤器每天可节省2度电,一年运行360天,可节省720度电,这仅仅是一片中效袋式过滤器所节省的,对于整个空调机组而言,节省了一笔巨大的费用。而按ISO 16890标准进行测试,达到终阻力300Pa时容尘量为某化纤袋式过滤器的1.5倍多。意味着M-HPACK高容尘袋式过滤器使用时间更长,更换次数降低,安装、维护、更换费用也相应降低。

  二十余年来,美埃专注于纳米级芯片工艺制程超净环境,技术及高质量产品的研发与生产,以专业解决方案广泛运用于半导体、电子、平板显示、光伏等各行业,满足客户各等级净化要求。

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