1微電子廠房潔凈是暖通空調設計原因及方法分析
1. 1?氣流組織方式
垂直單向流為潔凈室內氣流流型，風機過濾單元機組在高效過濾器的作用下可以對空氣進行預處理，確保空氣達標后再送入室內。微電子廠潔凈廠房和生產工藝并不全都適合風機過濾單元機組送風模式，但是此種送風模式因其具備一定的優勢被越來越多的微電子廠房潔凈室所使用。因為風機過濾單元機組送風模式下潔凈室內壓力遠遠高于靜壓箱內壓力，塵粒從靜壓箱向室內滲透的情況較為少見。但是其他送風模式下則需要采取更為復雜的方法，如接觸填料密封等方法來確保潔凈室頂棚的密封性，因此達不到負壓密封的要求。這是導致越來越多的微電子廠潔凈室采用風機過濾單元機組送風模式的主要原因。此外，微電子廠潔凈室工藝的更新速度和調整速度均較快，工作人員可以對風機過濾單元機組進行增減，在控制其數量的基礎上確保潔凈室潔凈度滿足生產工藝的需求。由此可見，風機過濾單元機組送風模式靈活性較高，與其他送風模式相比更具優勢。但是風機過濾單元機組送風模式也有一定的不足，該送風模式下設備需要在吊頂上安裝，因此會產生較大的噪音和振動，期間設備安裝成本較高，這也是微電子廠潔凈室暖通空調設計需要考慮的問題。
1. 2?空調負荷計算
估算是潔凈室內冷負荷計算的主要方式，其中估算指標包括生產工藝、操作人員數量以及圍護結構等。估算出來的潔凈室主生產區和光刻區冷負荷指標分別為?450W/m2?、400W/m2?。?13400kW為設計總冷負荷，該總冷負荷中也包括新風冷負荷，2500W/m2為單位冷負荷指標，該指標與一般建筑冷負荷指標相比，前者要大于后者。分析其原因主要與以下幾方面因素有關，一是微電子廠工藝排風需求量大，為了滿足工藝排風的需求并確保潔凈室處于正壓狀態，就需要增大處理新風所需冷量；二是微電子廠生產設備運行中散發出來的熱量多，冷量消耗大。上述兩項符合就可占據總冷負荷的80%。因此微電子廠潔凈室的暖通空調需要以發熱量大，冬季依然為制冷工況，室內冷負荷基本與夏季一樣為設計原則。
1. 3?空氣處理分析
本次所選擇的微電子廠潔凈室新風機組有四臺，其中備用一臺，每天新風處理機組新風量在?13000m3?/h。屋面上新風小屋為全部新風的采集區域。新風機組將采集到的新風處理后，再借助風管向潔凈室室內輸送，期間需要將潔凈室回風與靜壓箱回風混合。其中確定新風量的依據如下，一是補充工藝中需要的排風量；二是新風量要滿足室內人員衛生要求；每個人新風量至少為40m3?/h；三是確保潔凈室內為正壓，避免潔凈室內外界空氣的滲入。新風機組包括的組段較多，如初效過濾段、中效過濾段、加濕段、預冷段、風機段等。其中預冷盤管供回水溫度、預熱盤管供回水溫度、再冷盤管供回水溫度、再熱盤管供回水溫度分別為?13℃/19℃、90℃/60℃、5℃/10. 6、90℃/70℃。在夏季溫濕度較高的情況下，室外焓值較大，新風機組需要進行大焓值處理。此時如果單純設置一級冷盤管，冷凝水會帶走大量冷量。 因此為了促使冷水能量被充分利用，需要將兩級冷盤管設置在新風機組上。壓力傳感器安裝在潔凈室內，在壓力傳感器的作用下可控制潔凈室壓力，并隨時對外界大氣壓與潔凈室壓力進行測量，得出兩者之間的壓差。為了確保潔凈室內達到正壓需要將PID?的過程值作為?PLC?使用壓差傳感器的值，在輸出的情況下可對新風管道上的變風量進行控制，同時將主新風管道上的壓差傳感器平均值求出，將其作為PID?的過程值，此時可以順利實現對新風機組風機速度的控制，從而達到潔凈室內正壓的要求。
1. 4?自動控制分析
1. 4. 1?溫濕度控制
吊頂上干冷盤管是控制潔凈室溫度的主要設備，其中本次研究的微電子廠潔凈室吊頂上溫度控制區域有十個，每個溫度控制區域都對應一個溫度傳感器。溫度控制區域的干冷盤管回水主管上均安裝有一組電動調節閥。在比較直接數字溫控器設定值與溫度傳感器所測溫度的基礎上，可將電信號輸出，實現對回水管電動調節閥開度的控制，由此促使水流量發生改變，?確保潔凈室溫度在合理范圍。溫濕度傳感器被安裝在潔凈室內，傳感器傳來的溫度信號可以被?PLC?獲取，完成報警和監視任務。
1. 4. 2?壓差控制
壓差存在的目的是確保潔凈室可正常作業，也可以在空氣平衡被打破的情況下，不至于讓鄰室污染潔凈室凈度。估算房間換氣次數可以來確定壓差風量，其房間換氣次數與壓差值和潔凈室圍護結構氣密性有關。本次研究的工程項目潔凈室保持的正壓換氣次數為?1. 5h-1。將壓差傳感器安裝在潔凈室內，室內壓力可由壓差傳感器來控制，并實時測量室內與外界的壓差。
1. 5?排煙系統設計
主生產區防煙分區要設置多個，并確保每個防煙分區最大面積不能超過500m2。?60m3?/h· m2?為每個防煙分區排煙量設計值，并保證排風機可同時將兩個防煙分區負擔起，由此達到排煙需求。
1. 6?排風系統設計
微電子廠房潔凈室排煙設計需要按照規范進行，潔凈室工藝排風系統主要有三種，分別是堿性排風系統、酸性排風系統以及溶劑排風系統。
經過玻璃鋼淋洗塔處理后的酸堿排風氣體才可以被排放到室外。淋洗塔可化學吸收氣體中有毒物質，起到凈化酸堿氣體的目的。潔凈室內酸堿排風風管必須為不銹鋼材料，并將特氟龍涂在內部，起到防腐蝕的目的。
2?結語
綜上所述，微電子廠房潔凈室暖通空調的設計需要注意的問題較多，暖通空調的設計直接影響微電子廠潔凈室生產工藝的正常進行。以上就是本文以某個具體微電子廠房潔凈室為案例分析的暖通空調設計原理及方法，希望對該領域的研究有一定幫助，可以推動我國微電子廠房潔凈室暖通空調設計的進一步發展，優化設計流程，提高設計水平。