房间正压控制计算的理念

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PVmRTP：氣體壓力 PaV：容器的容積 m3R：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。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=0.08m2EASAROOM2000M3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=6624CMH3.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AIRSHOWER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)室内正压值(Pa)有外窗、密封性稍差的洁净室有外窗、密封性较好的洁净室无外窗、土建式洁净室50.90.70.610 1.5 1.21152.21.81.52032.52.1253.632.53043.32.7354.53.834054.23.2455.74.73.4506.55.33.6四、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台灣積體電路製造公司(三、四廠三、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：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：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調降調降FFU轉速轉速(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.調降調降MAU轉速至潔淨室壓力為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：潔淨室調降壓力節能效益：4,336,200 kWh/年年五、成本及回收分析1.Fab-4 FFU轉速調降15%。2.潔淨室共調降外氣處理量：50,666 CMH。3.每年可省電費6,938,000元。備注：本課件為本人整理，案例為資料得出，若有思路錯誤地方請各位朋友指正。謝謝！聯系電話：051257339530Email: