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【摘要】 本文简要归纳了当前国内的洁净厂房节能发展重要性。论述了熊猫洁净厂房的构造及特点，指出了现场洁净空调的参数要求及特点。提出洁净厂房空调系统节能的建议。
【关键词】 节能；洁净度；风量；气流组织
随着我国信息产业的发展，我国出现了越来越多的各式洁净厂房。相关生产企业，起始由于成品率很低，企业最关注的是产品的成品率问题。但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。
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，因此不止是初期建设成本高，建成后运转及维护费用也相当高，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；
南京中电熊猫2012年8月成立南京中电熊猫液晶材料科技有限公司，投资23.31亿元，旨在稳定彩色滤光片的来源，确保G6项目原材料供应的可靠性，有效降低彩色滤光片采购成本，加速自主研发，有效监控和提升彩色滤光片品质。2013年10月开始建设六代线彩色滤光片生产线项目，主要产品就是1500*1800mm的彩色滤光片，月生产能力9万片（90K）。
一、洁净室构成
CF洁净室的构成是由下列各项系统所组成：
（1）天花板系统：包括吊杆（Ceilingrod）、纲梁（I-Beam或U-Beam）、天花板格子梁（Ceilinggrid或Ceilingframe）。
（2）洁净空调系统：包括空调箱、过滤器系统、风车等。
（3）隔墙板（Partitionwall）：包括窗户、门。
（4）地板：包括高架地板（防微震基础支撑结构）或防静电地板。
（5）照明器具：包括日光灯、黄色灯管等。
二、CF无尘车间的特点
1、无尘车间的洁净度
本厂洁净室型式采用的是大开间加局部的partition，整体净化洁净度一般为千级或万级。局部partition内的机器人为百级、曝光机内、BUFFER内洁净度为十级。
2、洁净室的气流
层流式（Laminar）：
层流式空气气流运动成一均匀之直线形，空气由覆盖率100%之过滤器进入室内，并由高架地板或两侧隔墙板回风，此型式适用于洁净室等级需定较高之环境使用，一般其洁净室等级为Class1～100。其型式可分为二种：
（1）水平层流式：水平式空气自过滤器单方向吹出，由對边墙壁之回风系统回风，尘埃随风向排出室外，一般在下流侧污染较严重。
优点：构造简单，运转后短时间内即可变成稳定。
缺点：建造费用比乱流式高，室内空间不易扩充。
（2）垂直层流式：房间天花板完全以ULPA过滤器覆盖，空气由上往下吹，可得较高之洁净度，在制程中或工作人员所产生的尘埃可快速排出室外而不会影响其它工作区域。CF主厂房洁净室选用的就是这种结构。
优点：管理容易，运转开始短时间内即可达稳定状态，不易为作业状态或作业人员所影响。
缺点：构造费用较高，弹性运用空间困难，天花板之吊架相当占空间，维修更换过滤器较麻烦。
洁净室的洁净度往往受到气流的影响，换言之，即人、机器隔间、建筑结构等所产生的尘埃之移动、扩散受到气流的支配。
洁净室系利用新风HEPA和循环风ULPA过滤空气，其尘埃的收集率达99.97～99.99995%之多，因此经过此过滤器过滤的空气可说十分干净。然而洁净室内除了人以外，尚有机器等之发尘源，这些发生的尘埃一旦扩散，即无法保持洁净空间，因此必须利用气流将发生的尘埃迅速排出室外。
洁净室内的气流是左右洁净室性能的重要因素，一般洁净室的气流速度是选0.25～0.5m/s之间，此气流速度属微风区域，易受人、机器等的动作而干扰趋于混乱、虽提高风速可抑制此一扰乱之影响而保持洁净度、但因风速的提高，将影响运转成本的增加，所以应在满足要求的洁净度水准之时，能以最适当的风速供应，以达到适当的风速供应以达到经济性效果。
3、洁净室空调系统特点
（1）温湿度要求：一般空调系统温度要求在25℃～27℃，相对湿度为55～70%；生
产区温度23±2℃，相对湿度为50+5%。曝光机内单独采用恒温恒湿精密空调控制温度23±1℃。现场R＼G＼B＼PS＼BM各生产线重点区域在吊顶上安装温湿度传感器进行监控，收集的数据通过SCDA协议通过交换机传输到中控室内。现场烤炉、曝光机等设备的开关机对洁净室的湿度影响大。
（2）新风负荷大：在厂房车间内散发出的有害气体，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。本厂总正压送风量为29.7万，而洁净室内所有机台设备总排气量为26.32万，所以设计维持正压量很小，会出现露点难以控制需要加开风机增加正压送风的情况。
（3）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400Pa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2900Pa左右。这些都会致使所用风机静压很高，导致风机耗能增加。 （4）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。
二、洁净空调系统：
1、系统简介
本项目净化空调系统采用MAU+FFU+DCC系统。洁净区概况：洁净面积22000余平方米，层高为6米和8米，洁净等级囊括10级（J4）、100级（J5）、1000级（J6）、5000级（相当于J6.5）、10000级（J7）共5个洁净等级。一期系统设计净化空调新风机组4台（Q=120000CMH），熱回收机组CAK-RCU3台（Q=25000CMH），CAK-MAU2台（Q=30000CMH），AHU2台（Q=45000CMH）。FFU共4250台，规格1200*1200，DCC290台。洁净区新风主要由4台MAU提供，MAU101与MAU102一用一备，风管并联，向洁净区提供新风总量为120000CMH；MAU103与MAU104并联后分3个支路送往洁净区和预留洁净区，为支路1提供的新风量为150000CMH，为支路2提供新风量为60000CMH；为支路3（预留支路）提供新风量为30000CMH。
南北新风机组通过洁净室内联通管联通，互为备用。若一侧新风机组损坏停机，打开联通管上阀门，通过另一侧新风机组送风。
FFU基本情况：洁净区内共布置FFU数量4000余台，FFU规格均为1200*1200mm，根据洁净度等级情况设置布置密度。
洁净区静压差梯度：部分不同洁净等级区域尚无格挡，相互之间无明显分界，不存在压差梯度。
三、洁净厂房空调系统节能建议
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。因此，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；
洁净厂房空调系统首先包含一般空调系统，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、合理选用制冷机、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。
（1）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。此时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，自回风量变小，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。
（2）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，因此，减少新风量，对降低洁净空调系统能耗有着重要意卫。
在一般的空调系统中，夏季和冬季系统采用最小新风量，而在过渡季，系统日采用全新风运行。但对于洁净厂房的空调系统，过渡季增大新风量，虽可以减小系统热风处理耗能，但却增大了系统过滤的负担，因此，不一定会经济合理，特别是洁净级别要求高的系统，鉴于我国室外空气含尘量比较高，不建议在过渡季增大新风的做法。此外，如果过渡季增大新风，还需要调节相应阀门，带来运行控制方面的问题。
（3）系统风量控制
从节能的角度分析，洁净室的送风量应该是保持洁净室的温度、湿度和洁净度的最小送风量。而由于多种原因，系统中的风量常是变化的。
在空调系统运行过程中，随着时间的变化，初效、中效、高效过滤器的阻力是不断变化的。如不进行调节，系统的送风量也是在不断地变化，因此，调节送风量使之维持在上述最小送风量，是经济和合理的节能措施。
总结：对于厂房的洁净空调除在厂务运行时对能耗的分析统计后及时对设备工况做出调整外，在建厂工程安装的实施全过程中也要提高工程师自己的业务水平，除充分理解设计意图做好成本控制外，也要分析计算空调的能耗，通过深化、对比、评选找到最经济合理的省能方案，这样能够为厂务运行维护及改造减少很多费用，为企业的产能提高做出贡献。
【关键词】 节能；洁净度；风量；气流组织
随着我国信息产业的发展，我国出现了越来越多的各式洁净厂房。相关生产企业，起始由于成品率很低，企业最关注的是产品的成品率问题。但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。
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，因此不止是初期建设成本高，建成后运转及维护费用也相当高，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；
南京中电熊猫2012年8月成立南京中电熊猫液晶材料科技有限公司，投资23.31亿元，旨在稳定彩色滤光片的来源，确保G6项目原材料供应的可靠性，有效降低彩色滤光片采购成本，加速自主研发，有效监控和提升彩色滤光片品质。2013年10月开始建设六代线彩色滤光片生产线项目，主要产品就是1500*1800mm的彩色滤光片，月生产能力9万片（90K）。
一、洁净室构成
CF洁净室的构成是由下列各项系统所组成：
（1）天花板系统：包括吊杆（Ceilingrod）、纲梁（I-Beam或U-Beam）、天花板格子梁（Ceilinggrid或Ceilingframe）。
（2）洁净空调系统：包括空调箱、过滤器系统、风车等。
（3）隔墙板（Partitionwall）：包括窗户、门。
（4）地板：包括高架地板（防微震基础支撑结构）或防静电地板。
（5）照明器具：包括日光灯、黄色灯管等。
二、CF无尘车间的特点
1、无尘车间的洁净度
本厂洁净室型式采用的是大开间加局部的partition，整体净化洁净度一般为千级或万级。局部partition内的机器人为百级、曝光机内、BUFFER内洁净度为十级。
2、洁净室的气流
层流式（Laminar）：
层流式空气气流运动成一均匀之直线形，空气由覆盖率100%之过滤器进入室内，并由高架地板或两侧隔墙板回风，此型式适用于洁净室等级需定较高之环境使用，一般其洁净室等级为Class1～100。其型式可分为二种：
（1）水平层流式：水平式空气自过滤器单方向吹出，由對边墙壁之回风系统回风，尘埃随风向排出室外，一般在下流侧污染较严重。
优点：构造简单，运转后短时间内即可变成稳定。
缺点：建造费用比乱流式高，室内空间不易扩充。
（2）垂直层流式：房间天花板完全以ULPA过滤器覆盖，空气由上往下吹，可得较高之洁净度，在制程中或工作人员所产生的尘埃可快速排出室外而不会影响其它工作区域。CF主厂房洁净室选用的就是这种结构。
优点：管理容易，运转开始短时间内即可达稳定状态，不易为作业状态或作业人员所影响。
缺点：构造费用较高，弹性运用空间困难，天花板之吊架相当占空间，维修更换过滤器较麻烦。
洁净室的洁净度往往受到气流的影响，换言之，即人、机器隔间、建筑结构等所产生的尘埃之移动、扩散受到气流的支配。
洁净室系利用新风HEPA和循环风ULPA过滤空气，其尘埃的收集率达99.97～99.99995%之多，因此经过此过滤器过滤的空气可说十分干净。然而洁净室内除了人以外，尚有机器等之发尘源，这些发生的尘埃一旦扩散，即无法保持洁净空间，因此必须利用气流将发生的尘埃迅速排出室外。
洁净室内的气流是左右洁净室性能的重要因素，一般洁净室的气流速度是选0.25～0.5m/s之间，此气流速度属微风区域，易受人、机器等的动作而干扰趋于混乱、虽提高风速可抑制此一扰乱之影响而保持洁净度、但因风速的提高，将影响运转成本的增加，所以应在满足要求的洁净度水准之时，能以最适当的风速供应，以达到适当的风速供应以达到经济性效果。
3、洁净室空调系统特点
（1）温湿度要求：一般空调系统温度要求在25℃～27℃，相对湿度为55～70%；生
产区温度23±2℃，相对湿度为50+5%。曝光机内单独采用恒温恒湿精密空调控制温度23±1℃。现场R＼G＼B＼PS＼BM各生产线重点区域在吊顶上安装温湿度传感器进行监控，收集的数据通过SCDA协议通过交换机传输到中控室内。现场烤炉、曝光机等设备的开关机对洁净室的湿度影响大。
（2）新风负荷大：在厂房车间内散发出的有害气体，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。本厂总正压送风量为29.7万，而洁净室内所有机台设备总排气量为26.32万，所以设计维持正压量很小，会出现露点难以控制需要加开风机增加正压送风的情况。
（3）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400Pa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2900Pa左右。这些都会致使所用风机静压很高，导致风机耗能增加。 （4）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。
二、洁净空调系统：
1、系统简介
本项目净化空调系统采用MAU+FFU+DCC系统。洁净区概况：洁净面积22000余平方米，层高为6米和8米，洁净等级囊括10级（J4）、100级（J5）、1000级（J6）、5000级（相当于J6.5）、10000级（J7）共5个洁净等级。一期系统设计净化空调新风机组4台（Q=120000CMH），熱回收机组CAK-RCU3台（Q=25000CMH），CAK-MAU2台（Q=30000CMH），AHU2台（Q=45000CMH）。FFU共4250台，规格1200*1200，DCC290台。洁净区新风主要由4台MAU提供，MAU101与MAU102一用一备，风管并联，向洁净区提供新风总量为120000CMH；MAU103与MAU104并联后分3个支路送往洁净区和预留洁净区，为支路1提供的新风量为150000CMH，为支路2提供新风量为60000CMH；为支路3（预留支路）提供新风量为30000CMH。
南北新风机组通过洁净室内联通管联通，互为备用。若一侧新风机组损坏停机，打开联通管上阀门，通过另一侧新风机组送风。
FFU基本情况：洁净区内共布置FFU数量4000余台，FFU规格均为1200*1200mm，根据洁净度等级情况设置布置密度。
洁净区静压差梯度：部分不同洁净等级区域尚无格挡，相互之间无明显分界，不存在压差梯度。
三、洁净厂房空调系统节能建议
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。因此，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；
洁净厂房空调系统首先包含一般空调系统，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、合理选用制冷机、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。
（1）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。此时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，自回风量变小，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。
（2）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，因此，减少新风量，对降低洁净空调系统能耗有着重要意卫。
在一般的空调系统中，夏季和冬季系统采用最小新风量，而在过渡季，系统日采用全新风运行。但对于洁净厂房的空调系统，过渡季增大新风量，虽可以减小系统热风处理耗能，但却增大了系统过滤的负担，因此，不一定会经济合理，特别是洁净级别要求高的系统，鉴于我国室外空气含尘量比较高，不建议在过渡季增大新风的做法。此外，如果过渡季增大新风，还需要调节相应阀门，带来运行控制方面的问题。
（3）系统风量控制
从节能的角度分析，洁净室的送风量应该是保持洁净室的温度、湿度和洁净度的最小送风量。而由于多种原因，系统中的风量常是变化的。
在空调系统运行过程中，随着时间的变化，初效、中效、高效过滤器的阻力是不断变化的。如不进行调节，系统的送风量也是在不断地变化，因此，调节送风量使之维持在上述最小送风量，是经济和合理的节能措施。
总结：对于厂房的洁净空调除在厂务运行时对能耗的分析统计后及时对设备工况做出调整外，在建厂工程安装的实施全过程中也要提高工程师自己的业务水平，除充分理解设计意图做好成本控制外，也要分析计算空调的能耗，通过深化、对比、评选找到最经济合理的省能方案，这样能够为厂务运行维护及改造减少很多费用，为企业的产能提高做出贡献。