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                  如何對潔凈室進行溫度控制?

                  時間:2020-04-30

                  潔凈室不同于一般的舒適性空調房間,室內的溫濕度控制要求精度較高。同時對空氣的潔凈度也有較高要求,使得換氣次數較多,新風量大,甚至有直排系統。


                  例如,藥廠的生產車間一般要求溫度在22℃±2℃,相對濕度在55%±5%以內。


                  并且外界的溫濕度變化對室內溫濕度影響較大,所以需要選擇合理的溫濕度控制方案,才能確保室內的溫濕度達到設計要求。


                  01

                  為何潔凈室需要溫濕度控制進行?


                  潔凈室的溫濕度主要是根據工藝要求來確定,但在滿足工藝要求的條件下,應考慮到人的舒適度感。隨著空氣潔凈度要求的提高,出現了工藝對溫濕度的要求也越來越嚴的趨勢。


                  一般來說,由于加工精度越來越精細,所以對溫度波動范圍的要求越來越小。


                  例如,在大規模集成電路生產的光刻曝光工藝中,作為掩膜板材料的玻璃與硅片的熱膨脹系數的差要求越來越小。直徑100um的硅片,溫度上升1度,就引起了0.24um線性膨脹,所以必須有±0.1度的恒溫。同時要求濕度值一般較低,因為人出汗以后,對產品將有污染,特別是怕鈉的半導體車間,這種車間不宜超過25度。


                  濕度過高產生的問題更多。


                  相對濕度超過55%時,冷卻水管壁上會結露,如果發生在精密裝置或電路中,就會引起各種事故。相對濕度在50%時易生銹。


                  此外,濕度太高時將通過空氣中的水分子把硅片表面粘著的灰塵化學吸附在表面耐難以清除。


                  相對濕度越高,粘附的難去掉,但當相對濕度低于30%時,又由于靜電力的作用使粒子也容易吸附于表面,同時大量半導體器件容易發生擊穿。對于硅片生產最佳溫度范圍為35-45%。


                  02

                  溫濕度控制的特性以及常見問題


                  a.溫濕度控制的特性


                  對濕空氣單純地加熱或制冷過程,是環境含濕量保持不變的過程,即絕對濕度保持不變的過程。


                  濕空氣經過盤管加熱,溫度升高而相對濕度下降;相反,對冷卻過程,溫度下降而相對濕度相應升高。


                  因此,我們可以得出,溫度和相對濕度是兩個不同方向的控制量,要使溫濕度同時向相同的趨勢變化,單純地靠加熱/冷卻過程是不能實現的。


                  冷卻去濕過程是濕空氣經冷卻達到飽和后繼續制冷的過程,濕空氣經過冷卻盤管析出水滴,從而降低了絕對濕度,起到降濕的作用。


                  所以,可以將空氣處理過程分為加熱、加熱加濕、制冷、制冷再熱和制冷加濕等5個部分。


                  序號

                  控制狀態

                  控制方式

                  1

                  濕度過警戒濕度

                  加熱

                  2

                  溫度低、濕度低

                  加熱加濕

                  3

                  溫度高、濕度低但絕對濕度高

                  制冷

                  4

                  溫度低、濕度高

                  制冷加熱

                  5

                  溫度低、濕度低但絕對濕度低

                  制冷加濕


                  b.實際過程中所采用的方法以及常見問題


                  (1)冷熱水閥的控制問題


                  溫度變化的方向與冷/熱水閥的動作方向相反,通常是采用冬夏季分開的運行模式。這樣的做法在過度季節會難以判斷和確定運行模式,很容易造成室內溫濕度的失調。


                  (2)常規的處理方法及問題


                  了解決除濕問題,通常采用濕度優先的方法,冷水閥主要用來除濕,同時也造成溫度的下降,然后通過熱水閥的再熱,使溫濕度均能達到所要求的值。


                  這樣的做法雖然可以滿足設計要求,但在相當多的時候,冷熱水閥使能量相互抵消,造成了能源的浪費。


                  據統計,目前我國空調系統的能耗占整個建筑物能耗的50%~60%。


                  因此,對空調設備進行優化控制,選擇合理的控制方法,對建筑節能具有重要的意義。


                  單純地采用回風溫度閉環控制冷/熱水閥以控制室內溫度的做法,其PID參數難以整定在合適的范圍內,很難保證系統的穩定性和精度。


                  如果調節動作慢,造成提前開機時間過長;調節動作快,則很容易造成系統的超調,甚至產生震蕩現象。


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