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如何對潔凈室進(jìn)行溫度控制?
時(shí)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(shí)對空氣的潔凈度也有較高要求,使得換氣次數較多,新風(fēng)量大,甚至有直排系統。
例如,藥廠(chǎng)的生產(chǎn)車(chē)間一般要求溫度在22℃±2℃,相對濕度在55%±5%以?xún)取?/span>
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(jìn)行?
潔凈室的溫濕度主要是根據工藝要求來(lái)確定,但在滿(mǎn)足工藝要求的條件下,應考慮到人的舒適度感。隨著(zhù)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(lái)越嚴的趨勢。
一般來(lái)說(shuō),由于加工精度越來(lái)越精細,所以對溫度波動(dòng)范圍的要求越來(lái)越小。
例如,在大規模集成電路生產(chǎn)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(lái)越小。直徑100um的硅片,溫度上升1度,就引起了0.24um線(xiàn)性膨脹,所以必須有±0.1度的恒溫。同時(shí)要求濕度值一般較低,因為人出汗以后,對產(chǎn)品將有污染,特別是怕鈉的半導體車(chē)間,這種車(chē)間不宜超過(guò)25度。
濕度過(guò)高產(chǎn)生的問(wèn)題更多。
相對濕度超過(guò)55%時(shí),冷卻水管壁上會(huì )結露,如果發(fā)生在精密裝置或電路中,就會(huì )引起各種事故。相對濕度在50%時(shí)易生銹。
此外,濕度太高時(shí)將通過(guò)空氣中的水分子把硅片表面粘著(zhù)的灰塵化學(xué)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(shí),又由于靜電力的作用使粒子也容易吸附于表面,同時(shí)大量半導體器件容易發(fā)生擊穿。對于硅片生產(chǎn)最佳溫度范圍為35-45%。
02
溫濕度控制的特性以及常見(jiàn)問(wèn)題
a.溫濕度控制的特性
對濕空氣單純地加熱或制冷過(guò)程,是環(huán)境含濕量保持不變的過(guò)程,即絕對濕度保持不變的過(guò)程。
濕空氣經(jīng)過(guò)盤(pán)管加熱,溫度升高而相對濕度下降;相反,對冷卻過(guò)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(gè)不同方向的控制量,要使溫濕度同時(shí)向相同的趨勢變化,單純地靠加熱/冷卻過(guò)程是不能實(shí)現的。
冷卻去濕過(guò)程是濕空氣經(jīng)冷卻達到飽和后繼續制冷的過(guò)程,濕空氣經(jīng)過(guò)冷卻盤(pán)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(guò)程分為加熱、加熱加濕、制冷、制冷再熱和制冷加濕等5個(gè)部分。
序號 | 控制狀態(tài) | 控制方式 |
1 | 濕度過(guò)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(shí)際過(guò)程中所采用的方法以及常見(jiàn)問(wèn)題
(1)冷熱水閥的控制問(wèn)題
溫度變化的方向與冷/熱水閥的動(dòng)作方向相反,通常是采用冬夏季分開(kāi)的運行模式。這樣的做法在過(guò)度季節會(huì )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(wèn)題
為了解決除濕問(wèn)題,通常采用濕度優(yōu)先的方法,冷水閥主要用來(lái)除濕,同時(shí)也造成溫度的下降,然后通過(guò)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(mǎn)足設計要求,但在相當多的時(shí)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(gè)建筑物能耗的50%~60%。
因此,對空調設備進(jìn)行優(yōu)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(fēng)溫度閉環(huán)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(dòng)作慢,造成提前開(kāi)機時(shí)間過(guò)長(cháng);調節動(dòng)作快,則很容易造成系統的超調,甚至產(chǎn)生震蕩現象。
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