潔凈室應用的整潔節能方案——風機過濾單元(FFU)用EC離心風機

時間:2021-05-02 09:01:46 來源:藍天音樂廳點擊:

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嚴格的產品質量要求需要在潔凈或超凈室內進行生產。即使是空氣中最小的雜質也會對生產流程造成不利影響,導致高報廢率。該類生產環境下的空氣補給幾乎需要100%無塵無細菌,而風機對此起著重要作用。然而,風機要做的不僅僅只是“流通空氣”。除了要求的空氣動力性能外,尺寸緊湊、噪聲低、潔凈室適用材料、妥當控制、連網能力和24/7節能運行等都屬于關鍵標準。

不僅是半導體行業,當今許多生產流程都對潔凈室條件做出強制性要求。比如光學和激光、航空航天、生物科學、醫學研究和治療、食品和藥品生產以及納米技術。潔凈室技術防止污染危害生產流程,損壞敏感產品(產品保護)。此外,某些生產流程可能涉及到不能釋放到室外大氣的物質。這仍需要潔凈室技術防止有毒或其它自反應物質殘留離開受保護區并威脅到環境或人類健康(個人安全)。

潔凈室節能運行

潔凈室對其通風系統有特殊要求,包括充足的空氣流量和壓力、精確的溫度和濕度調控以及始終一致的空氣質量。不管空氣流通方法或房間尺寸如何均同樣適用。可以通過風機過濾單元(FFU)實現這些要求,該單元將過濾系統與風機相結合,采用吸頂式安裝,特別是在大型潔凈室中。在潔凈室使用FFU 是補給潔凈空氣最經濟的方法。FFU 的核心極其緊湊,扁平化設計的模塊式內置風機只需要很小的安裝空間。潔凈室運行中空調和通風由于高空氣置換率消耗能量最多,使能源效率日益成為一個重要問題。能源成本和效率曾經只是次要問題,但是現在應該重新審視這一觀點。

潔凈室通風:有兩種氣流系統、紊流(左)和層流(右)

不斷上漲的能源價格和公眾對于降低溫室氣體排放的關注促使所有領先企業注重能源效率。目前,FFU 生產商必須確保在潔凈室應用中的整體效率至少為50%。高度緊湊的風機不僅需要、還必須高效率地運行。這就使綠色科技EC 技術尤其適用于潔凈室,因為采用該技術的FFU 能達到50%以上的效率,而對于傳統風機技術這是不可能實現的。綠色科技EC 風機在噪聲釋放方面也能滿足嚴格的要求 。尤其是,RadiCal?比之前的市場標準低6-7dB(A),可顯著改善潔凈室噪音水平和工人的舒適度。

插接式風機模塊,易于連接,用于風機過濾單元(FFU、左),潔凈室吸頂FFU底部帶塵埃粒子過濾器(右)

電機和風機專家 ebm-papst Mulfingen提供一系列專門用于風機過濾單元并且滿足所有相關強制性要求的EC離心風機。可選直徑有310、355 和400mm,在250-300 Pa背壓下空氣動力性能可達1170、1750和2330 m3/h。風機因其外部轉子設計極為緊湊,高度從190 到275mm 不等,尺寸扁平,易于與同樣緊湊的FFU 集成。

采用節能型綠色科技EC 技術的緊湊風機,用于風機過濾單元

易于控制和連網

EC 電機因為效率高,排放到流通空氣中的廢熱極少,產生的環境熱應力也較小,從而顯著降低對冷卻系統的需求。采用EC 技術的風機轉速可以平穩簡便地進行控制,其空氣動力性能始終可以調整到滿足當前需要。由于EC 電機在部分荷載運行中比基于其它控制理念的電機效率更高,因而經濟性也更高。畢竟風量過大并不一定使產品質量更好,但一定會導致較高的運行成本。應用的正確設置非常關鍵。

若要實現基于需求的運行,可以通過0-10V 信號或數字RS-485 界面控制EC 風機。后者非常適用于FFU內通常有幾千臺風機運行的潔凈室。在這種情況下,使用Modbus 或ebmBUS 進行聯網極為切實有效。從試運行配置到運行、故障診斷和維護,如果可以從中央電腦訪問風機,技術調整將大大得到簡化。驅動裝置可以通過總線接口嵌入高層建筑管理控制系統。通過該界面可以平穩調整電機速度,是一種通過調整性能滿足需求的便捷方法。FFU 空氣動力性能可以完美融入潔凈室的環境和工作條件中。如果過濾器吸頂風機失效,可以通過增加鄰近FFU 的速度進行補償。這種處理失效的策略可以通過維持適當氣流,實現高度的運行可靠性。從配置和編程到報警管理,依必安派特的FFU 控制軟件適于與Modbus 和ebmBUS 共用,簡化系統工程任務。

用戶在操作中也獲益于 EC 技術的其它特點。風機極為安靜;驅動裝置在整個轉速范圍內都具備完美的噪聲特性,可以滿足潔凈室生產應用中最嚴格的噪聲抑制要求。低噪音釋放的主要原因是經過空氣動力學優化的離心葉輪。

直觀的EC 控制軟件(用于通過Modbus 和ebmBUS 連網的EC 風機)

金屬或塑料離心風機

風機在潔凈室內使用時,其葉輪通常由金屬制成。由于在潔凈室通風系統中使用塑料制品常常有所保留,塑料制品生產過程中的添加劑疑似會釋放和威脅到潔凈室流程。而在必須排除金屬污染的應用中,情況完全不同,比如水生產。塑料材質的風機在此明顯成為一件幸事。為了排除潔凈室生產中與流通空氣中塑料粒子有關的風險,依必安派特審慎分析了排氣問題。

RadiCal?系列風機已經經過潔凈室運行違禁物質嚴格測試;根據半導體行業ITRS 標準對這些物質進行了評估。依必安派特的RadiCal?葉輪成功通過所有相關測試。測試結果顯示,所使用的塑料無毒無害。潛在污染物的排放水平遠遠低于許可范圍。現在,用戶在潔凈室應用中也能享受到塑料葉輪創新設計的所有好處。畢竟,塑料可以提供比金屬板多得多的設計選擇。

風機的整體式設計改善了通過葉輪的氣流,顯著提高了風機的空氣動力效率。葉輪蓋板和底板上的圓形進風口也在其中發揮一定的作用。此外,入口噴嘴與葉輪入口之間的相互作用也得到極大改善。

RadiCal?風機系列尤其適用于風機過濾單元

EC 風機與空氣動力優化的塑料葉輪或鋁制風葉都是風機過濾單元的節能、緊湊和可調整組件,各方面均適合潔凈室應用要求。

其性能已經在世界各地得到驗證,包括生產平板的潔凈室。出于種種好的理由,來自朝鮮和臺灣的市場領先者都選擇使用依必安派特的綠色科技EC 技術生產其大型平板產品。

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