洁净室应用的整洁节能方案——风机过滤单元(FFU)用EC离心风机

时间:2021-05-02 09:01:46 来源:蓝天音乐厅点击:

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严格的产品质量要求需要在洁净或超净室内进行生产。即使是空气中最小的杂质也会对生产流程造成不利影响,导致高报废率。该类生产环境下的空气补给几乎需要100%无尘无细菌,而风机对此起着重要作用。然而,风机要做的不仅仅只是“流通空气”。除了要求的空气动力性能外,尺寸紧湊、噪声低、洁净室适用材料、妥当控制、连网能力和24/7节能运行等都属于关键标准。

不仅是半导体行业,当今许多生产流程都对洁净室条件做出强制性要求。比如光学和激光、航空航天、生物科学、医学研究和治疗、食品和药品生产以及纳米技术。洁净室技术防止污染危害生产流程,损坏敏感产品(产品保护)。此外,某些生产流程可能涉及到不能释放到室外大气的物质。这仍需要洁净室技术防止有毒或其它自反应物质残留离开受保护区并威胁到环境或人类健康(个人安全)。

洁净室节能运行

洁净室对其通风系统有特殊要求,包括充足的空气流量和压力、精确的温度和湿度调控以及始终一致的空气质量。不管空气流通方法或房间尺寸如何均同样适用。可以通过风机过滤单元(FFU)实现这些要求,该单元将过滤系统与风机相结合,采用吸顶式安装,特别是在大型洁净室中。在洁净室使用FFU 是补给洁净空气最经济的方法。FFU 的核心极其紧湊,扁平化设计的模块式内置风机只需要很小的安装空间。洁净室运行中空调和通风由于高空气置换率消耗能量最多,使能源效率日益成为一个重要问题。能源成本和效率曾经只是次要问题,但是现在应该重新审视这一观点。

洁净室通风:有两种气流系统、紊流(左)和层流(右)

不断上涨的能源价格和公众对于降低温室气体排放的关注促使所有领先企业注重能源效率。目前,FFU 生产商必须确保在洁净室应用中的整体效率至少为50%。高度紧湊的风机不仅需要、还必须高效率地运行。这就使绿色科技EC 技术尤其适用于洁净室,因为采用该技术的FFU 能达到50%以上的效率,而对于传统风机技术这是不可能实现的。绿色科技EC 风机在噪声释放方面也能满足严格的要求 。尤其是,RadiCal®比之前的市场标准低6-7dB(A),可显著改善洁净室噪音水平和工人的舒适度。

插接式风机模块,易于连接,用于风机过滤单元(FFU、左),洁净室吸顶FFU底部带尘埃粒子过滤器(右)

电机和风机专家 ebm-papst Mulfingen提供一系列专门用于风机过滤单元并且满足所有相关强制性要求的EC离心风机。可选直径有310、355 和400mm,在250-300 Pa背压下空气动力性能可达1170、1750和2330 m³/h。风机因其外部转子设计极为紧湊,高度从190 到275mm 不等,尺寸扁平,易于与同样紧湊的FFU 集成。

采用节能型绿色科技EC 技术的紧湊风机,用于风机过滤单元

易于控制和连网

EC 电机因为效率高,排放到流通空气中的废热极少,产生的环境热应力也较小,从而显著降低对冷却系统的需求。采用EC 技术的风机转速可以平稳简便地进行控制,其空气动力性能始终可以调整到满足当前需要。由于EC 电机在部分荷载运行中比基于其它控制理念的电机效率更高,因而经济性也更高。毕竟风量过大并不一定使产品质量更好,但一定会导致较高的运行成本。应用的正确设置非常关键。

若要实现基于需求的运行,可以通过0-10V 信号或数字RS-485 界面控制EC 风机。后者非常适用于FFU内通常有几千台风机运行的洁净室。在这种情况下,使用Modbus 或ebmBUS 进行联网极为切实有效。从试运行配置到运行、故障诊断和维护,如果可以从中央电脑访问风机,技术调整将大大得到简化。驱动装置可以通过总线接口嵌入高层建筑管理控制系统。通过该界面可以平稳调整电机速度,是一种通过调整性能满足需求的便捷方法。FFU 空气动力性能可以完美融入洁净室的环境和工作条件中。如果过滤器吸顶风机失效,可以通过增加邻近FFU 的速度进行补偿。这种处理失效的策略可以通过维持适当气流,实现高度的运行可靠性。从配置和编程到报警管理,依必安派特的FFU 控制软件适于与Modbus 和ebmBUS 共用,简化系统工程任务。

用户在操作中也获益于 EC 技术的其它特点。风机极为安静;驱动装置在整个转速范围内都具备完美的噪声特性,可以满足洁净室生产应用中最严格的噪声抑制要求。低噪音释放的主要原因是经过空气动力学优化的离心叶轮。

直观的EC 控制软件(用于通过Modbus 和ebmBUS 连网的EC 风机)

金属或塑料离心风机

风机在洁净室内使用时,其叶轮通常由金属制成。由于在洁净室通风系统中使用塑料制品常常有所保留,塑料制品生产过程中的添加剂疑似会释放和威胁到洁净室流程。而在必须排除金属污染的应用中,情况完全不同,比如水生产。塑料材质的风机在此明显成为一件幸事。为了排除洁净室生产中与流通空气中塑料粒子有关的风险,依必安派特审慎分析了排气问题。

RadiCal®系列风机已经经过洁净室运行违禁物质严格测试;根据半导体行业ITRS 标准对这些物质进行了评估。依必安派特的RadiCal®叶轮成功通过所有相关测试。测试结果显示,所使用的塑料无毒无害。潜在污染物的排放水平远远低于许可范围。现在,用户在洁净室应用中也能享受到塑料叶轮创新设计的所有好处。毕竟,塑料可以提供比金属板多得多的设计选择。

风机的整体式设计改善了通过叶轮的气流,显著提高了风机的空气动力效率。叶轮盖板和底板上的圆形进风口也在其中发挥一定的作用。此外,入口喷嘴与叶轮入口之间的相互作用也得到极大改善。

RadiCal®风机系列尤其适用于风机过滤单元

EC 风机与空气动力优化的塑料叶轮或铝制风叶都是风机过滤单元的节能、紧湊和可调整组件,各方面均适合洁净室应用要求。

其性能已经在世界各地得到验证,包括生产平板的洁净室。出于种种好的理由,来自朝鲜和台湾的市场领先者都选择使用依必安派特的绿色科技EC 技术生产其大型平板产品。

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