Введение 3
Глава 1. Литературный обзор 5
1.1 Требования предъявляемые к ЧП микроэлектроники 5
1.2 Анализ методов энергосбережения СКВ ЧП 9
1.3 Показатели энергоэффетивности СКВ 13
1.4 Системы кондиционирования воздуха 19
1.5 Эксергетический подход для оценки СКВ 33
Выводы по первой главе 37
Глава 2. Расчетная часть 38
2.1. Расчет эксергетических потерь для ПС ТПГ 38
2.2. Расчет эксергетических потерь для ПС ХПГ 42
2.3. Расчет эксергетических потерь для РЦК ТПГ 46
2.4. Расчет эксергетических потерь для РЦК ХПГ 50
Выводы по второй главе 54
Заключение 55
Список литературных истоников: 56
Одним из условий развития микроэлектроники в настоящее время является ее обеспечение современной инфраструктуры включающее в себя чистое помещение (ЧП) и систему кондиционирования воздуха (СКВ), служащую для подготовки и обеспечения параметров ЧП заданного класса.
В данной работе объектом исследования является система кондиционирования воздуха ЧП.
Цель работы - анализ энергоэффективного использования воздуха для ЧП микроэлектроники. Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
❖ Провести анализ основных методов энергосбережения для СКВ ЧП;
❖ Установить показатели энергоэффективности СКВ;
❖ Конкретизировать требования, предъявляемые к ЧП различных классов;
❖ Провести анализ различных схем воздухоподготовки;
❖ Рассмотреть основные теоретические положения термодинамического анализа СКВ на примере эксергетического анализа СКВ ЧП;
❖ Провести расчет эксергетических потерь ПС и РК в ТПГ и ХПГ;
❖ Сформулировать выводы.
Характерной особенностью микроэлектроники является неотъемлемая взаимосвязь системы СКВ с атмосферными показателями природно¬технической геосистемы, которые в свою очередь оказывают влияние на работу всего комплекса подготовки наружного воздуха.
В микроэлектронной промышленности для выполнения технологического процесса требуется специальные чистые условия (параметры микроклимата, запыленность и др.). Обращаясь к стандарту ГОСТ Р ИСО 14644-1: «Чистое помещения и связанные с ними контролируемые среды». «ЧП - это помещение, в котором контролируется концентрация взвешенных в воздухе частиц, построенное и используемое так, чтобы свести к минимуму поступление, выделение и удержание частиц внутри помещения, и позволяющее, по мере необходимости, контролировать другие параметры, например, температуру, влажность и давление» [1-2].
Главная цель ЧП состоит в предоставление необходимых параметров внутрипроизводственного воздуха ЧП в соответствии с заданными классом чистоты.
Принимая во внимание тот факт, что современное оборудование для производства любой техники, а также сами производимые высокотехнологичные продукты, использует изделия микроэлектронной промышленности, как выше отмечено, не могут существовать без ЧП
Результаты выпускной квалификационной работы (ВКР) докладывались и обсуждались на 24-ой всероссийской межвузовской научно¬технической конференции студентов и аспирантов по тематике «Микроэлектроника и информатика - 2017».
Основные положения ВКР опубликованы в двух работах. ВКР состоит из введения, двух глав (озорной и расчетной), выводов и списка литературных источников из 23 наименований. Общий объем ВКР составляет 57 стр.
Рассматривая различные литературные источники используемые для написания первой главы, были конкретизированы требования, предъявляемые к ЧП различных классов, установлены показатели энергоэффективности СКВ, проведен анализ основных методов энергосбережения для СКВ ЧП, проведен анализ различных схем воздухоподготовки, рассмотрены основные теоретические положения термодинамического анализа СКВ на примере эксергетического анализа СКВ ЧП.
Исследуя различные варианты работы СКВ и применяя относительно новый подход оценки энергоэффективности с использованием термодинамики влажного воздуха, а именно эксергетичекого анализа. Выявлено, что наиболее эксергетически затратным участком СКВ является калорифер 2-го подогрева. При этом, расходуется значимое количество энергетических ресурсов системы. Также выявлено, что в ТПГ наибольшие затраты приходятся на процессы увлажнения воздуха, осуществляющиеся в камере орошения. Необходимо отметить, что эксергетический КПД элементов системы с РЦК ниже, чем ПС. Это обстоятельство, объясняется тем, что добавляются процессы обработки удаляемого воздуха из ЧП в кондиционере-доводчике, тем самым увеличивая общее количество составных компонентов системы обработки воздуха, которое приводит к снижению эксергетического КПД всей системы.
