क्लीन रूम एनर्जी सेविंग के लिए नौ टिप्स

स्वच्छ कमरे में बहुत सारे ऊर्जा-बचत स्थान हैं, जैसे कि हीटिंग, वेंटिलेशन और एयर कंडीशनिंग, प्रक्रिया कूलिंग, संपीड़ित हवा और कुछ अन्य सुविधाएं।

एचवीएसी प्रणाली संपूर्ण वेफर फैब्रिकेशन सुविधा द्वारा उपयोग की जाने वाली आधी से अधिक बिजली का उपभोग करती है। बड़ी मात्रा में व्यर्थ बिजली और एचवीएसी क्षमता अधिशेष का कारण काफी हद तक संयंत्र के डिजाइन और निर्माण में शॉर्टकट के कारण है, जो कि बाद की परिचालन लागतों की परवाह किए बिना प्रारंभिक निवेश को संपीड़ित करने के लिए जितना संभव हो। कुशल डिजाइन और उच्च दक्षता उपकरणों को एक बड़े अग्रिम निवेश की आवश्यकता होती है। तथाकथित शॉर्टकट और "बहुत सारे कचरे को बचाने के लिए छोटे स्थानों" की लागत में कमी के परिणामस्वरूप पौधे का प्रदर्शन कम होगा और ऊर्जा की खपत में वृद्धि होगी।
पूर्ण किए गए कारखानों का पुनर्निर्माण अक्सर एक अर्थहीन आर्थिक भंवर में आता है। उन्नत निवेश वसूली दर आमतौर पर नए उपकरणों की प्रत्यक्ष खरीद की तुलना में बहुत अधिक होती है। अधिकांश संयंत्र उपकरण नवीनीकरण में दो साल से अधिक की पेबैक अवधि नहीं होती है-यानी, आमतौर पर निवेश वसूली दर कम से कम 50% होती है, जबकि नई अचल संपत्तियों में निवेश की तुलना में 10% से 15% की तुलना में। ये शर्तें कंपनियों की प्रतिस्पर्धा और निवेश शेयरधारकों के हितों को कम करती हैं। आज के उच्च विकसित उद्योगों में, संयंत्र संचालन और उत्पाद डिजाइन में सुधार की आवश्यकता होती है।
ऊर्जा के कुशल उपयोग के कई उदाहरण हैं। बर्बाद ऊर्जा की खुदाई से उत्पादों को बेचने से अधिक लाभ बढ़ सकता है, क्योंकि बचाए गए धन को अंतिम लाभों में परिलक्षित किया जा सकता है। यद्यपि ऊर्जा लागत वेफर उत्पादों की लागत का 2% से कम है, लेकिन ऑपरेशन में वेफर निर्माताओं के लिए बिजली सबसे बड़ी व्यय है, और प्रत्येक संयंत्र प्रत्येक वर्ष लाखों डॉलर बिजली का उपभोग करता है। ऊर्जा बचत पूंजी बचा सकती है और एक नया संयंत्र बनाते समय समय का निर्माण कर सकती है। हालांकि प्रारंभिक डिजाइन उद्धरण महंगे हैं, लेकिन आर्थिक नवीनीकरण की संभावना अभी भी मौजूद है। उपकरण नवीनीकरण के लिए निवेश वसूली की अवधि दो साल से अधिक नहीं है। कुल मिलाकर, निवेश वसूली दर कुछ हद तक अधिक है।
ऊर्जा दक्षता प्रदान करने के लिए नए और मौजूदा पौधों के लिए यहां दस युक्तियां दी गई हैं, जो विश्वसनीय तकनीक, न्यूनतम जोखिम, कम लागत या कोई लागत और एक आकर्षक पेबैक अवधि प्रदान करते हैं।

I. लो प्रोफाइल पवन स्पीड डिज़ाइन सेक्शन विंड स्पीड वह गति है जिस पर हवा फिल्टर या हीटिंग/कूलिंग कॉइल से होकर एयर ट्रीटमेंट घटक से गुजरती है। लो प्रोफाइल विंड स्पीड (LFV) डिज़ाइन एक बड़े एयर हैंडलर और एक छोटे प्रशंसक का उपयोग करता है ताकि वायु प्रवाह को कम किया जा सके, ऊर्जा की खपत और उपकरण जीवन की लागत को कम किया जा सके।

अधिकांश इंजीनियरों ने एयर हैंडलर को "अनुभव" के आधार पर 500 इंच प्रति मिनट का डिज़ाइन किया। यह डिजाइन समय बचाता है लेकिन परिचालन लागत को बढ़ाता है। कम प्रोफ़ाइल हवा की गति (LFV) डिजाइन में, बड़े वायु हैंडलर और छोटे प्रशंसकों का उपयोग वायु प्रवाह दरों को कम करने, ऊर्जा की खपत को कम करने और जीवन लागत निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
दबाव ड्रॉप प्रशंसक की ऊर्जा हानि को निर्धारित करता है। "वर्ग नियम" से, दबाव ड्रॉप गति ड्रॉप के वर्ग के लिए आनुपातिक है। यदि क्रॉस-सेक्शन हवा की गति 20%तक कम हो जाती है, तो दबाव ड्रॉप 36%तक गिर जाएगा; यदि अनुभाग हवा की गति 50%कम हो जाती है, तो दबाव ड्रॉप तीन-चौथाई से गिर जाएगा। [क्यूबिक नियम "के अनुसार, प्रशंसक ऊर्जा की खपत में परिवर्तन प्रवाह परिवर्तन के घन के लिए आनुपातिक है। यदि वायु प्रवाह 50%तक कम हो जाता है, तो प्रशंसक ऊर्जा की खपत 88%तक गिर जाएगी।
इसलिए, बड़े एयर हैंडलर, बड़े फिल्टर और कॉइल क्षेत्र कम प्रशंसक ऊर्जा का उपभोग करते हैं, और छोटे प्रशंसकों और मोटर्स का उपयोग किया जा सकता है। छोटे प्रशंसक हवा में कम गर्मी जोड़ते हैं, जिससे शीतलन की कठिनाई कम हो जाती है। एक छोटी मोटाई के साथ कॉइल को साफ करना और अधिक कुशलता से काम करना आसान होता है, इसलिए ठंडा पानी का तापमान अधिक हो सकता है। फ़िल्टर बेहतर काम करता है और कम क्रॉस-सेक्शन हवा की गति पर एक लंबा जीवन है।
LFV डिजाइन हवा और पानी के दबाव को कम करता है और ठंडा कॉइल में पानी की मात्रा को कम करता है। वस्तुतः कोई तेज कोनों के साथ सुव्यवस्थित डिजाइन, दबाव ड्रॉप को 10% से 15% तक कम करता है।
LFV डिज़ाइन भी एक चौथाई से दबाव ड्रॉप को कम करता है। लक्ष्य कम से कम 25% ऊर्जा हानि को कम करना और चर गति प्रशंसक के आकार को कम करना है। उपयोग और ऊर्जा की खपत के आधार पर इष्टतम खंड पवन गति सीमा 250-450 फीट प्रति मिनट है।

दूसरा, मोटर दक्षता
मोटर साफ कमरे में अधिकांश बिजली का उपभोग करती है। लगातार ऑपरेटिंग मोटर हर महीने बहुत अधिक बिजली का उपभोग करती है। दक्षता में सुधार करना और आकार को ठीक से समायोजित करना, नवीनीकरण के बाद, आर्थिक प्रभाव ज्यादातर अच्छा है। जब दक्षता कुछ प्रतिशत अंक बढ़ जाती है, तो मुनाफा बढ़ सकता है।
एक उच्च गुणवत्ता और कुशल मोटर का उपयोग करने से जरूरी नहीं कि बहुत अधिक खर्च हो। उच्च दक्षता का अर्थ न्यूनतम है, और मोटर के आकार को बदलने से पहले लोड को कम से कम किया जाता है। जब आउटपुट बदलता है, तो चर स्पीड ड्राइव (VSD) ऑपरेटिंग दक्षता में सुधार कर सकता है।

तीसरा, वायु की संख्या बदल जाती है
स्वच्छ कमरा स्वच्छता और कण गिनती बनाए रखने के लिए एक निरंतर वायु प्रवाह बनाए रखता है। प्रवाह दर प्रति घंटे वायु परिवर्तनों की संख्या से निर्धारित होती है, जो प्रशंसक के आकार, भवन विन्यास और ऊर्जा की खपत को भी निर्धारित करती है। स्वच्छता बनाए रखने के आधार के तहत, वायु प्रवाह दर में कमी से निर्माण और ऊर्जा लागत कम हो सकती है। वायु परिवर्तनों की संख्या में 20% की कमी से पंखे के आकार को 50% तक कम किया जा सकता है। ऊर्जा बचत की तुलना में वायु स्वच्छता अधिक महत्वपूर्ण है, लेकिन नवीनतम शोध ने स्वच्छता को कम करने की आवश्यकता का दस्तावेजीकरण किया है।
अभी भी हवा में बदलाव की इष्टतम संख्या पर कोई सहमति नहीं है। कई सिद्धांत पुराने हैं और अक्षम एयर फिल्टर का उपयोग करने की पुरानी अवधारणा पर निर्मित हैं। सर्वेक्षण के अनुसार, आईएसओ स्तर 5 मानक पर्वतमाला के स्वच्छ कमरे में हवा की अनुशंसित संख्या 250 से 700 से अधिक है।
संयुक्त राज्य अमेरिका में एक राष्ट्रीय प्रयोगशाला आईएसओ वर्ग 5 स्वच्छ कमरों के लिए मानक का निर्धारण कर रही है। अध्ययनों से पता चला है कि वायु परिवर्तन की वास्तविक संख्या 90 से 250 तक होती है - ऑपरेटिंग मानक की तुलना में बहुत कम है और उत्पादन और स्वच्छता को प्रभावित नहीं करता है। इसलिए, यह अनुशंसा की जाती है कि आईएसओ क्लास 5 क्लीन रूम में लगभग 200 की गैस विनिमय दर और 300 की रूढ़िवादी ऊपरी सीमा है।

चौथा, चर गति ड्राइव फ्रीजर
वैरिएबल स्पीड ड्राइव फ्रीजर बहुत अधिक ऊर्जा और पैसा बचाता है। कई क्लीनरूम डिजाइनर और ऑपरेटरों का मानना ​​है कि एक वैरिएबल स्पीड ड्राइव फ्रीजर का उपयोग करना आवश्यक नहीं है क्योंकि लोड आमतौर पर स्थिर होता है और मल्टीस्टेज फ्रीजर यूनिट को आमतौर पर उच्च लोड पर संचालित करने के लिए नियंत्रित किया जाता है। हालांकि, एक निरंतर लोड के साथ एक रेफ्रिजरेटर आमतौर पर पूर्ण लोड के नीचे संचालित होता है। वैरिएबल स्पीड ड्राइव चिलर आमतौर पर ऊर्जा बचाने के लिए पूर्ण लोड के 90% -95% पर काम करते हैं। 1000 टन चिलर पूर्ण लोड के 70% पर स्थिर है, और यदि एक चर गति ड्राइव का उपयोग किया जाता है, तो यह $ 20,000 से $ 30,000 प्रति वर्ष बचा सकता है। निर्माता के आंकड़ों के अनुसार, बिजली की कीमत $ 0.05/kWh है, ताकि लागत को लगभग एक वर्ष में पुनर्प्राप्त किया जा सके।
मल्टी-स्टेज फ्रीजर चिल्ड वॉटर यूनिट बहुत कम लोड पर काम करते हैं। आमतौर पर, फील्ड लोड आमतौर पर यूनिट के ऊर्जा स्तर के परिवर्तनों से बिल्कुल मेल नहीं खाते हैं। कई ऑपरेटर विश्वसनीयता के लिए अतिरिक्त चिलर चलाते हैं। एक बार जब एक चिलर विफल हो जाता है, तो अन्य चिलर्स को पूर्ण लोड पर ले जाने के लिए तुरंत फिर से भर दिया जा सकता है, इसलिए चिल्ड यूनिट अक्सर चिलर की शीतलन क्षमता का 60% से 80% तक होते हैं। % दौड़ना।
एक नया फ्रीजर खरीदते समय, एक वैरिएबल स्पीड ड्राइव फ्रीजर को निर्दिष्ट करना लागत-प्रभावी होता है। वैरिएबल स्पीड ड्राइव चिलर अन्य चिलर्स को मज़बूती से संचालित करने की अनुमति देते हुए ऊर्जा की खपत को कम करते हैं। कई अध्ययन और प्रयोग हैं जो साबित करते हैं कि चर स्पीड ड्राइव फ्रीजर का प्रभाव बहुत अच्छा है। दो दशकों से अधिक के लिए, वैरिएबल स्पीड ड्राइव चिलर निर्माताओं ने नए और उन्नत क्लीनरूम में उपयोग के लिए अधिक विश्वसनीय उत्पाद बनाए हैं।

पांचवां, कूलिंग टॉवर का अनुकूलन
कुशल शीतलन टावर्स कंडेनसेट के आपूर्ति तापमान को कम करके फ्रीजर की दक्षता को बढ़ाते हैं।

एक फ्रीजर से निर्यात किए जाने वाले हर टन ठंडा पानी के लिए, एक विशिष्ट शीतलन टॉवर को 100 वाट ऊर्जा की आवश्यकता होती है। दक्षता को दस गुना तक बढ़ाया जा सकता है, जैसे कि इनलेट के करीब, आउटलेट तापमान अंतर, अधिक कुशल एयरफ्लो डिज़ाइन, उच्च गुणवत्ता वाले और चर गति ड्राइव मोटर के साथ कुशल प्रशंसक, पंप हेड को सीमित करने के लिए कम ऊंचाई और भराव क्षेत्र में वृद्धि।
अलग -अलग हवा और ठंडा पानी की आपूर्ति के तापमान के बीच तापमान का अंतर अलग है और इसे 3of और 5of के बीच नियंत्रित किया जाना चाहिए।
सभी कूलिंग टावरों को बढ़े हुए सतह क्षेत्र के साथ इष्टतम वाष्पीकरणीय शीतलन को प्राप्त करने के लिए समानांतर में संचालित किया जाना चाहिए।
कई मिशन प्लांट मल्टी-स्टेज टावरों का उपयोग करते हैं जो एकल या दोहरी गति प्रशंसकों का उपयोग करते हैं और टॉवर को विभिन्न चरणों में विभाजित करते हैं। एक टॉवर पूरी गति से चलता है जब तक कि लोड अपनी क्षमता से अधिक नहीं हो जाता है, तब एक और टॉवर खुलता है और यह कम या उच्च शक्ति की स्थिति में संचालित होता है। इस समाधान के परिणामस्वरूप कूलिंग टॉवर लोड में बड़े, कभी-कभी बढ़ते परिवर्तन हो सकते हैं, अक्सर नीचे या आवश्यक रेटिंग से अधिक हो सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप दांतेदार ऊर्जा की खपत होती है और चिलर दक्षता कम होती है।
इसलिए सभी शीतलन टावरों को समानांतर में काम करना चाहिए और वाष्पीकरणीय शीतलन सतह क्षेत्र में वृद्धि के साथ इष्टतम है। यदि अधिक टावर्स कम गति से काम कर रहे हैं, तो चर गति ड्राइव का उपयोग पंखे की गति को समायोजित करने के लिए किया जाता है, जिसे लोड परिवर्तन के रूप में समायोजित किया जाता है। "क्यूबिक लॉ" के अनुसार, प्रशंसक कम गति से ऊर्जा को बचा सकता है।
कारखाना आमतौर पर प्रत्येक फ्रीजर में घनीभूत आपूर्ति के लिए एक समर्पित शीतलन टॉवर का उपयोग करता है। यह अवधारणा फ्रीजर को कूलिंग टॉवर के साथ समानांतर में संचालित करने की अनुमति नहीं देती है। कंडेनसेट सिस्टम के लिए केवल एक सामान्य हेडर के अलावा कूलिंग टॉवर को कूलिंग आवश्यकताओं की परवाह किए बिना समानांतर में संचालित करने की अनुमति मिलती है।

छठा, हीट रिकवरी
कई मिशन संयंत्र गर्मी के लिए बहुत अधिक ऊर्जा का उपभोग करते हैं, जबकि प्रक्रिया से "अपशिष्ट" गर्मी को हटाने के लिए अधिक ऊर्जा का सेवन करते हैं, लेकिन दो प्रक्रियाओं को मिलाकर नहीं। बरामद गर्मी का उपयोग ताजी हवा को गरम करने, हवा को गर्म करने और अन्य उपयोगों के लिए किया जा सकता है। AHU प्रीहीटिंग कॉइल बाहर की हवा को अपशिष्ट जल (गर्म मौसम में प्री-कूल्ड) के साथ प्रीहीट कर सकता है।
रिहेट कॉइल फ्रीजर ऊर्जा और बॉयलर ईंधन को बचाते हुए, एयर कंप्रेसर या फ्रीजर के कंडेनसर बैकवाटर से अपशिष्ट गर्मी को ठीक कर सकता है। हीट एक्सचेंजर विभिन्न मीडिया के हीट एक्सचेंज की अनुमति देता है जिसे मिश्रित या सीधे संपर्क नहीं किया जा सकता है।

सात, दोहरे तापमान प्रशीतन चक्र प्रशीतन प्रणाली को आमतौर पर अधिकतम लोड का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है, भले ही अधिकतम लोड अक्सर होता है। प्रक्रिया में प्रशीतन चक्र में ठंडा पानी का तापमान सभी भारों के केवल एक छोटे से अंश के चरम गर्मी भार द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो कई मामलों में से केवल एक या दो है। यह अपर्याप्त भार की स्थिति में अधिक प्रशीतन क्षमता और अक्षमता के परिणामस्वरूप हो सकता है। जब आपूर्ति किए गए ठंडा पानी का तापमान कम होता है, तो फ्रीजर की ऑपरेटिंग दक्षता भी कम होती है। औसतन, चिलर दक्षता प्रत्येक अतिरिक्त 1/2 डिग्री फ़ारेनहाइट आपूर्ति तापमान के लिए एक प्रतिशत से अधिक बिंदु से अधिक बढ़ जाती है। यदि लोड विभाजित है और ठंडा पानी के दो अलग -अलग तापमान प्रदान किए जाते हैं, तो कार्य दक्षता अधिक होगी।

8. नि: शुल्क शीतलन यह ठंडा करने के लिए बाहर हवा का उपयोग करना किफायती है और व्यापक रूप से वाणिज्यिक भवनों में उपयोग किया जाता है। एक और [मुफ्त कूलिंग "समाधान उन प्रणालियों के लिए उपलब्ध है जिसमें लगातार ठंडा पानी और पंखे के कॉइल की आवश्यकता होती है, जैसे कि क्लीनरूम।
फ्री कूलिंग तकनीक सीधे फ्रीजर के उपयोग को कम करने या बदलने के लिए कम तापमान या कम आर्द्रता के वातावरण में एक शीतलन टॉवर में ठंडा पानी का उपयोग करती है। मौसम के आधार पर, मुक्त शीतलन प्रणाली शीतलन प्रणाली की ऊर्जा की खपत को एक दसवें (0.5 kW / टन से 0.05 kW / टन से) तक कम कर सकती है।
प्रक्रिया लोड के साथ डायरेक्ट हीट एक्सचेंज, फ्री कूलिंग तकनीक को माध्यमिक या तृतीयक हीट एक्सचेंज सिस्टम के लिए हीट एक्सचेंज की तुलना में कई घंटों तक वायुमंडल के बाहर उच्च तापमान का उपयोग करने की अनुमति देता है। ठंडा पानी और प्लेट हीट एक्सचेंजर द्वारा अलग किए गए कंडेनसेट के बीच तापमान का अंतर बहुत करीब है (उदाहरण के लिए, केवल 2of)। जब तापमान और आर्द्रता काफी कम होती है, तो कूलिंग टॉवर एक प्रशंसक के बिना स्वतंत्र रूप से काम कर सकता है। तापमान और आर्द्रता के नक्शे के अनुसार, कई स्थानों को हर साल स्वतंत्र रूप से ठंडा किया जा सकता है।

नौ, केन्द्रापसारक कंप्रेसर
एयर कंप्रेशर्स में सुधार ने बहुत अधिक ऊर्जा बचाई है। केन्द्रापसारक कंप्रेशर्स तेल-मुक्त हैं और स्क्रू कंप्रेशर्स की तुलना में बहुत अधिक कुशल हैं। हालांकि, केन्द्रापसारक कंप्रेशर्स को निष्क्रिय नहीं किया जा सकता है, जो उन्हें कम भार पर अक्षम बनाता है। सबसे कुशल और किफायती समाधान सेंट्रीफ्यूगल और स्क्रू कंप्रेशर्स दोनों का संयोजन है। केन्द्रापसारक इकाई को मूल लोड को पूरा करने के लिए चुना जाता है, और छोटी स्क्रू यूनिट का उपयोग पीक लोड को पूरा करने के लिए किया जाता है। कंप्रेसर इकाई को हीट रिकवरी सिस्टम से लैस किया जाना चाहिए।
एक अन्य समाधान यह है कि एक उच्च दक्षता वाले सेंट्रीफ्यूगल कंप्रेसर का उपयोग पूरे क्षेत्र में एक बड़ी संपीड़ित हवा इकाई के रूप में किया जाए, जिसमें एक बढ़े हुए गैस भंडारण टैंक और बफ़र्स के रूप में पाइप को जोड़ने के साथ। यह सुनिश्चित करता है कि पूरा पौधा एक निरंतर भार बनाए रखता है, लोडिंग और अनलोडिंग उपकरण के नुकसान को कम करता है, और ऊर्जा अपशिष्ट को कम करता है।