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潔淨室外氣供風溫度與室內管排溫度節能改善

2017/12/8 上午 09:26:23
案例名稱

潔淨室外氣供風溫度與室內管排溫度節能改善

案例說明

該廠廠務設備用電量佔全廠52%,其中又以chiller占廠務用電量達37%最多。Chiller出水溫度可分為5℃與9℃兩種,主要提供潔淨室內溫度與溼度控制所需,藉由調整潔淨室內環境控制設定最佳化,達到滿足廠內運轉需求與節能雙贏目的,經過該廠評估本次節能效益達2,399仟元/年。

改善前狀況

該廠改善前尚未改變MAU出風溫度以進行潔淨室外氣供風溫度與室內管排溫度節能改善。

改善後狀況

Chiller出水溫度可分為5℃與9℃兩種,主要提供MAU(外氣空調箱)與Dry Cooling Coil(乾冷盤管)作為無塵室內溫度與溼度控制。如上圖所示,經過MAU處理後的外氣,進入回風區後與循環空氣混合,混合後空氣再經過溫度控制盤管(Dry coil)調整溫度,藉由FFU吹送至潔淨室內以維持室內環境溫度22℃,然後通過Clean Sub-FAB後回到回風區而形成一循環。

若將MAU出口溫度設定低於22℃可減輕DCC負荷,降低Chiller負載並擁有提升設備備載容量,延長設備運轉壽命等優點。基於以上論述考量,本案例以「改變MAU出風溫度以減輕DCC負荷」為改善主題,達成節省成本之目的。

以上溫度設定調整需以滿足廠內潔淨室溫溼度穩定控制為前提。

 

原理說明(flow chart):

1. 效益計算:

    MAU出風溫度由19℃降至16℃

    MA運轉總風量= 1,372,000CMH

    改變前出風焓值= 38.5kJ/kg(19ºC , 7.6g・H2O/kg・Air) 。

    改變後出風焓值= 35.5kJ/kg(16ºC , 7.6g・H2O/kg・Air) 。

2.節省電力:

    Saved USRT= 1,372,000CMH × (38.5 - 35.5)kJ/kg ÷ 4.2kJ/kcal ÷ 3,024kcal/USRT = 324USRT。

    Saved kW= 324USRT × 0.56kW/USRT(chiller efficiency) = 181.48kW。

    每日節省電力= 181.48kW × 24hr/day = 4,355.6kWh。

    日節省電費= 4,355.6kWh × 1.53元/kWh = 6,664元。

    月節省電費= 199,920元。

    年節省電費= 2,399,040元 = 2,399千元/年。

 

實體說明(圖面)

經上述分析後將MAU出風溫度由現行的19℃分階段降至16℃後,發現相對區域之Dry Coil的控制閥亦隨之關小,證實上述分析正確,利用降低MAU出風溫度以達節能目的是可行方式。

而出風溫度16℃時的相對濕度在70%之內,亦符合MAU 末端 HEPA 的使用須求(<80%),經過實際檢視,HEPA亦無受潮現象,所以降溫至16℃是可行的。

改變之後對潔淨室內的溫濕度表現亦無產生衝擊,如下圖所示:

成效分析

(1)每年節省電量約為1,589MWh/年。

(2)每年節省電費為1,589,778kWh × 1.5元/kWh = 2,385千元/年。

(3)抑制二氧化碳排放量1,589,778kWh × 0.67 ÷ 1,000=1,065公噸/年。


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