案例說明
該半導體廠需維持無塵室恆溫恆溼的製造條件,使用大量的冰水(chiller water)‧冰水由中央系統供應至各運轉區,以夏季最大負載規劃整廠用量,藉由各系統運轉現況檢討系統運轉裕度及運轉設備特性,調整相關運轉參數達適量供應目標‧對冰水系統各項控制參數(進出水壓差、控制溫度、運轉頻率、進出水溫差)提出改善計畫,以減少冰水系統耗能‧
設計理念或改善流程
該半導體廠之改善理念如下:
執行理念:
I.設計值與現有運轉需求值進行比對,滿足運轉實際需求為基準。
II.進行次系統運轉規格調整(進出水壓差、控制溫度)。
III.系統運轉裕度及運轉設備特性,進行冰水最佳化運轉(運轉頻率、進出水溫差) 。
主要措施有下列七項 :
1.冰水主機冰水與冷卻水節能。
2.水系統壓差調降(5℃、9℃、HW、WW)。
3.二次冰水Pump 運作模式節能。
4.冰水主機冰水出水溫度調整第一階段5度至6度,9度至10度。
5.冰水主機冰水出水溫度調整第二階段6度調為7度;10度調為10.5度。
6.切換RO H/E冬季模式,降低水溫設定點(23→22.5),以降低polisher冰水負載。
7.調降LSR熱交換器控制溫差。
1. 冰水主機冰水與冷卻水節能
1.1於平衡管安裝超音波流量計,以變頻器控制一次冰水泵流量,藉以平衡一/二次側冰水流量,達到適量適用為目標。
1.2 設定平衡管△Q = 0.5CMM,避免產生追逐現象,穩定冰水的出水溫度。
1.3 利用冷卻水系統進出水溫差(△t = 4.5℃),控制冷卻水泵流量。
1.4 冷卻水流量開關修改為靈敏度高sensor(溫度感應式)。
冰水泵與冷卻水泵節能自動控制
利用冷卻水系統進出水溫差(△t=4.5℃),控制冷卻水PUMP流量
可減少的電量
一次冰水泵省電+冷卻水泵省電 = 725,160kWh/年 + 2,344,344kWh/年
= 3,069,504 kWh/年
2. 水系統壓差調降(5℃、9℃、HW、WW)
2.1 原始建廠設計供應壓差為1.5bar,因應實際管路與設備需求壓差進行調降測試,壓差調降後可節省各系統二次泵浦運轉電能。
2.2 每次逐步調降壓差0.1bar,觀察並確認系統負載設備運轉正常。
2.3 實際調降壓差:9℃冰水降至1.1bar,5℃冰水/HW/WW降至1.0bar。
可減少的電量
84.2kW×24hr×365day = 737,592 kWh/年
3. 二次冰水Pump 運作模式節能
3.1 9℃冰水系統二次冰水泵運作模式依負載端需求開啟足量台數,但泵浦與馬達於高流量與高耗能區運轉。
3.2 將9℃二次冰水泵全台數(6台)運轉流量降低,節省馬達運轉電能。
可減少的電量
39.7kW×24hr×365day = 347,772 kWh/年
4&5. 冰水主機出水溫度調昇,依應負載設備需求維持正常運作
4. 第一階段5度至6度,9度至10度
5. 第二階段6度調為7度;10度調為10.5度
每次逐步調升0.1℃測試,觀察並確認系統負載設備運作正常
第一階段5℃-->6℃;9℃-->10℃
可減少的電量
520.79 kW×24hr×365day = 4,562,120 kWh/年
第二階段6℃-->7℃;10℃-->10.5℃
可減少的電量
906.64 kW×24hr×365day = 7,942,166 kWh/年
6. 切換超純水系統逆滲透膜(RO)熱交換器冬季運轉模式,降低冰水溫設定點由23℃調降至22.5℃,以降低超純水系統精製段(polisher)的冰水負載。
調降0.5℃可節省溫水:
該廠RT=0.547kW
調降0.5℃,每小時可節省:
可節省電量:
7. 調降製程廢氣局部除害裝置回收水(LSR)系統熱交換器控制溫差
7.1將LSR熱交換器溫差由5度調降為3度。
調降2℃溫差可節省冰水:
該廠RT=0.547kW
調降2℃溫差每小時可節省:
可節省電量: