Projekt renowacji warsztatu oczyszczania Fab w dużym zakładzie produkującym chipy półprzewodnikowe.
1. Wyposażenie oryginalne: W warsztacie znajduje się łącznie 2000 jednostek FFU prądu przemiennego (AC-FFU) o mocy znamionowej 350 W na jednostkę, korzystających z regulacji prędkości zaczepu i pracujących z dużą prędkością przez cały rok (rzeczywisty pobór mocy jest zbliżony do mocy znamionowej).
2. Stawianie czoła problemom:
2.1 Ogromne zużycie energii: 2000 jednostek-AC-FFU pracuje 24 godziny na dobę bez przerwy, przy niezwykle wysokim rocznym zużyciu energii elektrycznej, co powoduje, że koszty energii elektrycznej są dużym obciążeniem.
2.2 Rozbudowana kontrola: nie można dokładnie dostosować ilości powietrza do rzeczywistych potrzeb środowiskowych, można ją skorygować tylko przy dużych prędkościach wiatru, co powoduje ogromne straty energii.
2.3 Wahania czystości: Wahania napięcia sieciowego i zwiększona rezystancja filtra mogą prowadzić do niestabilnych prędkości wiatru, wpływając na jednorodność i stabilność czystego obszaru.
3. Plan renowacji: Wymień wszystkie jednostki FFU AC 2000 na jednostki FFU DC (EC-FFU) i wdroż inteligentny system sterowania grupowego.
Szczegółowe wyjaśnienie zastosowania-technologii oszczędzania energii:-oszczędność energii DC FFU nie jest spowodowana pojedynczą technologią, ale kombinacją technik. Poniżej przedstawiono zastosowania podstawowej technologii-oszczędzania energii:
3.1 Bezszczotkowy silnik prądu stałego o wysokiej wydajności (fundament rdzenia)
3.1.1 Zastosowanie techniczne: DC FFU wykorzystuje silnik synchroniczny z magnesami trwałymi (silnik EC), którego sprawność silnika może sięgać 80% -90%. Sprawność silników indukcyjnych prądu przemiennego jest na ogół niższa niż 50%.
3.1.2 Studium przypadku: Oznacza to, że nawet przy tej samej prędkości silniki EC charakteryzują się znacznie wyższą wydajnością w przetwarzaniu energii elektrycznej na energię mechaniczną niż silniki prądu przemiennego, co zmniejsza straty energii ze źródła.
3.2 Bezstopniowa regulacja prędkości i inteligentne sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym (klucz-oszczędności energii)
3.2.1 Zastosowanie techniczne: DC FFU obsługuje bezstopniową regulację prędkości 0-100%. Inteligentny system sterowania grupowego monitoruje całkowite ciśnienie statyczne powietrza nawiewanego w czasie rzeczywistym za pomocą czujników ciśnienia statycznego rozmieszczonych w całym warsztacie.
3.2.2 Studium przypadku:
3.2.2.1 Tradycyjny AC-FFU: wszystkie wentylatory pracują z pełną prędkością niezależnie od wymagań procesu produkcyjnego. Nawet jeśli kran zostanie ustawiony na średnią prędkość, wydajność silnika gwałtownie spadnie, a efekt-oszczędności energii będzie ograniczony.
3.2.2.2 Inteligentne sterowanie grupowe EC-FFU: system ustawia docelową wartość ciśnienia statycznego (np. 45 Pa). Gdy objętość spalin urządzeń linii produkcyjnej zmniejszy się lub opór filtra nie wzrośnie, system automatycznie zmniejszy prędkość wszystkich FFU, aby utrzymać stałe ciśnienie statyczne. Zależność pomiędzy prędkością obrotową a poborem mocy jest sześcienna, co oznacza, że zmniejszenie prędkości obrotowej o 10% może zmniejszyć zużycie energii o około 27%!
3.3 Miękki start i korekta współczynnika mocy (ukryta-oszczędność energii)
3.3.1 Zastosowanie techniczne: DC FFU wyposażony jest w inteligentny sterownik, który posiada funkcję miękkiego startu (prąd rozruchowy<1.5A) and high power factor correction (PF>0.98).
3.3.2 Studium przypadku:
3.3.2.1 AC-FFU: Prąd udarowy rozruchowy może sięgać do 10-20 A, co ma znaczący wpływ na sieć energetyczną i niski współczynnik mocy (około 0,7). Wymagana jest dodatkowa kompensacja kondensatora, w przeciwnym razie zakład energetyczny naliczy karę (opłatę za dostosowanie mocy).
3.3.2.2 EC-FFU: Prawie brak-wstrząsów rozruchowych, współczynnik mocy bliski 1,0, zmniejszenie strat liniowych i obciążeń transformatora, osiągnięcie oszczędności energii z punktu widzenia całego systemu zasilania.
3.4 Niskie wytwarzanie ciepła zmniejsza obciążenie klimatyzacji (wtórna oszczędność energii)
3.4.1 Zastosowanie techniczne: Silniki EC pracują wydajnie przy znacznie mniejszym wydzielaniu ciepła niż silniki prądu przemiennego.
3.4.2 Studium przypadku: Warsztat półprzewodników ma niezwykle wysokie wymagania dotyczące kontroli temperatury. Kiedy pracuje 2000 jednostek-AC-FFU, odpowiada to ogromnemu źródłu ciepła o mocy 700 kW (2000 x 0,35 kW), które wymaga dodatkowego chłodzenia klimatyzacyjnego, aby zrównoważyć to ciepło. Po wymianie na EC-FFU całkowite wytwarzanie ciepła zostało znacznie zmniejszone, co zapewniło znaczne oszczędności energii wtórnej w układzie chłodniczym klimatyzacji warsztatowej.