대형 반도체 칩 제조공장 Fab Purification Workshop 리노베이션 프로젝트.
1. 원래 장비: 작업장에는 총 2000개의 AC FFU(AC-FFU)가 있으며 장치당 정격 전력은 350W이고 탭 속도 조절을 사용하며 일년 내내 고속으로 작동합니다(실제 전력 소비는 정격 전력에 가깝습니다).
2. 문제에 직면:
2.1 막대한 에너지 소비: 2000 AC-FFU는 중단 없이 하루 24시간 작동하며 연간 전력 소비량이 매우 높아 전기 비용이 큰 부담이 됩니다.
2.2 광범위한 제어: 실제 환경 요구 사항에 따라 풍량을 정확하게 조정할 수 없으며 높은 풍속에서만 고정할 수 있어 막대한 에너지 낭비가 발생합니다.
2.3 청정도의 변동: 그리드 전압의 변동과 필터 저항의 증가로 인해 풍속이 불안정해 청정 지역의 균일성과 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다.
3. 혁신 계획: AC FFU 2000개를 모두 DC FFU(EC{2}}FFU)로 교체하고 지능형 그룹 제어 시스템을 배포합니다.
에너지 절약 기술 적용에 대한 자세한 설명-: DC FFU의 에너지-절감은 단일 기술이 아닌 여러 기술의 조합으로 이루어집니다. 핵심 에너지-절약 기술의 응용 분야는 다음과 같습니다.
3.1 고효율 DC 브러시리스 모터(코어 기반)
3.1.1 기술 적용: DC FFU는 영구 자석 동기 모터(EC 모터)를 사용하며 모터 효율은 80% -90%에 도달할 수 있습니다. AC 유도 전동기의 효율은 일반적으로 50%보다 낮습니다.
3.1.2 사례 연구: 이는 동일한 속도에서도 EC 모터가 AC 모터보다 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 데 훨씬 더 높은 효율을 가지며 소스로부터의 에너지 손실을 줄인다는 것을 의미합니다.
3.2 무단계 속도 조절 및 지능형 피드백 제어(에너지-절약 키)
3.2.1 기술 적용: DC FFU는 0-100% 무단계 속도 조절을 지원합니다. 지능형 그룹 제어 시스템은 작업장 전체에 분산된 정압 센서를 통해 실시간으로 전체 공급 공기 정압을 모니터링합니다.
3.2.2 사례 연구:
3.2.2.1 기존 AC-FFU: 생산 프로세스 요구 사항에 관계없이 모든 팬이 최고 속도로 작동합니다. 탭을 중간 속도로 조정하더라도 모터 효율이 급격히 떨어지며 에너지-절약 효과도 제한됩니다.
3.2.2.2 지능형 EC-FFU 그룹 제어: 시스템은 목표 정압 값(예: 45Pa)을 설정합니다. 생산 라인 장비의 배기량이 감소하거나 필터 저항이 증가하지 않은 경우 시스템은 자동으로 모든 FFU의 속도를 줄여 일정한 정압을 유지합니다. 회전 속도와 전력 소비의 관계는 3차 관계입니다. 즉, 회전 속도를 10% 줄이면 전력 소비를 약 27% 줄일 수 있습니다!
3.3 소프트 스타트 및 역률 보정(숨겨진 에너지-절약)
3.3.1 기술 적용: DC FFU에는 소프트 스타트 기능(기동 전류)이 있는 지능형 드라이버가 장착되어 있습니다.<1.5A) and high power factor correction (PF>0.98).
3.3.2 사례 연구:
3.3.2.1 AC-FFU: 시동 서지 전류는 최대 10-20A에 도달할 수 있으며 이는 전력망에 상당한 영향을 미치고 역률은 낮습니다(약 0.7). 추가적인 콘덴서 보상이 필요하며, 그렇지 않을 경우 전력회사에서 위약금(전력조정비)을 부과하게 됩니다.
3.3.2.2 EC-FFU: 시동 충격이 거의 없음-, 역률이 1.0에 가깝고, 라인 손실과 변압기 부하를 줄여 전체 전원 공급 시스템 관점에서 에너지 절감을 달성합니다.
3.4 낮은 발열로 공조부하 감소(2차 에너지 절약)
3.4.1 기술적 적용: EC 모터는 AC 모터보다 훨씬 낮은 열 발생으로 효율적으로 작동합니다.
3.4.2 사례 연구: 반도체 작업장은 온도 제어에 대한 요구 사항이 매우 높습니다. 2000 AC-FFU가 작동 중인 경우 이는 700kW(2000 x 0.35kW)의 거대한 열원에 해당하며, 이 열을 상쇄하려면 추가 에어컨 냉각이 필요합니다. EC-FFU로 교체한 후 총 열 발생이 크게 감소하여 작업장 에어컨 냉동 시스템에 상당한 2차 에너지 절감 효과를 가져왔습니다.