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技術專文

圖十八、Case 2 測試結果 表四、原有噴水架式與 Case 1 水洗加濕器 表五、各種膜板式水洗加濕器的比較
耗能的比較

AMC Concentration (ppb) Eff. Original Design Case 1 Case 2 Case 3
Original New
55.0 100.0%
Design Design
50.0 90.0%
L/G 0.99 0.08 0.08 0.08
45.0
80.0%
Air side
40.0 填料材質 -- 纖維類膜板 纖維類膜板 陶瓷燒結膜板+纖微類膜板
70.0%
35.0 Air washer ΔP (Pa) 120 65
60.0% 泵浦動力 37.5 4 3.2 4
30.0
50.0% Decrease (Pa) - 55
25.0 設置成本 1.0 0.73 0.62 1.24
40.0%
20.0 Inlet Required fan motor 6.1 3.3
Efficiency 30.0% power (kW) 優點 1.保養簡便。 1.噴霧較細緻，比表面積大。 1.設置成本及運轉成本低。 1.陶瓷燒結膜板材質使用壽命
15.0 2.噴嘴不易阻 2.纖微類膜板強度佳， 2.保養簡便。 約10~12年。
AW 塞。 保養容易。 3.無需設置過濾筒，循環泵揚程少10m。 2.陶瓷燒結膜板為多孔性材質，
10.0 20.0% Air side energy 45.90% 4.噴嘴不易阻塞。 比表面積大。
5.0 10.0% saving (%) 5.纖微類膜板強度佳，保養容易。
0.0 0.0%
Water side 缺點 設置及運轉成 1.需設置過濾筒，循環泵揚程 1.纖微類膜板使用壽命約3~5年。 1.需設置過濾筒，揚程多10m。
35Hz 45Hz-1 45Hz-2 55Hz-1 55Hz-2 55Hz-3
本高。 多10m。 2.過濾器約3~6月更換一次。
Required AW pump 37 4 2.過濾器約3~6月更換一次。 3.陶瓷燒結膜板介質成本昂貴，
motor power (kW) 3.噴嘴易阻塞。 約為纖微類膜板 5~7倍。
4.纖微類膜板使用壽命約3~5 4.陶瓷燒結膜板為燒結成型，成
運轉參數：循環泵馬力：4 hp、LG : 0.08、空氣側壓降：75p a 、導電度：9~10μs/cm。
Water side energy 89.19% 年。 品脆弱，安裝及保養易損傷。
saving (%)
轉膜板本體是否有汙染之虞？水質
圖十九、Case 3 測試結果 圖二十、複合式膜板現場安裝照片
變化的情況以及補水量的情況。若
的原因是洗滌水液滴尺寸過大，在 此款設計能夠大量被運用於台積公
AMC Concentration (ppb) Eff.
高流速時附著在膜板上產生堆疊的
30.0 100.0% 司的外氣空調箱，預計水洗器部份
現象，洗滌水在後方膜板無法有效
90.0% 每年將可減少 70%~80% 以上的電
25.0
80.0% 擴展。雖然 Case 2 的設計表現較 力消耗，如此將可進一步降低生產
70.0%
20.0 Case 1 來的差，不過在實用價值 成本，落實節能減碳的目標，藉以
60.0%
Inlet 上，基於運轉保養的考量，「水霧 達成公司「綠色廠房、綠色製造」
15.0 50.0%
Efficiency
40.0% 扇形」噴嘴比「微霧式圓錐形噴嘴」 的經營理念。
AW
10.0
30.0% 為佳。除此之外，在實際運轉中外 上游為「燒結陶瓷」材質 下游為「纖維類」材質
20.0%
5.0 氣空調箱風機甚少以額定轉速，而
10.0%
大多採中低轉速運轉的情況下，
0.0 0.0%
35Hz 45Hz-1 45Hz-2 55Hz-1 55Hz-2 55Hz-3 Case 2 的去除效率與 Case 1 相仿， 成，由於環境外氣 AMC 濃度持續 水洗加濕器，每一種構型大致上都 參考文獻
再加上 Case 2 循環泵所需要的馬 偏低，無法再作進一步的驗證。然 能滿足對於外氣中 AMC 的去除效 [1] Wakawatsu, H. et al., "New chemical
運轉參數：循環泵馬力：5.5 hp、LG : 0.08、空氣側壓降：100p a 、導電度：9~10μs/cm。 力數還可以再降低，尚存在節能優 而「燒結陶瓷」膜板的高造價特性， 果。透過試驗結果顯示，相較於現 removing and air cooling technology
以及因複合膜板間不連續面，或燒 有設計以及要求性能，每種水洗加 for clean room recirculation air use
勢，因此若在噴嘴布局設計再精進 chilled pure water showing method",
結陶瓷膜板較預期產生更高空氣側 濕器所需之電力均可降至現有設計 Semiconductor Manufacturing
或許能夠與 Case 1 競爭。在空氣 Symposium, IEEE International, pp.
Case 1 顯示出不論在何種轉速下 高的氣流壓降。因此若要改良傳統 壓降，在空氣側水洗室出入口所量 的 10%。若考量對 AMC 去除效率 495~488, 2001。
側水洗室出入口所量得的氣流壓損
均可達到極高的去除效率，其中於 噴水架式水洗加濕器，變更除水板 得的氣流壓損增加為 100Pa，已經 的穩定性，則 Case 1 （「纖維類」 [2] 剛村典明、佐藤峰彥、稻葉仁，"The pH
因噴淋方向與氣流垂直之故略增為 control system of the circulating water
額定點 (55Hz) 入口 NH 3 量測值即 設計亦為可行的作法，但需留意除 75Pa，但仍低於現有設計。 十分接近原本噴水架式水洗加濕器 膜板與「微霧式圓錐形噴嘴」的組 in air washer"，第 16 回空氣清淨研究大
便飆高，但出口濃度仍維持固定 水能力可能因此降低。此外 Case 1 的設計壓降 120Pa。 合）為本研究中較佳的選擇，Case 會論文集，pp. 155~157，東京，April
1998。
3ppb 以內的數值。Case 1 的平均 的水側及空氣側電力消耗實測值與 Case 3 採取「纖維類」與「燒結陶 綜合以上說明，最後將各種膜板水 3 在建造成本上偏高，不建議作為 [3] 村田一、海老根猛、米田周似、品田
去除效率達到 95.8%，甚至高過同 原有設計比較如 表四所示，結果顯 瓷」複合膜板與「微霧式圓錐形噴 洗加濕器的設計參數以及造價差異 未來新型水洗加濕器的選擇。然而 宜輝，"Removal of airborne molecular
contamination by wetted-wall with
時作為比較基準噴水架式水洗加濕 示水側降低將近 90% 的耗能。 嘴」的方式 圖二十 ；為驗證燒結陶 性整理成 表五供讀者參考。 在討論中也提到 Case 2「纖維類」 counterflow"，第 21 回空氣清淨研究大
器 表三 。此外再量測空氣側水洗室 瓷膜板的性能，特將燒結陶瓷膜板 膜板與「水霧扇形噴嘴」的組合無 會論文集，pp. 148~150，東京，April
Case 2 改用「水霧扇形」噴嘴的 2003。
出入口的氣流壓損為 65Pa，亦低 置前端，而纖維類膜板置於後方。 論在初設及運轉成本上享有優勢， [4] 稻葉仁、岡村典明、高橋焞，
設計；因不需要過濾器從而循環泵 "Effectiveness of Hydrophilic eliminator
於原本噴水架式水洗加濕器的設計 經實驗結果顯示，由於入口濃度遠 目前正進行第二階段的研究，即為 installed in air washer"，第 18 回空氣清
壓降 120Pa。雖然質傳膜板外觀尺 揚程略降，馬達馬力數可以進一步 均 低 於 20ppb， 對 於 Ammonia 的 結論及後續工作 精進原有 Case 2 的設計，修改噴 淨研究大會論文集，pp. 50~53，東京，
寸遠大於噴水架式水洗加濕器的除 降至 3.2kW。在外氣空調箱於中、 去除能力的要求為水洗器出口不大 嘴架布局以提高濕膜板的濕潤性， April 2000。
[5] 低溫排熱利用氣化式加濕型空調機
水板，但透氣程度較佳。後者因需 低轉速 (35 及 45Hz) 時尚可維持至 於 3ppb，因此從實驗結果顯示該 本研究利用「質傳濕膜板」架構取 目前正進行試運轉當中。若能與 ECOWET，テクノ菱和公司文宣資料。
要於極小空間內截留大量飛濺的洗 少 95% 對 Ammonia 的去除效率， 設計「看似」已達成目標。然而不 代原本噴水架式水洗加濕器，並於 Case 1 設計匹敵，則計畫以此設計 [6] ケミカルガス對應外氣處理空調機
UCASS，テクノ菱和公司文宣資料。
滌水，內部設計如防颱百葉的迷宮 然而在額定轉速 (55Hz) 時則呈現 管是哪一種型式的水洗加濕器對於 運轉廠外氣供應系統內構建一座全 移到終年外氣 AMC 濃度偏高的廠 [7] 趙世閔，「潔淨室外氣空調箱空氣水洗
式構造，水滴通過藉由離心力迅速 非常不穩定的現象，幾乎無法達到 外氣低濃度 AMC 去除能力均差， 尺寸規模的原型機進行實證運轉。 區進行耐久試驗；除確認是否能應 機去除無機酸鹼氣體汙染物」，碩士論
文，國立台北科技大學能源與冷凍空調
自氣流內分離，反而較前者產生更 去除效率設計值 ( ≧ 90%)。可能 必須要靠更下游的化學濾網方能達 本研究考慮了三種構形的濕膜板型 付此外氣條件外，另觀察長時間運 研究所，2008。
38 NEW FAB JOURNAL JUNE 2014 39