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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。
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