节能改造 | 电子行业降低能源成本的利器

在国家供给侧改革的大背景下，一向视技术创新为生命的电子行业，率先面临着如何转型成为智能制造（工业4.0）、节能减排新型企业的问题。在研发新技术、开拓新市场的同时，生产研发过程中先进的群控、节能技术和产品也越来越多地被采用，在实现企业节能减排、绿色生产的同时，也体现了一个电子企业在行业中所处地位和社会责任的担当。

电子行业与人们日常生活息息相关，主要包括电子材料、电子元器件、整机生产等产业链，具体又可细分为多晶硅材料、电子元器件、电子真空器件、半导体分立器、集成电路（Integrated Circuit，简称IC）、光电子器件、电子元件及组件、印刷电路板、液晶面板等多个领域。

与传统的钢铁、水泥等行业相比，电子行业并不算高耗能、高污染行业，但由于其内部企业数量庞大，且目前尚存在一些能耗相对较高的工艺环节，所以将整个行业综合统计后，你会发现其耗能量和污染量相当惊人。因此，以节能、降耗、减污为目标进行绿色生产，已成为电子行业发展不可扭转的趋势。

在电子产品的生产工艺过程和环境控制中，要求须同时供冷和供热，且部分区域还有一定的温度、湿度、气流速度、洁净度和压力梯度等要求。为了满足这些条件，围绕电子产品的生产过程，有以下一系列的辅助系统。

电子行业的能耗是一般写字楼的5-10倍，甚至更大。据工业和信息化部节能司统计：硅提纯的单位产量能耗为350kWh/kg，单晶生长的单位产量能耗为300kWh/kg，多晶硅铸锭的单位产量能耗为45kWh/kg，铝电极箔的单位产量能耗为200kWh/kg，电子陶瓷烧结的单位产量能耗为55kWh/kg。同时，典型电子制造企业每万元增加值的能耗如下：

在电子行业的总能耗中，与环境维持相关的能耗约占总能耗的一半，其中最主要的即为空调系统的能耗。电子行业空调系统能耗的主要特点为：

• 电子洁净厂车间面积大、层高高，工艺过程排热及排有害气体等所需的排风量较大。新风量大，新风冷负荷则大，而且，室内温度夏季较低，这些最终使得总负荷过大，夏季负荷指标都在300W/m2以上，有的甚至高达800W/m2
• 空气处理过程复杂（热湿处理、过滤处理等）、空调组段多，空调设备尺寸大，这些最终使得空调机房占地面积大，而且，空调机房管路复杂、布置不易
• 电子洁净室以微粒和浮尘为主要控制对象，这对过滤系统提出更为严格的要求，需要更高的过滤等级
• 空调机组需要防止经过处理的空气与未处理的空气交叉污染，机组的漏风率比普通机组的要求更高，以避免未处理的空气通过负压段进入空气处理机组，同时也避免经过处理的空气由正压段泄露到空气处理机组以外而降低机组的整体效率
• 电子洁净室的换气次数多，新风量高，为了维持室内外以及不同洁净区间的静压差，克服高效末端装置的阻力，机组的风量和机外静压较大，这要求机组具有更高的强度和承压能力
• 洁净室对室内空气条件要求高，温、湿度精度控制严格，人工调节无法达到要求，且不利于节能，因此，需要配备智能化的自动控制装置以保证恒温恒湿的条件

对于电子行业来说，减少能耗是降低成本的有效方式之一。电子厂节能解决方案设计的基本原则为：

• 可靠性与先进性相结合
• 安全性与便捷性相结合
• 节能性与舒适性相结合

一般来说，电子厂的冷水系统按工艺和舒适性要求不同，呈现出不同的特点，如果将两个系统分开，实现各自最优化运行，可使用户的能耗大幅度下降，大大提高经济效益。而且，大多数电子厂都需要全年供冷、供热，这为江森自控冷热联供的热泵机组的应用提供了广阔的空间。

以某电子厂为例，改造前采用冷水机组作为冷源，市政蒸汽作为热源，冷热分别供应的系统图如下：

改造方案利用约克®高能效热泵机组，一端供冷冻水，一端供热水，实现冷热联供，达到系统整体能效最大化，其原理图如下：

同时，能源管理及分项计量平台、高能效机房、机房群控、蒸汽凝结水回收、高效磁悬浮变频机组、直膨式恒温恒湿机组、过渡季节免费供冷（Free Cooling）系统、冷凝器自动在线清洗系统、空调箱（AHU）智能控制、锅炉烟气热回收、空压机热回收等节能解决方案在电子行业中均有不错的使用效果。

另外，随着现代产品生产及科学实验对加工、实验过程的微细化、精密化及高纯度的要求日益严格，科学实验和产品生产的实践，对洁净生产环境的要求也日益严格、确切和细化。

在电子产品制造过程中经常会使用有毒的化学品，而其产生的有毒废气，则必须排出室外，因此，为了保持洁净的室内正压，同时满足卫生条件，必须补充大量的新风。而为了保持高洁净度，势必需要较多的换气次数，但又必须保证室内空气流速不能太大。

一般情况下，大循环量的回风冷却由内含排数少、迎面风速低，水温高（12~17℃）的换热盘管模块化小型风机过滤单元FFU （Fan Filter Unit）承担。作为第一家开发FFU的公司，江森自控旗下的ADT（Air Distribution Technologies）公司的恩维尔科（Envirco）品牌提供的FFU产品在电子厂有着广泛的应用，同时，它可以提供FFU的无极调速、Console群控、PC集中控制等。

江森自控通过能源审计（Energy Audit）、能耗监控，能源数据统计及分析等多种手段，可使电子厂管理者对其能源成本占比、能耗发展趋势有更为准确的掌控，并将企业的节能降耗计划任务分配到各个生产部门车间，使节能工作责任明确，促进企业健康稳定发展。

面对电子行业工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化深入发展的新形势和新需求，江森自控积极推进暖通空调与智能控制相融合的节能改造之路，为电子企业提供科技含量高、投资回报好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型能源管理道路！