بعض خصائص استهلاك الطاقة في الغرفة النظيفة

① تُعدّ الغرفة النظيفة مستهلكًا كبيرًا للطاقة. يشمل استهلاكها للطاقة الكهرباء والحرارة والتبريد المستخدمة في معدات الإنتاج داخلها، واستهلاك الطاقة والحرارة وحمل التبريد لنظام تكييف الهواء، واستهلاك الطاقة لوحدة التبريد ومعالجة العادم، واستهلاك الطاقة والحرارة للأجهزة، واستهلاك الطاقة والحرارة وحمل التبريد لتحضير ونقل مختلف المواد عالية النقاء، واستهلاك الطاقة والحرارة والتبريد والإضاءة لمختلف المرافق العامة. يُقدّر استهلاك الطاقة في الغرفة النظيفة، التي تبلغ مساحتها نفس مساحة المبنى، بعشرة أضعاف استهلاك مبنى مكتبي، أو حتى أكثر. تتطلب بعض الغرف النظيفة في صناعة الإلكترونيات مساحات شاسعة وأحجامًا كبيرة. مع تطور العلم والتكنولوجيا، ولتلبية متطلبات الإنتاج الإلكتروني واسعة النطاق وعالية الموثوقية، تُستخدم غالبًا معدات إنتاج دقيقة واسعة النطاق مُدمجة مع عمليات متعددة للإنتاج المستمر. ولتحقيق هذا الغرض، يجب تنظيمها في مبنى كبير، ومنطقة إنتاج نظيفة، وتقنيتين علوية وسفلية. يُعد "الميزانين" مساحة كبيرة ومبنى غرف نظيفة واسع النطاق.

٢- غالبًا ما تُنشأ خطوط أنابيب النقل ووحدات معالجة العادم اللازمة في غرف نظيفة في صناعة الإلكترونيات. لا تستهلك هذه الوحدات الطاقة فحسب، بل تزيد أيضًا من حجم الهواء المُزوَّد للغرفة النظيفة. تستهلك غرف المنتجات الإلكترونية النظيفة كميات كبيرة من الطاقة. وتستهلك وحدات تنقية الهواء اللازمة لتلبية متطلبات بيئة الإنتاج النظيفة، بما في ذلك أنظمة تكييف الهواء وأنظمة التبريد والتدفئة، كميات كبيرة من الطاقة. إذا كانت متطلبات مستوى نظافة الهواء صارمة، فإن حجم الهواء النظيف المُزوَّد والهواء النقي الكبير يؤديان إلى استهلاك كبير للطاقة، وتعمل هذه الوحدات باستمرار ليلًا ونهارًا طوال أيام السنة تقريبًا.

٣- استمرارية استخدام مختلف المرافق المستهلكة للطاقة. لضمان ثبات مستويات نقاء الهواء في مختلف الغرف النظيفة، واستقرار مختلف المعايير الوظيفية الداخلية، وتلبية احتياجات عمليات إنتاج المنتجات، تعمل العديد من الغرف النظيفة بشكل متواصل، عادةً على مدار الساعة. ونظرًا للتشغيل المستمر للغرفة النظيفة، يجب جدولة إمدادات الطاقة والتبريد والتدفئة، وما إلى ذلك، وفقًا لمتطلبات عملية إنتاج المنتج أو ترتيبات خطة الإنتاج في الغرفة النظيفة، مع ضمان توفير مصادر الطاقة المختلفة في الوقت المناسب. في استهلاك الطاقة لأنواع مختلفة من الغرف النظيفة، بالإضافة إلى إمدادات الطاقة لمعدات إنتاج المنتج ومياه التبريد، والمواد عالية النقاء، والمواد الكيميائية، والغازات الخاصة المرتبطة ارتباطًا وثيقًا بنوع المنتج، يتغير استهلاك الطاقة في الغرفة النظيفة بتغير نوع المنتج وعملية الإنتاج. تشكل نسبة كبيرة من إجمالي استهلاك الطاقة الكهرباء واستهلاك طاقة التبريد (الحرارة) لأجهزة التبريد وأنظمة تكييف الهواء لتنقية الهواء.

④ وفقًا لمتطلبات عملية إنتاج المنتج ومتطلبات التحكم البيئي في الغرف النظيفة، سواء في الشتاء أو فصلي الربيع والخريف أو الصيف، ثمة حاجة إلى ما يُسمى "الطاقة الحرارية منخفضة المستوى" بدرجة حرارة أقل من 60 درجة مئوية. على سبيل المثال، يتطلب نظام تكييف الهواء لتنقية الهواء توفير مياه ساخنة بدرجات حرارة مختلفة لتسخين الهواء النقي الخارجي في الشتاء وفصلي الربيع والخريف، إلا أن كمية المياه المُسخّنة تختلف باختلاف الفصول. تُستخدم كميات كبيرة من المياه النقية في الغرف النظيفة لإنتاج المنتجات الإلكترونية. يصل الاستهلاك الساعي للمياه النقية في عمليات تصنيع رقائق الدوائر المتكاملة وشاشات TFT-LCD إلى مئات الأطنان. وللحصول على جودة المياه النقية المطلوبة، تُستخدم عادةً تقنية التناضح العكسي (RO). تتطلب أجهزة التناضح العكسي الحفاظ على درجة حرارة الماء عند حوالي 25 درجة مئوية، وغالبًا ما تحتاج إلى توفير مياه ساخنة بدرجة حرارة معينة. أظهرت الأبحاث التي أُجريت على بعض الشركات أنه في السنوات الأخيرة، استُخدمت الطاقة الحرارية منخفضة المستوى في الغرف النظيفة، مثل حرارة التكثيف في مبردات التبريد، بشكل تدريجي لتوفير مياه ساخنة بدرجة حرارة منخفضة تبلغ حوالي 40 درجة مئوية، بدلاً من استخدام البخار منخفض الضغط أو المياه الساخنة عالية الحرارة للتسخين، مما حقق وفورات واضحة في الطاقة وفوائد اقتصادية. لذا، تتميز الغرف النظيفة بتوفر مصادر الطاقة الحرارية منخفضة المستوى، فضلاً عن حاجتها إليها. وهذه إحدى السمات المهمة للغرف النظيفة التي تُدمج وتستغل الطاقة الحرارية منخفضة المستوى لتقليل استهلاك الطاقة.