פרויקט שיפוץ סדנת טיהור Fab של מפעל גדול לייצור שבבי מוליכים למחצה.
1. ציוד מקורי: יש סה"כ 2000 AC FFUs (AC-FFUs) בסדנה, בהספק נקוב של 350W ליחידה, תוך שימוש בוויסות מהירות ברז, ופועלים במהירות גבוהה כל השנה (צריכת החשמל בפועל קרובה להספק הנקוב).
2. מתמודדים עם בעיות:
2.1 צריכת אנרגיה עצומה: 2000 AC-FFUs פועלים 24 שעות ביממה ללא הפרעות, עם צריכת חשמל שנתית גבוהה במיוחד, מה שהופך את עלויות החשמל לנטל כבד.
2.2 בקרה נרחבת: לא מסוגל להתאים במדויק את נפח האוויר בהתאם לצרכים הסביבתיים בפועל, ניתן לתקן רק במהירויות רוח גבוהות, מה שגורם לבזבוז אנרגיה עצום.
2.3 תנודות בניקיון: תנודות במתח הרשת והתנגדות מסנן מוגברת עלולות להוביל למהירויות רוח לא יציבות, המשפיעות על אחידות ויציבות האזור הנקי.
3. תוכנית שיפוץ: החלף את כל 2000 AC FFUs עם DC FFUs (EC-FFU) ופרוס מערכת בקרה קבוצתית חכמה.
הסבר מפורט על יישום טכנולוגיית -חיסכון באנרגיה: החיסכון באנרגיה- של DC FFU אינו נגרם מטכנולוגיה אחת, אלא משילוב של טכניקות. להלן היישומים של טכנולוגיית חיסכון-הליבה באנרגיה:
3.1 מנוע DC ללא מברשות ביעילות גבוהה (בסיס ליבה)
3.1.1 יישום טכני: DC FFU משתמש במנוע סינכרוני מגנט קבוע (EC Motor), שיעילות המנוע שלו יכולה להגיע ל-80% -90%. היעילות של מנועי אינדוקציה AC נמוכה בדרך כלל מ-50%.
3.1.2 תיאור מקרה: משמעות הדבר היא שאפילו באותה מהירות, למנועי EC יש יעילות גבוהה בהרבה בהמרת אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית מאשר למנועי AC, מה שמפחית את אובדן האנרגיה מהמקור.
3.2 ויסות מהירות ללא מדרגות ובקרת משוב חכמה (מפתח חיסכון-באנרגיה)
3.2.1 יישום טכני: DC FFU תומך ב-0-100% ויסות מהירות ללא מדרגות. מערכת הבקרה הקבוצתית החכמה מנטרת את הלחץ הסטטי הכולל של אוויר האספקה בזמן אמת באמצעות חיישני לחץ סטטיים המופצים ברחבי הסדנה.
3.2.2 תיאור מקרה:
3.2.2.1 AC מסורתי-FFU: כל המאווררים פועלים במלוא המהירות ללא קשר לדרישות תהליך הייצור. גם אם הברז מותאם למהירות בינונית, יעילות המנוע תרד בחדות, ואפקט החיסכון באנרגיה מוגבל.-
3.2.2.2 בקרת קבוצת FFU- חכמה: המערכת מגדירה ערך לחץ סטטי יעד (כגון 45Pa). כאשר נפח הפליטה של ציוד קו הייצור יורד או שהתנגדות המסנן לא גדלה, המערכת תפחית אוטומטית את המהירות של כל ה-FFUs כדי לשמור על לחץ סטטי קבוע. הקשר בין מהירות הסיבוב לצריכת החשמל הוא מעוקב, כלומר ירידה של 10% במהירות הסיבוב יכולה להפחית את צריכת החשמל בכ-27%!
3.3 התחלה רכה ותיקון גורם הספק (חיסכון-נסתר באנרגיה)
3.3.1 יישום טכני: ה-DC FFU מצויד במנהל התקן חכם, בעל פונקציית התחלה רכה (זרם התחלה<1.5A) and high power factor correction (PF>0.98).
3.3.2 תיאור מקרה:
3.3.2.1 AC-FFU: זרם נחשולי ההפעלה יכול להגיע עד 10-20A, שיש לו השפעה משמעותית על רשת החשמל ומקדם הספק נמוך (כ-0.7). נדרש פיצוי נוסף על קבלים, אחרת חברת החשמל תגבה קנס (עמלת התאמת חשמל).
3.3.2.2 EC-FFU: כמעט ללא התנעה-הלם, מקדם הספק קרוב ל-1.0, הפחתת הפסדי קו ועומסי שנאים, השגת חיסכון באנרגיה מנקודת המבט של מערכת אספקת החשמל כולה.
3.4 ייצור חום נמוך מפחית את עומס מיזוג האוויר (חיסכון משני באנרגיה)
3.4.1 יישום טכני: מנועי EC פועלים ביעילות עם ייצור חום נמוך בהרבה מאשר מנועי AC.
3.4.2 תיאור מקרה: לסדנת המוליכים למחצה דרישות גבוהות ביותר לבקרת טמפרטורה. כאשר 2000 AC-FFUs פועלים, זה שווה ערך למקור חום ענק של 700kW (2000 x 0.35kW), מה שדורש קירור נוסף של מיזוג האוויר כדי לקזז את החום הזה. לאחר ההחלפה ב-EC-FFU, ייצור החום הכולל צומצם באופן משמעותי, והביא לחיסכון ניכר באנרגיה משני למערכת הקירור של מיזוג האוויר בסדנה.
