一、濕度在半導體行業(yè)中的要求
半導體的生產(chǎn)工廠要在全年四季的氣候條件下，生產(chǎn)車間內(nèi)部要求維持穩(wěn)定的環(huán)境，特別是對于生產(chǎn)環(huán)境的溫度、濕度、空氣潔凈度、氣流組織，壓力平衡等多個空調(diào)參數(shù)都提出了嚴格的要求。有別于其他的恒溫恒濕環(huán)境系統(tǒng)的要求，由于電子產(chǎn)品對靜電的敏感性和高濕度環(huán)境對其品質(zhì)的影響，其對濕度的精度提出了嚴格要求，對于空調(diào)系統(tǒng)的配置，則要求系統(tǒng)同時具備夏季除濕的功能和冬季加濕的功能。
一般的，半導體生產(chǎn)行業(yè)的溫濕度條件為：T=22±2℃，RH=45±5%；而對于這個溫濕度要求，傳統(tǒng)上經(jīng)常采用冷凍除濕+后加熱(再熱)方式進行處理，并取得了一定成果。但這種方式卻存在著一個致命問題，冷熱的抵消和能耗的巨大浪費，特別是由于半導體行業(yè)的大新風，大排風系統(tǒng)、生產(chǎn)環(huán)境為大空間潔凈環(huán)境以及目前許多廠主要集中分布在華南和華東地區(qū)的特殊情況，使得這個問題十分突出。
因此，在最新的許多半導體廠房的空調(diào)系統(tǒng)開始使用新風通過新風機組(冷卻除濕)和轉輪除濕機聯(lián)合處理濕度、溫度而后通過后空調(diào)機組處理的組合方式，達到室內(nèi)送風溫、濕度要求，并取得了顯著收益。
二、工程實例
（一）設計條件及要求：
a、室內(nèi)要求：T=22±2℃；RH=50±5%；TL=11.5℃；d=8g/kg；
b、潔凈級別：10K ( 10000級) ；
c、體積：S=2000m2；H=2. 8m；
d、工作人員：30名，車間無工藝濕負荷；
e、新風量：9500m3/h；
f、送風量：120000m3/h，正壓5~ 10PA；
g、室外環(huán)境條件：T=35℃；RH=70%；d=25g/kg；
（二）空調(diào)系統(tǒng)設計方案及優(yōu)缺點：
a、方案A：新風機組(MAHU) +組合式空氣處理機組(AHU) ，其空氣處理過程如下：
新風過濾經(jīng)表冷處理后與房間回風混合，再經(jīng)表冷器處理到機器露點(TL=12℃) 后再加熱至送風溫度(T=18.5℃) 后，統(tǒng)一送風到車間。
分析如下：由于車間內(nèi)部的露點溫度為11.5℃，并且設計條件中車間內(nèi)無其他工藝濕負荷。根據(jù)這種條件，我們假定車間內(nèi)部沒有任何產(chǎn)濕量，則需要送風露點和車間相同為11.5℃，這時對于新風和回風達到11.5℃露點所需要的冷量為：新風冷負荷：9500*1.2*(101.2-32.2)/3600=162Kw；( 新風預冷至18℃，95%) 回風冷負荷：120000*1.2* (44-33)/3600=440Kw
總計：162+440-602Kw；
而在處理空氣露點溫度達到車間露點溫度后，需要進行加熱補償，以保證送風溫度的要求，這時所需要的再熱量為：
再熱負荷：120000*1.2* (39.8-33) /3600=272Kw
總能耗為：冷：602Kw 熱：272Kw
從上述分析和計算可得出，能耗抵消為：272Kw
但實際上，車間內(nèi)部由于人員的工作，維護結構的內(nèi)外的水蒸汽分壓力差以及車間門的開啟等因素，車間內(nèi)不可避免的存在濕負荷，這就要求送風露點溫度應略低于車間內(nèi)部露點溫度，這會導致更大的冷熱能耗抵消。
一般的，由于新風的焓值非常高，無法通過新風表冷器直接將新風冷卻到11℃露點溫度。所以經(jīng)常采用新風和回風混合后，再表冷器處理的方法進行操作。
同時，這種空調(diào)系統(tǒng)不僅要求在夏季可以同時滿足制冷(控溫和除濕)和供熱(滿足濕度要求)功能；并要求在某些過渡季節(jié)甚至冬季同樣需要開啟制冷機組，目的僅僅是除濕(對新風進行降溫除濕)。而后再通過后加熱補償?shù)姆绞剑匦驴刂剖覂?nèi)的溫度要求，浪費了大量的能源
更為嚴重的是，在某些情況下，后加熱的配置量往往偏低，特別是后加熱器采用電加熱時，這種情況更為常見。這時的空氣因無法得到足夠高的送風溫度而導致車間內(nèi)部的相對濕度偏高，這種情況下，要求制冷機組需要將送風露點(溫度)進一步降低，而在送風露點下降時，溫度隨之下降從而導致車間內(nèi)部的濕度無法得到嚴格保證。
對于制冷機組，需要將空氣處理到11℃露點溫度，因此要求冷水溫度一般為5~10℃。但在這種工況下，制冷機組的效率也往往會有所衰減，從而需要配置較大容量的制冷設備，引起初投資的增加。
b.方案B：新風機組(MAHU) +轉輪除濕機組(Dehumidifier) +組合式空氣處理機組(AHU)，其空氣處理過程如下：
新風過濾，經(jīng)過新風表冷器，一般處理到18℃露點，之后經(jīng)過轉輪除濕機進行等焓除濕(空氣露點為4℃，d=5. 2g/kg，T=42℃)；除濕后的干熱空氣再和回風混合后(T=23. 5℃，d=7.9g/kg)，通過后表冷器進行千工況降溫處理到送風溫度(18.5℃) ，送風到車間。能耗為：
新風表冷冷負荷：9500*1.2*(101.2-50) /3600=162Kw
除濕機能耗：125Kw
后空調(diào)冷負荷：120000*1.2*1.005* (23.5-18.5) /3600-201Kw
總能耗為：冷：363Kw 熱：125Kw
c.方案比較：
傳統(tǒng)冷凍除濕+后加熱系統(tǒng)轉輪除濕機系統(tǒng)
新風表冷能耗162Kw162Kw
后表冷器能耗440Kw201Kw
電加熱能耗272Kw125Kw
總能耗(折算為電能)：383.8Kw193Kw
由上述分析和計算可得出，使用轉輪除濕機系統(tǒng)和傳統(tǒng)的冷凍除濕機+后加熱器方式，能耗節(jié)約為45%左右。同時，由于轉輪除濕機可以將新風進一步除濕 干燥，以抵消車間的其他室內(nèi)濕負荷，尤其是在系統(tǒng)初期調(diào)試及房間發(fā)熱量不足( 即生產(chǎn)開工不足)期間，這種系統(tǒng)運行更加可靠，安全性更好，完全可以滿足半導體潔凈車間全天候的生產(chǎn)要求。
三、結論
在低濕環(huán)境條件下，采用轉輪與冷卻聯(lián)合式除濕空調(diào)系統(tǒng)具有僅冷卻除濕機不可比擬的優(yōu)越性。
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