制程冷却水（PCW）水路设计最佳化.PDF

製程冷卻水(PCW)水路設計最佳化 周龍賓 2014.10.31 壹. 前言與摘要 顧名思義，製程冷卻水(Process Cooling Water)用於冷卻製程中發熱 的機器、儀器等設備。這些設備統稱為「製程機台」或「機台」。這 原本是非常簡單的水路系統，卻因為高科技產業蓬勃發展而變為非常 重要。 高科技產業例如晶圓(Wafer)與TFT-LCD產業機台造價極高，動輒上 億台幣。這麼精密昂貴的機台應該在潔淨室(Clean Room)裡穩定連續 運轉，源源不斷創造產值，最好永遠不需要停止運轉。 會 會 員 員 委 委 施 施 設 設 房 房 廠 廠 技 技 科 科 高 高 這些精密昂貴的高科技製程機台還是要靠最傳統的「水冷式散熱器」 冷卻。卻因其精密昂貴，故而對冷卻水的溫度、壓力、潔淨度要求甚 嚴。導致PCW系統設計與施工品質要求極高，著重在「穩定」，最 好永不生變。 2 壹. 前言與摘要 本文摘要如下： 一、 最穩定、節能而又廉價的PCW系統是「頂部開放系統(Top-Open System ，以下簡稱T系統) 」。運轉管理/控制也最簡便。 二、 「底部開放系統(Bottom-Open System ，以下簡稱B系統) 」最耗能 也最耗材，造價最高，水質劣化最快，捲入空氣最多，停機落水空 管，運轉管理與控制最繁雜。 會 會 員 員 委 委 施 施 設 設 房 房 廠 廠 技 技 科 科 高 高 三、 「密閉系統(Closed System ，以下簡稱C系統) 」最大風險在「補水 失控超壓當機或爆管」與「排水失控失壓當機」。為了克服這風險 ，運轉管理/控制很繁雜。 本文分別論述上述三種系統的設計綱領，也論述它們運轉的常態問題以 及潛在風險。 3 貳. 頂部開放PCW系統設計綱領 一. 系統流程與儀控 如圖(1) 二. 膨脹/蓄水槽放在系統管路頂部 水槽的水面略高於全系統管路之最高點， 會 會 員 員 委 委 施 施 設 設 房 房 廠 廠 技 技 科 科 高 高 且槽內水面以上開放(與大氣相通) 。有此 特徵之系統通稱為「頂部開放水路系統」 (Top-Open Hydronic System) 。 4 貳. 頂部開放PCW系統設計綱領 三. 溢流管與通氣管合一而且設置存水彎 優點為： 1. 存水彎的水封阻斷了槽內