中 華 大 學
碩 士 論 文
無塵室空調節能方法及效益之研究
A Study of Air Condition Energy Saving Methods and Its Benefit for Clean Room
系 所 別：營建管理研究所碩士班 學號姓名： E09616015 曾 昌 達 指導教授： 蕭 炎 泉 博 士
中華民國 九十八 年 八 月
誌 謝
時間過得很快，一轉眼兩年的時間就過去了，在中華大學營建管 理研究所的這些日子以來，讓我對營建管理方面的知識有了更深一層 的了解，這些都有賴於中華大學的師長們認真的教學。
研究所最重要的莫過於論文，而論文寫作的這一段時間裏，幸有 蕭炎泉教授對學生的指導，讓學生能在寫作的這段時間裏，有任何問 題請教老師，老師總是能讓學生知道那裏需要改進，讓學生獲益良 多，而讓學生的論文能夠順利完成。
最後謝謝所有的師長們無私的奉獻，讓我在中華大學的日子過得 非常充實，在此 祝大家事事如意!
曾昌達於 98.08.20
摘 要
關鍵字：無塵室、空調節能。
台灣地區自產能源缺乏，約有百分之九十六的能源須依賴進口，
面對能源需求持續增加，節約能源相形重要。無塵室是一相當耗能的 建物，如能做各項之節能措施，對總體的能源消耗定有很大的幫助。
科技業為台灣在全球富有競爭力之產業，而無塵室為高科技產業必須 之設備，該設備的良窊關係產業的競爭力及國家總體能源之耗用，故 無塵室須是省能的設備，並須維持良好而穩定的環境，讓電子元件精 密的生產過程能保持穩定的品質，維持良好之製程良率。
本研究藉由探討無塵室節能之方法及效益之評估，包含使用採用 冰水主機熱回收系統、潔淨室採用Clean Booth、使用雙溫度冰水系 統、MAU空調箱採變風量控制VAV節能設計、潔淨室外氣供風溫度 與室內管排溫度節能改善、降低潔淨室外氣補給洩漏量節能改善、製 程排氣減量等，提供興建無塵室之決策者、設計者及相關從業人員做 參考，使無塵室之興建，能符合製程需求且是在省能的環境。
ABSTRACT
Keywords: Clean Room, Energy Saving for Air Condition.
Taiwan is lack of energy since approximately 96% of energy is imported from other countries. It is an important issue to save the consuming of energy when we face the increase need of this precious resource. Clean room is the equipment which consumes lots of energy. If we can perform energy conservation well then the energy can be saved.
IT is one of important industry in global competitive for Taiwan. The clean room is the necessary equipment for high technique industries. The quality of this equipment determine the competition of IT industry and the consumption of the energy. Therefore clean room must be a stable environment to assure the high quality of the products.
This research discusses some energy conservation strategies for clean room. It contains the use of heat recovery system for ice water engine, the use of Clean Booth for clean room, the use of the double temperature ice water system, the use of Variable Air Volume control for MAU air conditioning box, the use of energy conservation improvement for external air supply and indoor exhaust facility for the clean room, to reduce the spillage of external air supply of the clean room, to reduce the exhaust amount and so on. This can provide decision-maker, the designer and the related engineers as reference for the construction of the clean room. Through the help of this study, we can build an energy saving high quality clean room for IT industry.
目錄
誌謝………Ⅰ 摘要………Ⅱ 圖目錄………Ⅶ 表目錄………Ⅷ
第一章緒論……… 1
1.1 研究背景………1
1.2 研究動機………1
1.3 研究目的………2
1.4 研究流程………2
1.5 研究方法………3
1.6 研究範圍與限制………4
1.6.1 研究範圍………4
1.6.2 研究限制………4
第 二章 文獻 回顧… …… ……… …… ……… …… …… …………5
2.1 無塵室標準介紹………5
2.2 無塵室空調節能之意義………20
2.3 國內空調節能相關計畫………21
2.3.1 空調節能相關檢驗………21
2.3.2 空調節能相關工作………21
2.4 空調節能之效益………22
2.5 空調節能對政府之影響………23
2.6 空調節能對業者之影響………23
第三章 節能項目之專家訪談………24
3.1 問卷調查方法………24
3.1.1 問卷設計………24
3.1.2 問卷目的………24
3.1.3 問卷對象………24
3.1.4 問卷架構………24
3.2 專家訪談及問卷調查………25
3.3 問卷結果分析………26
3.3.1 問卷訪談調查分析………26
3.3.2 問卷分析結果………26
第四章 無塵室節能方法之研究及效益之探討………33
4.1 無塵室節能方法之研究………33
4.1.1 無塵室節能設計之方法………33
4.1.2 無塵室應確效之系統………39
4.2 無塵室節能效益之探討………47
第五章 無塵室案節能案例分析與探討………50
5.1 無塵室案建廠階段節能案例分析與探討………50
5.2 無塵室節能生產運轉階段案例分析探討………57
第六章 結論與建議………61
6.1 結論………61
6.2 貢獻………61
6.3 建議………61
參考文獻………63
附錄一 無塵室空調節能方法及效益之研究之專家訪談………64
圖 目 錄
圖 1.1 研究流程圖……….…3
圖 2.1 FS209 規格修訂過程……….…7
圖 2.2 單一方向流………..…10
圖 2.3 非單一方向流………..…11
圖 2.4 凝縮核微粒子計數器………..…12
圖 2.5 光學式粒子計數器………..…12
圖 2.6 粒徑之表示方法………..…13
圖 2.7 橫軸粒徑以上之每單位立方呎之粒子數上限值………16
圖 2.8 潔淨度等級之上限濃度………..…18
圖 5.1 熱回收冰水主機………..…50
圖 5.2 熱回收冰水主機………..…51
圖 5.3 熱回收水管流程圖………..…51
圖 5.4 空氣流程圖………53
圖 5.5 雙冰水主機溫度主機………54
圖 5.6 變頻器配電盤圖………55
表 目 錄
表 2.1 FS209 之開發經過………..………5
表 2.2 FS209 內容修訂過程………..………7
表 2.3 美國與日本規格比較………..8
表 2.4 潔淨度等級………14
表 2.5 FS209E 標準………..……15
表 2.6 日本 JIS B9920-1999 標準………17
表 2.7 各國潔淨度等級規格比較表………19
表 3.1 問卷訪談調查分析表………26
表 4.1 潔淨度等級………26
表 5.1 節能方式效益比較表………59
第一章 緒論
1.1 研究背景
無塵室的開發與應用的歷史已超過了40年，在這40年中Air Filter 技術、氣流控制之技術、微粒子舉動解析、空調技術 等不斷研討及 改善，而其性能也大幅提高。該技術之利用範圍可能因各行業所需之 潔淨級數與條件而異，但對電子工業以及製藥、醫療、食品等生物科 技工業均有巨大的貢獻。
無塵室技術原是以潔淨度為主而追求其性能，但後來發現作業人 員乃是最大的發塵源，因此促進了生產線之自動化也是求生產效率之 提高。在過去40年當中也遭遇到石油危機及地球溫暖化等環保問題，
迫使業者研討如何節能問題，而無塵室之耗能隨著製程條件進入奈米 時代，其投資金額愈來愈高而晶圓的價格愈來愈低，因此無塵室的性 能必須提高、品質管制更嚴密，故無塵室之節能影響了整個產業界之 競爭力，研究無塵室之節能方法及效益實為一大重要課題。
1.2 研究動機
台灣的工業用電比率之高，為其他國家所罕見，而在電力來源短 缺，電力成本增加，空氣污染排放及全球溫室效應等種種壓力下，各 種產業均致力於推動各項節約能源措施。半導體廠在節能改善方面須 著重在廠務公用設施的改善，因此為耗能最大之部份約佔整廠耗能之 60%，所以半導體無塵室系統如何節約能源是非常重的課題。
1.3 研究目的
本文主要研究目的如下：
一、經由文獻回顧及案例研究，統計整理無塵室耗能系統主要內容。
二、以問卷調查探討造成能源浪費之主要原因並研擬因應之對策。
三、透過專家訪談來驗證因應對策之可行性，以供日後設計之參考。
1.4 研究流程
本研究流程可分為緒論、文獻回顧、案例研究與分析、經驗研究 與資料分析、成果與建議等五階段，研究流程圖如圖1.1所示。茲說 明各階段研究作業內容 : 源起研究，先確認以研究無塵室浪費能源 常見問題為方向，依當前產業環境以及參考相關廠房工程之問題，撰 擬研究背景與動機後，確立研究目的，並界定研究範圍與內容。
資料蒐集與分析階段，先就以設計缺失之資料，以及國內外相關 的期刊論文、研究報告、書籍典章等文獻資料，實施文獻回顧，作為 本研究之基礎理論資料。
案例研究與分析階段，經實際案例做為研究，擬定研究流程與架 構，作為研究進行的準則，並依研究架構、文獻回顧及專家訪談方式，
完成研究問卷。先經試訪確認問卷之適切性後，再實施問卷訪查。
經驗研究與資料分析階段，透過所收集到之案例，將其資料整合，
分析設計缺失主要原因為何，以及補強所使用之方法。
成果與建議階段，透過案例分析，撰擬未來在設計時以及運轉改 善補強該注意的項目，實施討論。最後完成論文結論與建議。
綜合上述程序本研究章節之內容分為五部份，第一章介紹研究之 背景、動機、目的、流程、方法、範圍、限制及研究進度；第二章文 獻回顧;第三章問卷調查及專家訪談；第四章案例分析與探討；第五
章節能方法之設計及效益之探討；第六章提出結論與建議。
圖 1.1 研究流程圖
1.5 研究方法
本研究方法如下:
一、文獻回顧
針對研究問題，參考相關文獻及實際案例探討，再將案例分為人 為疏失及材料問題，再根據不同時程依據設計、施工、維護等階段進 行分析與討論。
二、實例研究與問卷調查
對於經驗研究部份，以相關節能之工程為實例。
三、專家驗證
將檢定後之問題產生原因及建議方案，透過專家訪談及驗證，整 合出浪費能源原因所造成之問題，以及使用防範措施之有效性。
1.6 研究範圍與限制
1.6.1 研究範圍
無塵室節能工程施工泛指於建築物施作無塵室所需之各廠務系 統之節約能之行為。本研究所探討之節約能源工程僅以廠務設施系統 為主，因此本研究係將常見的廠務系統浪費能源整合且統計，並加以 進行研究。
1.6.2 研究限制
本研究依實際情況做以下限制:
1. 本研究係以無塵室廠務空調系統能源使用情形為主要探討對象。
2. 本文研究對象以工程設計缺失及運轉改善為主，人為破壞則不列 入本研究範圍。
3. 本研究以近年之節能改善缺失做為主要研究之範疇。
第二章 文獻回顧
2.1 無塵室標準介紹﹝1﹞
一、來歷，訂定經過與訂改經過：
關於潔淨室之規格世界個國大都採用FS209，（雖然其他國家各自 訂定規格，但普通還是採用FS209者為多，詳細內容在後編介紹）
FS209規格之開發經過也即它的來歷，是因為在1963年前美國尚未訂 定出規格，並如何設計出符合實際需要之潔淨室及有關標準規格，各 方（際工業界，政府機關及軍方）均議論紛紛，各有意見且各有各的 多種規格，成為混亂狀態，正在這個時候1957年蘇聯發射世界頭一個 人造衛星（斯普托尼克號）成功，更使美國人感覺須趕快訂出一套統 一標準潔淨空氣之規格不可因而促成FS209規格，其經過如表2.1。
表 2.1 FS209 之開發經過
1961 年 1962 年 1963 年
產業界認為有規格化之必 要。
Sandia Corp.New Mex-ico 最初開發「層流型無塵室」
影響規格化之要素：
a． 在 IITRIAL，
Liebe-rman 為主的 人，成功地將 OPC 商品化。
b． 軍事規格開發 中後來變成 TO.00-25-203。
c． 陸軍規格 246。
d． 政府與產業界 e． 之規格存在。
對 核 武 器 污 染 控 制 ， Sandia Corp，促成美國 陸海空軍規定之統一。
透過 AEC（核能部）向 GSA（規格協會）申請規 格化。
在二月有 150 位有關 技術人員參加３天之 討論會擬定出規格。八 月中向 GSA 提出規格 案。
十二月出版 F.S.209 規 格。
二、訂出 209 規格：
1961年美國Sandia Corp，Albuquerque，New Mexico開發了所謂 Laminiar Flow之Clean Room（層流型潔淨室），另者以IIRI（Illinois Institute OF Technology Research Institute）之Mr.Al.Lieberman 為首之一群科學家成功地造出實用之光散亂式微粒子計數器（Optical Particle Counter）並把它商品化，使得潔淨室或設備廠商都可普遍 使用，當然還有其他種種原因不必多述。
然而從1963年12月美國發表第一套規格後，隨著日新月異的科學 進步及發展，也隨著實際需要（如同半導體工業從1980年代之256K 再推展到目前之16M量產預測再過不久要進入64M之時代）不斷的修 訂209規格，請看圖2.1之修訂經過：
圖 2.1 FS209 規格修訂過程
三、209 內容之變化
從當初之209到目前普遍使用之209D規格之內容變化請看表2.2
表 2.2 FS209 內容修訂過程
209 209
209B 追加
MAENDME
209C 209
C/R，W/S ， 之必要條件
（氣流方 式，風速，室 壓，溫度，濕 度，嗓音，循 環回教，振 動）
測試法
Class 之分類 100
10,000 100,000
目錄與 209A 相 同
相對濕度由 45%
40+5%
可以使用指定 以外之 Class
追加對火災之 注意
標準風速 90Feet.Min +20Feet/Min 90Feet/Min +20%
追加對包裝之 注意
追加 Class 1000
CLASS 之保證 地點訂 為作業 部上流
以潔淨度 之 Class 分 類為主
潔淨度分 為 Class 100 以上及 未滿 Class 100
追加 Class 1
Clas s 10
追加 0.1,0.2,0.3 um 之測試
對潔淨度 之評定導 入統計式 手法
明示並確 定
Samp-Ling 之位置,數 與量
追加新用 語
把檢視與 監視分別
四、與日本規格之比較
FS209D都以英制每立方英呎為單為，日本是採用公制，即每立 方公尺為單位（備註：配合世界之趨勢與實際美國209E，在1992年9 月改採用公制）表2.3為美國與日本規格：凈度分類之簡單比較
表 2.3 美國與日本規格之比較
備註： 1.上面 3 種規格大致上如表所列可以做相對比較 2. JISB9922「Clean Bench」規格尚在改訂中 209
209
209B 追加
MAENDME
209C 209 Appendix
裝置,Filter 定義
C/R 設計法
C/B 與 W/S 之試驗法
C/R 與 W/S 之監視法
使用規準
同左 同左 用手動之
計數法
用光散亂 式微粒子 計數器之 計數法
統計式解 析法
關聯規格 集
用語
美國聯邦規格 209D
日本 JIS B9920-1989 (C/R 潔淨度之測定
法與評定法）
日本 JIS B9920-1989 (Clean Bench 解說）
Class 1 Class 10 Class 100 Class 1,000 Class 10,000 Class 100,000
Class 1 Class 2 Class 3 Class 4 Class 5 Class 6 Class 7 Class 8
Class 3 Class 4 Class 5 Class 6
五、定義
要簡介 209D 時請必須切記下列各項定義之內容。
1. 潔淨度等級(Airborne Particulate Cleanliness Class)
普通都簡稱潔淨度(Cleanliness Class)以一立方呎空氣中，
0.5um 以上粒子之統計容許數。（日本稱為清凈度 Class，在我國 稱呼方法尚未統一，惟在此稱為潔淨度）
2. 校正
對正確度(精度)未命之測試基準器或測試器，採它與既知精 度之儀器相比較以探知其差度求其相關值，並加以調整其偏差，
使差度減為零。
3. 潔淨區域
懸浮粒子濃度被控制在規定值內之限定之空間謂之。
4. 潔凈室
懸浮粒子濃度被控制在潔凈度規定值內之房間(室)謂之。(稱 呼方法很多，如無塵室，清凈室，無塵無菌室，似尚未有統一名 稱，在此稱它為潔淨室)
(A)工程完成之潔淨室(As-Built Clean Room) (B)停止作業狀態潔淨室(As-Rest Clean Room) (C)作業狀態潔淨室(Openational Clean Room) 5. 單一方向氣流
以平行氣流在潔淨室或潔淨區域內往一定方向吹之氣流。(參 照圖 2.2)
圖 2.2 單一方向氣流之例
6. 非單一方向氣流
以不平行氣流也就是不合乎單一方向氣流定義吹之氣流。(參 照圖 2.3)
圖 2.3 非單一方向氣流之例
備註：1. 從前(在 FS209C 規格之前)常用之氣流方式名詞：Laminar Flow(層流)，Non-Laminar Flow(非層流)，Turburent Flow(渦 流)，Conventional Flow 亂流)從 209D 開始不用而它分類為如 上述 5 及 6 項之 Unidirctional Air Flow 及 Non-Unidirectional Air Flow 2 種以利統一。
2. Laminar Flow：以字義來講是指平行、等距、直流之氣流。
7. CNC「凝縮核微粒子計數器」
讓微小粒子附著凝縮之蒸氣變成液滴然後以光學儀器探知，
就是要計數 0.01um 或以浮遊粒子之裝置。(參照圖 2.4)
圖 2.4 CNC 之原理圖例(FROM 日本科學工業(株)型錄) 8. 光學式粒子計數器
計數空氣中之粒子，並具備有區分粒徑之顯示部，或記錄部 之光散亂裝置。(參照圖 2.5)
備註：目前最常用之測試計數儀器
圖 2.5 光學式粒子計數器構成之例
9. 粒子
一般而言指 0.001 至 1000um 之粒徑的固體或液體之物質。
10. 粒徑
用光學顯微鏡測試時之最長之尺寸或以自動測試器檢出之等 價粒徑。所謂等價粒徑是指與標準粒子具有同樣之應等特性之球 形粒子之直徑。(圖 2.6)
圖 2.6 粒徑之表示
（a）在平面上觀測之最常尺寸
（b）在自動計測器之等價徑
11. 粒子濃度
單位體積中之粒子數。
補充說明：
（1）潔淨度等級，都明確地表示均指 0.5um 以上之粒子濃度。不 像日本以 0.1um-Class10，或 0.3um-Class 1 來表示之方法是不被採 用的。
（2）潔淨室之操作狀態分為工程完成時，停止工作狀態時與作業 時，使業主與承包商間對驗收之標準更為明顯。
（3）代替原來常用之層流，非層流，亂流而採用單一方向氣流 (Unidirectional Flow)與非單一方向氣流(Non-Unidirectional Flow)使 規格更合適。
12. 懸浮粒子潔淨度等級
潔淨度等級之分類：表 2.4 所示之潔淨度等級，規定如下
表 2.4 表示粒徑(um)以上之粒徑之每單位立方呎之粒子數上限值
Class 測試粒徑(um)
0.1 0.2 0.3 0.5 5.0
1 35 7.5 3 1 N/A.
10 350 75 30 10 N/A.
100 N/A. 750 300 100 N/A.
1,000 N/A. N/A. N/A. 1,000 7 10,000 N/A. N/A. N/A. 10,000 70 100,000 N/A. N/A. N/A. 100,000 700
表 2.5 FS209E 標準
美國聯邦標準 Fed-Std-209E September 11，1992
Class
Class Limits
0.1um 0.2um 0.3um 0.5um
Volume units
Volume units Volume units Volume units SI English (m3) (ft3) (m3) (ft3) (m3) (ft3) (m3) (ft3) M1
M1.5 M2 M2.5 M3 M3.5 M4 M4.5 M5 M5.5 M6 M6.5 M7
1 10 100 1000 10000 100000
350 9.91 1240 35.0 3500 99.1 12400 350 35000 991
－
－
－
－
－
－
－
－
75.7 2.14 265 7.50 757 21.4 2650 75.0 7570 214 265000 750 757000 2140
－
－
－
－
－
－
30.9 0.875 106 3.00 309 8.75 1060 30.0 3090 87.5 10600 300 30900 875
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
10.0 0.283
35.3 1.00
100 2.83
353 10.0
1000 28.3
3530 100
10000 283
35300 1000 100000 2830 353000 10000 1000000 28300 3530000 100000 10000000 283000
圖 2.7 橫軸粒徑以上之每單位立方呎之粒子數之上限值
0.10.1 1 10 100 1000 10000 100000
0.01 0.1 0.2 0.5 1 5 10
個/f
表 2.6 日本 JIS B9920-1989 潔淨度等級之上限濃度(個/M3)
粒徑 (um)
清凈度 CLASS Class
1
Class 2
Class 3
Class 4
Class 5
Class 6
Class 7
Class 8 0.1 101 102 103 104 105 106 107 108 0.2 2 24 236 2360 23600 － － － 0.3 1 10 101 1010 10100 101000 1010000 10100000 0.5 (0.35) (3.5) 35 350 3500 35000 350000 3500000
5.0 － － － － 29 290 2900 29000
等級 粒徑 範圍
0.1~0.3 0.1~0.5 0.1~
0.5 0.1~5.0
備註：
1. Class 3、4、5、6、7 及 8，各級數相當於美國 Fed.Std.209D 之 Class 1、10、100、10000 及 100000
2. 所謂上限濃度是指對象粒徑以上之粒子濃度 3. 上限濃度與粒徑 0.1 及 0.5um 之值為準
4. 在上列表內未列之潔淨度等級粒徑範圍內之上限濃度以下列公式 求之
NO= x
NO=粒徑以上之上限濃度(個/M3) N=潔凈度等級
D=粒徑(um)
5. 括弧內之數字是一種參考值，僅用於對測試潔淨度等級用之對象 粒徑以外之數值
圖 2.8 潔淨度等級之上限濃度(個/M3) 日本 JIS B9920-1989
ｸﾗｽ 8
ｸﾗｽ 7
ｸﾗｽ 6 ｸﾗｽ 5
ｸﾗｽ 4
ｸﾗｽ 3
ｸﾗｽ 2
ｸﾗｽ 1
粒徑（ ）
表 2.7 各國潔淨度等級規格比較表
國名 美國 美國 日本 英國 德國 法國 澳洲
規格 FS209D FS209E JISB9920 BS5295 VDI2083 NFX44101 AS1386
年度 1988 1992 1989 1989 1990 1981 1989
基準粒
子(um) 0.5 0.5 0.1 0.5 1 0.5 0.5
單位 P/FT3 P/M3 P/FT3 P/FT3 P/FT3 P/FT3 P/FT3
CLASS 1 10 100
M1(10/M3) M1.5 M2.5 M3.5
1 2 3 4 5
C D E OR F※
0 1 2
3 4,000
0.035 0.35
3.5 1,000
10,000 100,000
M4.5 M5.5 M6.5 M7(10/M3)
6 7 8
G OR H※
I J K L
4 5 6 7
400,000 4000,000
35 350 3500
※ Remarks：以粒子大小 0.5um≦來做分別 關於其他國家之潔淨度規格
1. 雖然世界許多國家，採用美國聯邦規格(U.S. Federal Standard 209D)，但是有些國家還是獨自訂立他們自己之規格。
2. 美國以外之國家都採用公制(Metric System)，因此在去年(1992 年)9 月，美國也終於將 209D 改訂為 209E，採用公制。
3. 可能不久之將來世界各國之規格會被統一，產生世界通用之標準 之規格。
4. 潔淨度之比較例子
*美國
FS209D(英制) 0.5um＜ 100 / FT3 Class 100
FS209E(公制) 0.5um＜ 3,530 / M3 Class M 3.5
*日本
JISB9920 ( 0.1um＜ 105/ M3 Class 5
0.5um＜ 3,500 / FT3
*英國
BS5295 0.5um＜ 100 / M3 Class E
*德國
VDI2083 1um＜ 100 / M3 Class 3
*法國
Afnorx4410 0.5um＜ FS Class 100 Class 4000
3500 / M3 ≒ 4000
2.2 無塵室空調節能之意義
近年來，由於電子工業、精密工業等尖端技術產業不斷的急速發 展，半導體被廣泛的使用，大至人造衛星、太空梭、飛機、飛彈，小 至個人電腦、無線電話、計算機等產品，均需使用半導體零件，半導 體的品質受製造過程中環境品質所影響。因此半導體廠無應室廠務系 統能源消耗是一般辦公大樓 5-10 倍的量。所幾無塵室廠務系統如何 去節約能源，是非常重要的課題，也是政府節約能源政策推廣的重點
﹝2﹞。
半導體工業之製程及產品良率，均有賴於電力穩定充足供應。鑑 於近年來電力開發緩慢，用電量成長急遽，停電或限電已成為半導體 工業的夢魘，亦是影響產業發展的一大主因。因此若能全面進行節約
能源措施，將有助於減緩用電量之成。
2.3 國內空調節能相關計畫
節約能源為政府能源政策之重要環節，在能源開發不易情況下，
乃應積極推動節約能源工作，這些年來政府與民間配合推動下節約能 源己有相當成效，為更進一步強化節約能源之效果，政府已發布實行
「節約能源措施」及其推動計畫，藉由效率管理、獎勵優惠、技術移 轉，技術服務與教育宣導等，以改善能源使用效率，期以凝聚政府及 民間之力量，共同積極推行節約能源計畫，以達成全國節約能源目標。
2.3.1 空調節能相關檢驗
經濟部能源局近年來更不斷付諸心力於空調節能、TAB 等計畫實 施，在最近幾年國內空調節能已逐漸有所成效。
除了節能的技術之外，節能措施的效益量測與驗證也是節能工程 重要的一環，且節能效益的計算與驗證是評估節能措施成功與否的主 要方法。對於同一件設備機台，存在著許多不同的節能方法，以半導 體空調系統中的冰水系統為例，其節能方法就包括冰水泵採用變頻控 制，冰水主機群組最佳化開機或是與冷卻水進行最佳化運轉匹配等方 式，每種節能措施實施之後是否能夠達到節約能源的效果，並且將節 能效益予以量化是節能效益驗證的主要目標。對於同一個節能措施其 效益驗證模式有很多種，並與計算者的專長背景與實務經驗有很大的 關係，由於效益的驗證方式將直接影響節能措施的有效性，能源消耗 量，電費節約價，CO2 排放量等等參數，因此透過物理與數學模式的 建立，訂定統一的計算標準與方法是重要的課題﹝3﹞。
2.3.2 空調節能相關工作
一般半導體製造廠用電總設備容量約數萬馬力，契約容量約數千
為廠房空調設備、製程設備及測試設備。
大型積體電路之生產區為恆溫恆濕、清淨度等級較高之無塵室，
需使用大量之冷凍主機、冰水泵浦、循環風機、鍋爐等電力能源，能 源費用在生產成本中佔相當大的比例，所以必須積極從事能源節約的 工作。
無塵室空調省能項目﹝2﹞:
1. 主機部份-調整出水溫度，加大集水頭，效率改善，改變主機操作 模式，開機模式，更換主機。
2. 冰水系統-更換較小高效率冰水泵，P-S系統改善，混水二次側泵 加變頻，修正管路配置，改善冰水系統旁通。
3. 冷卻水系統-出水溫度重設，冷卻水塔風扇加變頻，備用冷卻水塔 利用，冷卻水泵效率改善。
4. 外氣空調箱-運轉效率改善，風扇加變頻，冷凝水回收，降低經熱 盤後空氣溫度，外壁結露改善。
5. 排氣系統-一般排氣回收，排氣風扇加變頻，風扇控制，提升風 扇效率﹝3﹞。
2.4 空調節能之效益
空調耗電佔全廠用電高進行節能改善措施後其效益如下﹝4﹞：
1. 除了空調能源管理上能夠有效掌控外，使所有不合理空調電力使 用降到最低，達到成本下降的效果。
2. 在未來建廠時可把以往設備使用經驗在新建的廠務系統中應 用，使新建系統就有節能設計。
3. 相關設備符合行政院”民營公司購置節約能源設備或技術適用投 資抵減辦法，可達節稅目的，同時相關設備有政府獎勵優惠措施。
4. 善盡企業責任，降低能源耗用量，營造綠色企業形象。
2.5 空調節能對政府之影響
目前宣導內容較偏重於一般層次，即僅提供節約能源的粗略作法 及大致方向。例如教導社會大眾選用高效率空調產品，至於產品如何 與系統作好匹配設計，以實際發揮整體省能效果，則仍缺乏較具體作 法之技術資訊。以致促使宣導對象引用執行之驅動力不足，若有設計 規範作為宣導的素材，則可傳播較具體的節約能手法﹝4﹞。
2.6 空調節能對業者之影響
建立最適化的運轉模式，使運轉成本降到最低，增加工廠產品的 競爭力。另資金可運用在其他更迫切需要的投資案上，故無塵室之節 能影響了整個產業界之競爭力,研究無塵室之節能方法及效益實為一 大重要課題。
第三章 節能項目之專家訪談
本研究是藉由資料彙整分析，瞭解無塵室節能方法之項目，藉此 問卷調查掌握目前無塵室節能之作法及效益，作為日後能源有效利 用，讓無塵室不再是一個耗費能源相當大之建物。
3.1 問卷調查方法
本研究問卷調查的方法有以下幾點：
3.1.1 問卷設計
本研究為了能瞭解無塵室節能應注意事項及方法，故依據實際需 求項目之相關資料，進行歸納與分析，來瞭解於規劃設計階段之重要 項目，藉由專家問卷調查之方式，來確認無塵室節能於規劃設計階段 應考慮之系統及相關之控制等重要之因子。
3.1.2 問卷目的
本研究希望以問卷調查之方式得知無塵室節能方法於規劃設計 階之系統選用及相關之控制等重要性之排序狀況。利用問卷探討出研 究對象心目中所認為無塵室節能規劃設計階段相關之重要因子。
3.1.3 問卷對象
問卷調查對象包括曾經參與無塵室興建之設計人員、業主廠務人 員、專案管理顧問公司及無塵室相關之專家、學者等。
3.1.4 問卷架構
本問卷訪談架構為將無塵室節能方法於規劃設計階段為重要之 考量因素，並以條列方式提供問卷架構撰寫，來作為本研究問卷之架 構。
3.2 問卷調查及專家訪談
本研究問卷調查的目的在於探求節能方法之必要性及適用性，並 期望藉此問卷調查結果，來探討興建無塵室工程於規劃設計階段還有 哪些重要項目是可改善及是否為必要性。
專家訪談問卷調查內容:
一.冰水主機是否使用高效率冰水主機?
二.冰水主機是否需採用熱回收型冰水主機?
三.冰水主機是否需要使用台數控制?
四.外氣空調箱是否需要前後熱交換盤管應用?
五.外氣空調箱是否需使用雙冰水溫度?
六.備用外氣空調箱是否需要使用?
七.外氣空調箱是否供風溫度可再降低?
八.冰水主機與冰水之運轉是否須使用一、二次冰水系統?
九.冰水供水溫度是否須調高?
十.冷卻水是否須加砂濾設備?
十一.冰水主機與冷卻水塔及冷卻水泵是否須做溫度控制?
十二.冷卻水塔放流水是否有做回收再利用?
十三.全熱交換器是否為必需?
十四.排氣風車冷能是否有回收之需要?
十五.無塵室外氣、排氣設備是否需要使用變頻器?
十六.無塵室之正壓量是否需要太大?
十七.無塵室之洩漏量是否太大?
十八.無塵室小區域等級高場所，使用 Clean Booth 之效益是否較高?
十九.冷卻除濕盤管是否改用化學除濕輪除濕?
二十.製程排氣量是否過大?
3.3 問卷結果分析
問卷主要目的為擷取各方專家之意見，經由歸納分析，據以修正 節能項目內容。
3.3.1 問卷訪談調查分析
表 3.1 問卷訪談調查分析3.3.2 問卷分析結果
由此問卷調查結果分析得知，無塵室節能可分為六個節能項目：
(一)主機系統節能﹝3﹞
項次 問卷內容 需
要
不需 要
1、 冰水主機是否使用高效率冰水主機? 15 5
2、 冰水主機是否需採用熱回收型冰水主機? 11 9
3、 冰水主機是否需要使用台數控制? 13 7
4、 外氣空調箱是否需要前後熱交換盤管應用? 8 12
5、 外氣空調箱是否需使用雙冰水溫度? 14 6
6、 備用外氣空調箱是否需要使用? 9 11
7、 外氣空調箱是否供風溫度可再降低? 16 4
8、 冰水主機與冰水之運轉是否須使用一、二次冰水系統? 15 5
9、 冰水供水溫度是否須調高? 11 9
10、 冷卻水是否須加砂濾設備? 14 6
11、 冰水主機與冷卻水塔及冷卻水泵是否須做溫度控制? 17 3
12、 冷卻水塔放流水是否有做回收再利用? 14 6
13、 全熱交換器是否為必需? 11 9
14、 排氣風車冷能是否有回收之需要? 13 7
15、 無塵室外氣、排氣設備是否需要使用變頻器? 18 2
16、 無塵室之正壓量是否需要太大? 7 13
17、 無塵室之洩漏量是否太大? 2 18
18、 無塵室小區域等級高場所，使用 Clean Booth 之效益是否 較高?
13 7
19、 冷卻除濕盤管是否改用化學除濕輪除濕? 3 17
20、 製程排氣量是否過大? 11 9
1. 汰換冰水主機
隨著冰水主機的生產製造技術的提昇，主機的耗電率 (KW/RT)逐年下降，離心式冰水主機在 60 年代耗電率約為 0.9KW/RT，近年最佳的冰水主機其耗電率降到 0.65KW/RT 左右，亦即在適當的機會將舊主機汰換成高效率的冰水主機 將可以大幅節約空調系統的耗電。
2. 主機與冰水運轉最佳化
傳統冰水主機的冰水以及冷卻水的流量均為固定值，由 於冰水主機的效率不斷提升，相對的水泵馬力消耗佔整個空 調系統的比例愈來愈高。在同樣的冷凍能力下，當水泵流量 降低時，水泵耗電量下降，冰水主機的效由於蒸發溫度下降 而降低，因此在某個空調負載率下，整體系統的存在一個具 有耗電量的操作點，透過在不同負載率下，整體系統的存在 一個具有耗電量的操作點，透過在不同負載率下的分析，即 可得到最佳化的主機與水泵的操作模式，包括最佳的水泵水 量與冰水溫度，達到節約能源的效果。
3. 最佳化群組開機
冰水主機在選用時，為了安全起見，主機的標稱冷凍能 力均要比尖峰負載大 20%以下，而尖峰負載在全年出現的頻 率相當低(約小於 5%)，而全年的平均負載約是尖峰負載的 60%至 70%至 80%時系統耗電率最低，螺旋式主機 75%至 100%時最佳，由於電子廠房均會設置多台冰水主機同時運轉 以提供廠房所需的負荷，建立主機群組的最佳開機策略，在 低負荷的情況下，以停用部份冰水主機而使其他主機在最佳
負荷區下運作，或是使各主機以不同的負載率運作，在滿足 空調負荷的條件下，使系統總耗電量為最低值，將可以使整 體系統以最佳化的操作狀態運轉。
4. 採用熱回收式冰水主機
一般的冰水主機在操作時蒸發器吸收的冷房負載以及主 機所消耗的電力均是傳遞至冷凝器，最後透過冷卻水塔將熱 量散到大氣之中。熱回收式的冰水主機則是擁有兩個冷凝 器，將冰水主機部分要散掉的熱量回收使用，除了可以降低 冷卻水塔的容量以及耗電量之外，回收的熱能可以作為溫水 負載使用，降低鍋爐所需提供的熱能，節省燃油成本與二氧 化碳的排放。
(二)冰水系統節能﹝3﹞
1. 雙溫冰水系統設計
目前大部份的電子廠皆只利用單冰水溫度的系統來供應 所有的負載，由於部份的設備適合的冰水溫度較 6℃為高，如 無塵室的室內冰水乾盤管，由冰水主機提供的 6℃冰水必須與 鍋爐提供熱水進行熱交換或是其他的方式提高溫度，而後才 能使用，整個過程中除了浪費冰水主機的冷凍能力之外，亦 造成其他設備的耗能，因此若能夠將需要較高溫冰水的設備 以另外的冰水主機供應，則可以大幅節省主機耗電。
2. 冰水泵採用變頻控制
在冰水側使用一、二次側系統的設計主要是將一次側與二 次側的冰水流量分量，使得兩者的冰水流量可以不同且各自 不相干擾。系統中的一次水泵驅動一次側水流的運作，通常 採用定頻設計，二次水泵可以是定頻或是變頻設計，透過流
體力學的分析，水泵採用變頻設計以最末端負載側之壓差訊 號作為變頻器的控制參考，獲得適合的泵浦轉速與流量，將 可節省系統耗電。
3. 調高冰水供水溫度
冰水主機的冰水溫度愈低，主機的蒸發壓力也就愈低，系 統的效率也跟著下降，通常冰水溫度降低 1℃，主機效率即下 降 2%至 3%，因此在不影響製程設備要求或人員舒適度的情 況下，冰水溫度應要愈高愈好，由於空調負載常隨外氣狀況 而改變，因此可利用外氣狀況重新設定適合的冰水溫度，或 根據負載的變化重新設定冰水溫度。
(三)冷卻水系統節能﹝3﹞
1. 冷凝器除垢與增加砂濾器
水冷式冷凝器的銅管易受水質不佳的影響而產生結垢，造 成熱交換器效能下降，主機冷凝壓力提高以及主機性能下 降，因此冷凝應定期加藥清洗一次，去除銅管表面的結垢，
或利用加裝管刷設備定時清潔冷凝器內部表面，保持冷凝器 的熱交換性能。此外亦可在冷凝水管路中增加砂濾器過濾水 中雜質，以抑制冷凝器結垢的產生。
2. 主機與冷卻水塔運轉最佳化
冰水主機的性能受冷卻水溫影響甚鉅，不同的主機冷卻水 溫降低 1℃時，冰水主機約可減少耗電 2%至 5%左右，因此 冷卻水入口溫度在符合冰水主機特性及外氣濕球溫度的限制 量下，應要儘量降低。
3. 主機與冷卻水泵運轉最佳化
當冷卻水泵流量降低時，水泵耗電量下降，冰水主機的效
率由於冷凝溫度提高而降低，因此當考慮在相同的散熱量的 情況下，冷卻水泵與冰水主機間有一個最佳操作點存在，此 與前述的主機與冷卻水塔的最佳化運轉觀念相同，因此可透 過最佳化方法的分析模式，針對冷卻水塔與冰水主機聯合運 轉下的最佳操作狀況進行探討。
4. 冷卻水塔放流水回收
冷卻水塔的水流是重複循環水塔與主機冷凝器之間，且冷 卻水塔屬於開放式設計，水質容易受到室外環境的污染而變 差，每隔一段時間會將冷卻水放流而後再補充新的水，以確 保冷凝水的品質。放流水的水質雖然較為不潔，但仍可回收 作其他用途，如作為廠房人員洗手間的盥洗用水等，可以達 到省水的功能。
(四)外氣系統節能﹝3﹞
1. 採用熱回收外氣空調箱
主要是將通過冰水盤管溫度過低的空氣的冷能回收至外 氣進氣處用以預冷外氣，並可預熱通過冰水盤管的低溫空 氣，除了降低冰水盤管所需提供之冷能之外，亦可減少加熱 盤管再熱空氣的耗能，同時節約兩處的能源消耗。
2. 降低潔淨室供風溫度
室內供風溫度愈高，加熱盤管所須提供的熱能就越多，亦 即系統耗能就愈大，當降低室內供風溫度之後，除了減少加 熱盤管再熱時所需提供的熱能之外，由於供風溫度較低，在 吸收機台負載之後的風溫也較低，在風扇濾網機組出口風溫 固定的情況下，潔淨室內的冰水乾盤管所需提供的冷能也可 以降低。
3. 充份利用備用空調箱
外氣空調箱對於生產製程是相當重要的設備之一，因此一 般電子廠房均有設置備用的空調箱，由於外氣空調箱的壓降 佔整個空氣系統壓降的 90%左右，若將備用的外氣空調箱投 入運轉，將可以使系統的總流阻大幅降低，將可以大量減少 風車及空調用電，以系統設置二台外氣空調箱，一台運轉一 台備用為例，當系統將備用的外氣空調箱投入運轉之後，系 統的阻抗可以降低為原來的 50%，且每個空調箱的供風量為 原來的一半，若風機採用變頻控制，兩個風機總和的耗電量 可以降為原來一台風機時的 26%，風機的節能效益可達到 74%。
4. 風機變頻
當系統採用變頻控制時，系統以空調空間內的溫度點的量 測結果作為風機轉速的控制參考，當室內溫度過高時即代表 室內負載增加，變頻器即以增加風機轉速提高供風量，反之 當室內溫度過低時，則以降低供風量，由於風機的供風量與 其轉速成一次方正比，風機全壓與轉速平方成正比，耗電量 則與轉速的三次方成正比，因此採用風機變頻設計，在需求 風量愈低效時，節能益愈高﹝2﹞。
(五)排氣系統節能﹝3﹞
排氣冷能回收
室內排氣一般直接排放於大氣之中，由於室內排氣大多屬 於低溫且乾燥的狀態，若能夠將其所具有的冷能加以回收，
用以進入空調箱的外氣，將有助於節省空調系統中冰水主機 的電力消耗。
(六)室內側系統節能﹝3﹞
調整無塵室室內正壓、降低無塵室供風量，並搭配洩漏檢 查：
正壓主要是為了維持室內外之壓差 ，一般設計是以製程 所需要的潔淨度、正壓值、最多的人員及最激烈的活動情形 來決定外氣量，但實際運轉時，外氣用量並非都在最大用量，
且由於外氣的處理需要耗費相當大的能源，因此在符合製程 及人員舒適度的情形下，降低外氣的引入量，空調箱之耗能 及耗電亦可降低。
第四章 無塵室節能方法之研究及效益之評估
4.1 無塵室節能方法之研究
本研究將無塵室於規劃設計時須注意之事項及綜合專家意見所 整理而成，希望藉由本研究整理而之項目能提供日後無塵室規劃設計 人員須注意之重點，讓無塵室節能設計能達到完美之目標。
4.1.1 無塵室節能設計之方法：
1. 汰換效率差冰水主機
選擇冰水主機除應考慮滿載效率外，還應檢討主機在部份負載的 運轉效率，為獲得較高的運轉效率，可考慮選擇有變頻控制轉速功 能，而非使用傳統改變進口導流葉片角度來配合負載的方式。
2. 冰水主機台數控制
由於空調系統在設計階段皆以最大的設計日你候條件，做為選取 系統容量之依據，再加上工程設計的安全系數，所以冰水主機將長期 在低負荷下運轉，導致耗電量增加，如能依負載做台數控制，則在能 源使用的節約效果將非常大。
3. 採用熱回收式冰水主機
熱回收式的冰水主機則是擁有兩個冷凝器，將冰水主機部分要散 掉的熱量回收使用，除了可以降低冷卻水 塔的容量以及耗電量之 外，回收的熱能可以作為溫水負載使用，降低鍋爐所需提供的熱能，
節省燃油成本與二氧化碳的排放。
4. 雙溫冰水系統設計
離心式冰水主機之冰水溫度，每降低 1℃，其耗能將增加 3%左 右，外氣空調箱之第一道冷卻除濕盤管與第二道冷卻除濕盤管之離風 溫度差異很大，供應同樣之冰水溫度對第一道冷卻除濕盤管實無必
要，如能配合雙冰水溫度系統之設計，對第一道冷卻除濕盤管與第二 道冷卻除濕盤分別供應高溫冰水與低溫冰水，將減少可觀之能源消耗 量。
5. 調高冰水供水溫度
冰水溫度降低 1℃，主機效率即下降 2-3%，因此在不影響無塵室 要求下，冰水溫度愈高愈好。
6. 冰水泵採用變頻控制
空調箱的冷卻盤管應使用二通閥控制冰水流量，而不 要使用三 通閥。因為使用二通閥的盤管是變流量、定溫差；三通閥則是定流量、
變溫差，因此經二個閥的冰水流量較少而有省能的機會，同時冰水泵 要以變頻器控制轉速，來因應隨空調負載改變的冰水量。一般系統都 傾向使用 P-S 系統，使用時須遵循以下原則:
(1) 全載時共通管必須完全沒有阻抗，也就是說該管的壓損必須 接近於零。此管的管徑在全流量時應介於 10-15FPS，其長度 必須足夠而不致於發生送回水產生混合，通常至少須要 5-10 倍管徑的長度。
(2) 二次側負載端必須使用二通閥控制流量，這樣的設計才能使 分離水路系統發揮功效。而它的好處在於二次側的水量即 可，因此可省下泵浦的耗電，其次同一時間不同的負載端不 會同時達到尖峰負載，因此若和三通閥控制來比冰水流量較 少，最後在所有的負載所設計的回水溫度可保持固定，因此 可使得冰水機所產製的冷能完全得以發揮。
(3) 多台主機併聯時所有冰水機必須設定在相同的出水溫度，並 且相同的冰水溫差。若是使用並聯冰水泵浦所有冰水主機的 壓損需一致或是使用一些水量平衡的方法。
(4) 儘管這種水路系統在水力方面是分離的，但在熱力方面卻是 耦合的。通常希望設計的冰水溫差和負載端的溫差相同，使 得一次側的冰水流量大於二次側的冰水流量，多餘的冰水將 自共通管與回水混合後流回冰水主機。
7. 冷凝器除垢與增加砂濾器
水冷式冷凝器的銅管易受水質不佳的影響而產生結因垢，造成熱 交換器效能下降，主機冷凝壓力提高以及主機性能下降，此冷凝應定 期加藥清洗一次，去除銅管表面的結垢，或利用加裝管刷設備定時清 潔冷凝器內部表面，保持冷凝器的熱交換性能，此外亦可在冷凝水管 路中增加砂濾器過濾水中雜質，以抑制冷凝器結垢的產生。
8. 採用熱回收外氣空調箱
外氣經全熱交換器後，降低冷卻或加熱盤管容量， 節省外氣空 調箱容量。
9. 降低潔淨室供風溫度
外氣引進後被冷卻盤管冷卻至露點溫度，經加熱盤管再熱後，送 至清淨室下方的區域與回風混合，由循環風車經乾盤管再冷卻送至清 淨室。再熱溫度的設定應隨產量或設備發熱量增加而逐步調低，甚至 完全關閉，再熱溫度的調整應使外氣與回風混合後的空氣只有少許熱 量被乾盤管冷卻，泵則的話，設定太高的過熱溫度，混合後的風溫太 高，又需要乾盤管來冷卻，如此一來造成加熱與冷卻的雙重損失。
10. 充份利用備用空調箱
通常為確保清淨室空調系統的可靠度，某些設備都會有備用單 元，以便有故障發生時，可以隨時接替加入系統運轉，而不致使清淨 室的環境條件受到影響。若能使用備用單元加入系統運轉，有時也會 有省能的機會，以外氣空調箱而言，將風車改用變頻器控制，加入備
用單元運轉後，每一組空調箱的風量即可按比例降低，根據風車定 律，風車耗電與風量三次方成正比，因此整體外氣空調箱的風車耗電 將可減少。如以三組外氣空調箱，其中一組為備用而言，整體耗電將 可節省 44%。除了省電外，原來送風洩漏至備用外氣空調箱的能源損 失將不再生，過濾器的使用壽命也可延長，盤管的熱交控面積相對增 大冷卻效率增加，在極端惡劣的氣候條件下仍可確保送風品質。
11. 外氣空調箱冷凝水回收利用
因為無塵室的外氣量相當大，故經由冷卻盤管冷凝的凝結水也相 當可觀，其溫度接近露點，溫度低而且水質良好，若外氣空調箱本身 有水洗室可引至水洗室作為補充水或是用泵送至冷卻水塔作為補充 水降低冷卻水溫。
12. 冷卻除濕盤管前後熱交換盤管之應用
在夏季時，MAU 之冷卻除濕盤管上游外氣溫度很高，經冷卻除 濕後之下游溫度則很低，通常經再熱後，再送入潔淨循環系統。冷卻 除濕盤管上游之外氣溫度越低，MAU 之耗能越小，冷卻除濕盤管下 游之空氣溫度越高，再熱盤管之耗能越小。如以引入之高溫之外氣與 冷卻除濕管上游之外氣溫度降低，並使冷卻除濕盤管下游之空氣溫度 提高，達到雙重節能之目的，在 MAU 之冷卻盤管前後分別裝設熱交 換盤管，以循環水泵及管路連結，當起動循環水泵時，即可使引入之 高溫外氣與冷卻除濕盤管下游之低溫空氣進行熱交換。
13. 排氣冷能回收
製程排氣可分為一般熱排氣、毒性氣體，酸性氣體，有機類溶劑 排氣等，這些不同的排氣應加以區分，不可混合，以利後處理工作，
製程排氣量與新鮮外氣量有密切關係，如能合理減少排氣量，除了排 氣風車耗電可降低外，因引進外氣量減少降低的空調負載更為可觀。
製程排氣的減少主要可從二方面著手，首先應與設備製造廠共同 研究排氣量的最適化，檢討合適的排風罩，避免過大的排風量帶走室 內冷氣，其次設備停用時應將排風量調至最低或是停止該抽風站排 風，減少不必要的排風，這可藉由監測主風管風壓來控制抽風扇變頻 器轉速而達成目的。
清淨室內的溫度夏季時比外氣低，或冬季時比外氣高，若直接由 氣系統排放殊為可惜，這部份的冷能或熱能可藉由熱管熱交換器回收 顯熱能量，作為外氣之預冷或預熱，此外一般熱排氣可藉由全熱交換 輪回收空氣的潛熱及顯熱，回收製程排氣時排氣煙囪與外氣吸風口的 相關位置及風向應予考慮，避免引進外氣時，又抽到製程排氣。
14. 化學除濕之應用
無塵室之 MAU 通常採用冷卻除濕，對於濕度要求特別低之潔淨 空間，則以 MAU 冷卻除濕盤管之離風，再經化學除濕機之除濕。對 於 MAU 之冷卻除濕，位於濕空氣線圖較平處之除濕過程，冷卻除濕 之效益較差，因此低濕度要求之場合，可採用化學除濕。
15. 室內側系統節能
調整無塵室室內正壓、降低無塵室供風量並搭配洩漏檢查：
外氣引進主要是為了維持無塵室所需維持之室內外壓差、空氣品 質，一般設計皆以最大的情況來決定外氣量，但實際運轉時並非在最 大量，由於處理外氣須消耗相當大的能源，故如能適度的減量，達到 製程所須之最低需求，則節能的效果將相當大。
16. 系統採用變頻器
當系統採用變頻器控制時，變頻器即接收溫度或壓力等訊號，增 加或減少設備轉速，而改變風量或水量，設備的風量或水量與轉速成 一次方正比，耗電量則與轉速的三次方成正比，因此採變頻設計，在
需求風量或水量愈低時，節能效益愈高。
17. 全熱交換器之應用﹝8﹞
大部份無塵室之排氣量很大，當排氣之焓值低於外氣時，利用排 氣與引入外氣進行全熱交換，可以回收部份潔淨室內排出之冷能。
全熱交換系指氣對氣之顯熱與潛熱的熱交換，常用來做為全熱交 換之設備型式有轉輪式與平行通道式兩種。
轉輪式全熱交換器之作動原理與轉輪吸附式化學除濕機相似，兩 者之轉輪皆是利用基材附著吸濕劑所構成，前者利用除濕輪之熱容量 與及濕特性來達到顥熱與潛熱之熱交換，後者則利用除濕輪之吸濕特 性，來達到除濕之目的。
全熱交換器之作動原理：夏季時利用轉輪對引入之濕熱外氣吸濕 降溫，再利用乾冷之排氣還原，冬季時全熱交換器利用轉輪對引入之 乾冷外氣加熱加濕，再利用排氣還原，由於全熱交換器之還原方式與 化學除濕機不同，因此採用之吸濕劑與轉輪構造亦不同，全熱交換器 之轉輪面積，進氣與排氣各半，利用轉輪持續不斷的低速旋轉來達到 進排氣之熱交換，由於進排氣幾轉輪為介面進行垂直接觸，局部微量 排氣會被引入外氣再帶入室內。
另一種全熱交換器為平行通道式，平行通道式全熱交換器係利用 透水不透氣之特殊紙所製成，進排氣以紙張隔開，不會如轉輪式垂直 接觸，但紙張之透水性能有限，潛熱熱交換之效率不如轉輪好，全熱 交換器在無塵室主要是用來滿足製程排氣與室內正壓化之需求，全熱 交換器之應用 MAU 之理念，係利用製程排氣較低之焓值，來降低引 入外氣之焓值。
4.1.2 無塵室節能應確效之系統：
一、水系統確效﹝9﹞
每一種系統之型式，都是為符合一組性能參數而設計。通常包含 最大冷氣容量及最大暖氣容量，確效進行之前，須建立一最大容量或 滿載之條件運轉，在此滿載條件下對系統能力呈現出最大挑戰以符合 設計需求。
以下為適用於所有水系統型式之基本確效程序：
1. 確認所有在管路系統中會影響水流之項目，均已處理妥當以 便執行確作業，例如：水泵己啟動及運轉，管路系統已清洗，
灌滿水、排氣、完成化學處理、釋氣閥已安裝及運作、試車 用濾網已移除並已置換最終濾網等等 。
2. 確認自動控制裝置不會影響確效作業。
3. 建立系統最大設計需求之條件。
4. 確認所有閥門已開啟或設定。所有相關系統正常運轉中，馬 達運轉在或低於滿載電流，水泵之轉向正確。
（1）水系統量測方法 1.基本流量量測方法
水系統之量測流量適當技術，應檢視受測系統再決定。下述 為五種基本之管路系統流量量測方法：
A.用流量計或流量管件 B.用已校正過之平衡閥 C.利用水泵曲線
D.利用設備水壓損 E.用熱傳計算法
採用已校正之流量量測裝置進行水系統確效，是較合宜之方
式。流量量測使用差壓計及校正過之平衡閥、文氏管及超音 波流量計。由於這些平衡方式減少了溫差或設備壓降程序產 生之複合誤差，因此較為準確。藉由流量量測之平衡，可以 使水泵匹配實際系統的需求。
2. 校正過之流量量測裝置
確效執行者應確認校正過之流量量測裝置，皆依製造商建議 之方式安裝。流量量測裝置，包含孔口板、文氏管、皮氏管、
渦輪式流量計、超音波計等等，校正過之流量量測裝置是流 量量測較佳方法。
3. 校正過之平衡閥
校正過之平衡閥有三種型式：自動調整閥、可調式孔口閥及 固定式孔口閥。
A. 自動調整閥
自動調整閥/流量感測裝置，利用內部機構，持續改變內部 孔口之開度，以補償方式為維持預設流量而改變系統差壓。
此裝置沒有外部調整機構。用來量閥體差壓之壓力測口，可 量測系統流量。
B. 可調式孔口閥
有些校正過之平衡閥是可調式孔口裝置。製造商提供之圖 表，可顯示不同閥開位置及差壓下之實際流量。
C. 固定式孔口閥
有些校正過之平衡閥是固定式孔口設備。製造商提供之圖 表，可顯示不同閥開差壓下流量。
（2）水泵性能曲線法
實際系統流量可用水泵性能曲線來決定。如無法取得性
能曲線，其流量可從型錄上之水泵曲線得一近似值。水泵壓 力值之讀取應在製造廠量測之相同位置。
水泵之葉輪尺寸可藉由量測水泵關閉水頭差壓來確認。
關閉水頭差壓值與水泵曲線比較以確定水泵葉輪之尺寸。水 泵之總水頭差壓值是計算水算出口及水泵入口之壓力差決 定。用總水頭差壓值在先前修正之水泵曲線上，決定水泵之 水流量。
（3）設備壓損法
系統流量可用設備壓損計算，即從設備製造商取得顯示 額定流量與壓損之性能資料，及用正確方式決定實際設備之 壓損。設備壓力值，應在製造廠量測試之相同位置讀取。如 出現塵土、碎片或鏽蝕，將造成不正確量測。
當已知設備之設計數據及壓損後，流量可以依下面方程 式計算而得：
Flow2=Flow1xP2/P1 上式中:
Flow2=流量計算值 Flow1=額定流量 P2=差壓量測值 P1=額定差壓
（4）熱傳容量計算法
冷暖終端設備之近似流量，可用空氣及水之量測熱傳導 資料及下列方程式計算。每一方程式決定測試終端設備之總 熱傳率，而流量則根據流體熱傳率算出。
標準空氣:
Q=1.23xL/Sx△T 上式中:
L/S=空氣流量(liter per second)
△T=空氣溫差(℃) 水:
Q=4190XL/SX△T 上式中:
L/S=水流量(liter per second)
M^3/s=水流量(cubic meters per second)
△T=水溫差(℃)
在方程式中，數值 4190 為用在水之比熱。此常數在系統介質 非使用水時會改變，例如乙二醇混合物、蒸氣或冷媒等。
二、空氣系統確效﹝9﹞
每一種系統之型式，都日為符合一組性能參數而設計。通常包含 最大冷氣容量及最大暖氣容量，確效進行之前，須建立一最大容量或 滿載之條件運轉，在此滿載條件下對系統能力呈現出最大挑戰以符合 設計需求。
以下為適用於所有空氣系統型式之基本確效程序：
1. 確認風管系統中，會影響氣流之每一項目，均已處理妥當以 便執行確作業，例如：門已閉合、回風室已裝妥等等 。 2.確認自動控制裝置不會影響確效作業。
3.建立系統最大設計需求之條件。
4.確認所有風門已開啟或設定。所有相關系統正常運轉中，馬達 運轉在或低於滿載電流，並且轉向正確。
5.正負壓區域須加以辨認。
(1) 建立風機總風量
風管皮氏管橫移是最準確及被認同之現風量測試方法，
無法使用皮氏管橫移時，系統風量可用替代方法量測，如用風 速計或速度柵格橫移在盤管及或過濾網之表面，或出風口量測 之總和。
此外，當皮氏管橫移可採用時，總出口風量量測與皮氏 管橫移之讀取值進行比較，可協助量化可能產生之風管洩漏、
必須注意的是，總風量量測與皮氏管橫移讀取值之差異，可能 代表風管洩漏、量測誤差、或不正確之面積因數。
若獲得其它必需之資料，如 SP、RPM 及 BHP，則可使 用風機曲線。然而經驗顯示，由於系統效應及量測誤差，不是 所有現場讀取值都會落在風機及設計系統曲線上。
如風機風量不在正負 15%之設計風量需求時，調整風機 之驅動，以獲得接近之需求風量，完成所有系統平衡程序後，
量測並記錄風機入口靜壓，風機出口靜壓、電流量及風量。確 定風機馬達未超出其全載額定電流。當提高風機轉速時，須小 心避免超出最大轉速限制及馬達馬力。(當風車轉速增加時，
馬達功率將與轉速之三次方比例增加)。當新系統不符設計性 能時，通常要求更換新之驅動及馬達。
(2) 空氣系統確效程序
空氣系統之確效可用以下二方式達成：
1. 比例法
此項技術首先說明基本之定風量無支管送風系統。同時適 用於排風管或回風管系統。
A.確認所有格柵、調整型格柵或擴散型風口風門全開。
B.各出風口角度依照規定設定。
C.用最適當之方法，決定總系統風量。
D.計算實測風量與設計風量之百分比。
E.調整風機接近設計風量之 110%
F.量測所有風口之風量
G.計算每一風口風量與設計風量之比值
H.設計風量最低百分比之風門，列為基本參考點，在此程 序中將不被調整。
I.調整設計風量次低百分比之風門，直到兩者達到相同之 設計風量百分比。
J.調整設計風量第三低百分比之風門，直到達到相同之設 計風量百分比。
K.持續此項程序，直到所有風口達到均平衡至接近相同之 設計風量百分比。
L.全部完成後，再檢討，如果必要，調整風機轉速，使所 有風口均設定在設計風量之±15%以內。
M.重新量測所有之風口並記錄其最終數值。
2. 逐步法
此項技術首先說明基本之定風量無支管送風系統。同時適 用於排風管或回風管系統。
A.確認所有風口之風門全開。
B.各出風口角度依照規定設定。
C.用最適當之方法，決定總系統風量。
D.計算實測風量與設計風量之百分比。
E.調整風量使近似設計風量之 110%
F.量測所有風口之風量。
G.先從風機端開始，因為最接近風機之風口通常風量最 大，因此調整此風口之風門，至略低於設計需求風量之 10%。
H.直到調整程序進行至系統之末端，剩下風口風量將增 加。
I.重覆調整程序直到系統所有之風口均在設計風量之±
15%，並且至少有一個風口風門全開。
J.全部完成後再檢討，如果必要，調整風機轉速，使所有 之風口均設定在設計風量之±15%
K.重新測量所有之風口並記錄其最終數值。
三、潔淨系統確效 1. 洩漏測試
(1)檢驗規格：
A.Filter 及 Frame 不得有洩漏。
B.燈具及其他開孔接縫處不得有洩漏。
(2)檢驗基準
A.HEPA Filter 出廠檢驗報告。
B.於 Filter 下約 50mm 處，用 Particle Counter 掃描測試。
C.測試儀器：Particle Counter 2. 潔淨度測試
潔淨度測試：潔淨室於洩漏測試完成後須於地面 100 公分高處量測粒子數，其粒徑及粒子數上限值須符合表 4.1 潔淨度等級標準：
表 4.1 潔淨度等級
(1) 檢驗基準：
本案僅施行完工後之檢驗測試，並協助業主施行設備搬入 後及運轉中之檢驗測試。
(2) 測試儀器：Particle Counter 3.風速及風量測試
(1) 檢驗規格：
A.參考空調箱風機之送風量及 HEPA Filter 之平均風量及 風速。
B.誤差±20%
C.檢驗基準：
a.測試高度：Filter 下方 50～150mm b.測試位置：每一 Filter 測兩點 D.測試儀器：風速計
4.噪音測試
(1)檢驗基準：
A.測試高度：Floor+1000～1200mm B.測試點數：平均
潔淨度 (級數)
測 定 粒 徑(um)
0.1 0.2 0.3 0.5 5.0
1 35 7.5 3 1 N.A.
10 350 75 30 10 N.A.
100 N.A. 750 300 100 N.A.
1000 N.A. N.A. N.A. 1000 7 10000 N.A. N.A. N.A. 10000 70 100000 N.A. N.A. N.A. 100000 700
C.測試儀器：噪音計 5.溫度及濕度測試
(1)檢驗基準：
A.測試高度：Floor+1000～1200mm B.測試點數：平均
C.測試儀器：溫度計及濕度計(並需有 24 小時以上之連續 紀錄)
4.2 無塵室節能效益之探討：
節能效益系透過儀器量設備運轉時的相關資訊，並透過一節能績 效計算模式所求得，節能措施實施前後的設備耗電量隨時間變化狀況 可經由儀器量測得到，基本的節能績效計算如下：
節能效益=基準線的耗能量-改善後的耗能量±調整量
式中，改善後的耗能量可直接由儀器量測所得，基準線的耗能量 代表設備在節能措施實施的時間點後，若無節能措施的耗電量，而節 能效益則是前述兩者間的差值。
節能方法之效益﹝3﹞：
一、 使用熱回收冰水主機時
冰水主機節省電量=熱回收量 x 冰水主機平均耗電 x 運轉時間 二、潔淨室採用 Clean Booth 設計時
FFU 節省電量=台數 xFFU 平均耗電 x 運轉時間 三、使用雙溫度冰水系統時
節省電量=採用雙溫度冰水系統前耗電-採用雙溫度冰水系統後 耗電
四、使用變頻控制時
