AC 變頻油冷卻機

1. 國立勤益科技大學 冷凍空調與能源系 實務專題成果展 使用環保冷媒之製程冷卻器性能測試 專題學生：高健維、羅元鴻、陳輝翰 指導教授：王輔仁 組別：25 三、實驗成果 一、作品摘要 製程冷卻器(cooler)主要是用於提供製程機器及電子晶圓半導體產業之冷卻水，其避免半導體製程或在製造過程因溫度過高而影響其品質之最佳控制器，隨著製程機械產業走向精密化、穩定化，仰賴製程冷卻器來冷卻控制其製程時所產生之熱量實不可或缺，然而，為了因應世界各先進國家對氫氟氯碳(HCFC)冷媒管制之趨勢，全面使用氫氟碳(HFC)新環保冷媒於工業用製程冷卻器勢在必行 。 台灣半導體產業的出口值位居全球前三大，近年來隨著電子產業的擴張，高科技產業投資活躍以及各相關產業的需求增加，製程機未來需求，並無衰退趨勢。一般半導體製程穩定度，由於機械本身於製程中要求的密度與速度所造成負面的影響，機械裡的機構於高速度領域行駛時，將產生大量的熱源 ， 對製程機性能要求相對提高。 製程冷卻系統使用R-404A冷媒故受溫度滑移及散熱等問題對系統性能造成影響，應適時改善熱交換器將系統性能提升。相對不同蒸發溫度及不同負載方面，當蒸發溫度愈低而負載愈大時性能愈差且消耗的功愈大，而在不同質量流率時現象更明顯。低負載部分不管任何蒸發溫度下其COP變化都不大，吾人從實驗中發現壓縮功在低負載與不同蒸發溫度時幾乎變化不大，可能將造成COP變化較小，改善此現象能使用變頻器來減少壓縮功耗損便改善製程冷卻機之性能之重要方向，因此善用變頻控制器來改善其性 能提高 相對之重要。 不同製程不凍液質量流率與不同壓縮功時之性能 改裝AC變頻控制之油溫 二、系統說明 四、作品特色 EDWARD環保製程冷卻機系統是利用OR-iron恆溫冷卻水系統來模擬環境溫度，提供製程冷卻機運轉恆溫環境，其中製程冷卻機冷媒側使用R-404A冷媒是接在膨脹閥出口經過液對汽熱交換器回至壓縮機。水側則是接至負載端來冷卻半導體製程後再回到水箱來做冷卻循環控制且加裝水流量計控制EDWARD的流量，使用FC-77絕緣液來冷卻屬於不凍液(brine up) 不導電的工作流體可以防止導電。而在固定加熱負載方面利用PID控制器以不同溫度差即為不同負載的情形來改變負載，並利用Labview軟體來做記錄。 1.使用環保冷媒測試製程冷卻器搭配負載之最佳性能探討。 2.在準確度上為了防止儀器所產生的誤差用標準溫度計做校正。 3.由Labview軟體的波形可以看出by-pass閥開關的時間長短 來判斷系統的穩定性。 4.壓縮機改裝交流變頻恆温控制溫度。 改裝工具機油冷卻器壓縮機選擇改用交流變頻(AC inverter driven)搭配PID控制器作恆温控制，壓縮機最高低頻率調整設定為60Hz~25Hz運轉，冷凝器則 選用鰭管式(fin-tubed)氣冷型，膨脹閥則採用感溫式膨脹閥(thermostation expansion valve) ，蒸發器殼圈式(shell-and-coil)蒸發器直接浸漬(Immersion)方式於冷卻介質內以進行熱交換。量測紀錄系統溫度變化值選用Jiehan-5010溫溼度資料紀錄器，冷卻油使用為CPC-R32油成份為礦物油。 EDWARD製程冷卻器 EDWARD製程冷卻機之系統圖 OR-iron水冷機 模擬負載器 溫度校正情形 AC變頻油冷卻機 負載加熱實驗波形