新品恒温恒压冷冻机在MOCVD半导体芯片设备的应用

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冷水机又称为冷冻机、制冷机、冰水机、冻水机、冷却机、水冷机等。

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一、        系统参数

    争对深圳一生产LED芯片厂家的现状，现车间有5台MOCVD机、高温烘烤炉、单这退火炉、XRD分析测试机各1台，根据客户需要进行恒温恒压供水设计。

    初步设计5台MOCVD机分别由2台40HP和1台20HP制冷系统分别对其进行恒温恒压供水，高温烘烤炉、单这退火炉、XRD分析测试机1台的供水由1台15HP制冷系统进行恒温恒压供水，依据参数设计如下表：

二、变频恒压供水特点:
    1、恒压供水能自动24小时维持恒定压力，并根据压力信号自动启动备用泵，无级调整压力，供水质量好，与传统供水比较，不会造成管网破裂及水龙头共振现象。
    2、动平滑，减少电机水泵的冲击，延长了电机及水泵的使用寿命，避免了传统供水中的水锤现象。
    3、采用变频恒压供水保护功能齐全，运行可靠，具有欠压、过压、过流、过热等保护功能。
    4、系统配置可实现全自动定时供水,彻底实现无人值守自动供水.控制系统具有故障报警和显示功能,并可进行工变频转换,应急供水。
    5、系统根据用户用水量的变化来调节水泵转速，使水泵始终工作在高效区，当系统零流量时,机组进入休眠状态,水泵停止，流量增加后才进行工作,节电效果明显，比恒速水泵节电23%-55%。
    6、变频恒压供水设备不设楼顶水池，既减少建筑物的造价，又克服了水源二次污染，气压波动大，水泵启动频繁和建造水塔一次性投资大，施工周期长，费用高等缺点。
    7、整套设备只需一组控制柜和水泵机组，安装非常方便，占地面积少。
    8、本设备采用全自动控制，操作人员只需转换电控柜开关，就可以实现用户所需工况，操作简单。

三、系统组成       

本工程为冷冻水循环系统，采用2台40HP水冷开放式冷水机、1台20HP水冷开放式冷水机、1台15HP水冷开放式冷水机组，系统分成3组循环；

1）水塔和制冷主机称为冷却水循环，此循环为自来水，为制冷主机散热冷却；

2）制冷主机与储水箱之间为内部循环，此循环为纯净水，制冷主机把储水箱内的水降到18-20℃；

3）储水箱与MOCVD之间的为外部冷冻水循环，此循环为纯净水，高压水泵把水箱内18-20℃水经精密过滤器后送到MOCVD设备，从设备出来23-25℃的水回至储水箱，进入MOCVD设备的入水压力在4-6bar之间，且压力可通过控制面板的设定来调节所需的值。

冷却水及其它配件内循环水泵、外循环水泵、冷却水塔、冷水储水箱、变频器、点压力变送器、高精密过滤器等组成。

四、恒压供水工作原理: （以40HP带2台MOCVD设备为例，参考图纸恒压供水设备示意图）
    1） 外循环变频恒压供水系统采用压力控制器面板设定点压力（进入2台设备前的水压力值），采用2个压力传感器（反馈为4~20mA）检测水管中压力，压力传感器将信号送入变频器PID回路，PID回路处理之后，送出一个水量增加或减少信号，控制马达转速，来调节入水的压力值。

2） 如进入2台MOCVD的压力不同，控制器的PLC会自动计算出进入2台MOCVD前的点压力平均值，再反馈为4~20mA给变频器的PID回路，尽量使进入2台MOCVD的入水压力相同，使实际水管压力与设定压力相一致。

3）设定值与实际值产偏差可在±0.5bar，进水压力可恒定在设定值的所允许的范围内（±0.5bar）。

4）当2台MOCVD的进水压力过高或过低时，装在系统管道上的压差旁通会进自动调节水的流向，使进入台MOCVD实际水管压力与设定压力相一致，随着用水量的减少，变频器自动减少输出频率，达到了节能的目的。

五、恒温供水说明（参考图纸恒压供水设备示意图）

恒温体现在内循环系统上，制冷主机与储水箱之间为内部循环，此循环为纯净水，制冷主机把储水箱内的水温恒定到18-20℃；

△  T---表示温度偏差，表示压缩机加载或卸载的温度差（△T以下设定为          

0.5℃）。

T  ---表示水箱的实际温度值

Ts---表示水箱的设定温度值（Ts以下设定为18.5℃）

能量调节；有2个压缩机：在升温过程中，当T>Ts时启动1台压缩机，当T >= Ts+△T时启动2台压缩机；在降温过程中，当T<Ts时，停一台，当T<Ts－△T时全停。

升温过程中，△T设定0.5℃，如水箱温度Ts设定18.5℃，当水箱内实际温度T≥19℃，控制器1#和2#压缩机输出，压缩机延时开启，机组进行制冷 ，水箱内温度下降；

降温过程中，水箱温度Ts设定18.5℃，当水箱内实际温度T＝18.5℃时，2#压缩机停止输出，2#压缩机停止运行，只开启1个压缩机，当水箱内实际温度T＝18℃时, 1#压缩机停止输出，此时所有压缩机全部停止运行，机组处于待机恒温状况。

如此往复循环，水箱内温度可稳定在18-20℃之间，

机组第一次使用需提前半个小时开机，以便水箱温度达到设定的温度

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