專利名稱：具節(jié)能功能的冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種具節(jié)能功能的冷卻裝置，尤指一種可提供工業(yè)制程其制程機臺所需的恒溫工作流體，并改善溫控器內(nèi)的冷凍壓縮機常開運轉(zhuǎn)所造成電能浪費的具節(jié)能功能的冷卻裝置。
技術(shù)背景 隨著工業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟成長，全球各國家的用電量不但居高不下，甚至電價逐年成長，尤其針對需要溫度控制的場所，例如具有空調(diào)的大樓、半導(dǎo)體廠房、冷藏庫廠房等，都必須通過冰水系統(tǒng)產(chǎn)生冰水，以對內(nèi)部進行致冷，而一般冰水系統(tǒng)所使用的溫控器(例如冰水機(chiller))其消耗的電力龐大，使得如何提升溫控器效率已成為重要的節(jié)能技術(shù)研究。此外，高科技產(chǎn)業(yè)向來是屬于用電密集行業(yè)，尤其，臺灣在半導(dǎo)體代工產(chǎn)業(yè)中具有領(lǐng)導(dǎo)的地位，囊括了全球半數(shù)以上的晶圓代工，半導(dǎo)體制造材料昂貴，任何制程中的疏失都將造成無可彌補的巨大損失；這也使得制造設(shè)備的可靠度及精密度要求成為必要的基本條件，因此，維持半導(dǎo)體制造的恒溫設(shè)備則極為重要。一般而言，半導(dǎo)體工業(yè)所使用的積體電路生產(chǎn)制程機臺于制造過程中，不論是薄膜沉積、蝕刻、黃光、擴散或熱處理等制程，為求制造元件合格率穩(wěn)定均必須將制程機臺溫度維持在一特定范圍內(nèi)，以使制程能夠穩(wěn)定順利進行；目前業(yè)界的冷卻裝置其一般作法為將每一生產(chǎn)制程機臺與至少一溫控器相連，由此相連的溫控器來調(diào)節(jié)生產(chǎn)機臺制程所需的溫度；請參閱圖3所示，其中顯示半導(dǎo)體生產(chǎn)制程機臺10利用與其相連的溫控器20通過一冷卻回路30供應(yīng)，使制程機臺10能保持于所需的特定低溫下，其原理為藉由溫控器20內(nèi)含的壓縮機(compressor)壓縮的冷媒與冷卻回路30中的冷卻液體進行熱交換作用使其溫度迅速降低，再利用溫控器20內(nèi)含的加熱器(heater)將溫度降低的冷卻液體進行微升加熱動作，使得流入制程機臺10的冷卻液體符合其溫度控制的要求，以便冷卻液體通過冷卻回路30流經(jīng)制程機臺10時，可經(jīng)由熱交換的作用將制程機臺10的熱量帶走，使制程機臺10溫度控制在制程所需的溫度；而為使冷卻液體降溫，溫控器20的壓縮機呈現(xiàn)常開不斷地運轉(zhuǎn)狀態(tài)，導(dǎo)致溫控器20不僅相當(dāng)?shù)乩速M電力，亦不符合各國節(jié)能、減碳的目標(biāo)。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決的技術(shù)問題是提供一種具節(jié)能功能的冷卻裝置，提供制程機臺于工業(yè)制程時所需的恒溫工作流體，并改善溫控器內(nèi)的冷凍壓縮機常開運轉(zhuǎn)所造成電能浪費。本實用新型的技術(shù)解決方案是—種具節(jié)能功能的冷卻裝置，其中，該冷卻裝置包括一熱交換單元，具有至少一熱交換裝置，一用于制程機臺降溫的工作流體由該制程機臺經(jīng)由第一流路流向該熱交換單元，經(jīng)過該熱交換裝置的熱平衡后經(jīng)由第二流路流向溫控器；該溫控器，流入該溫控器的該工作流體經(jīng)由第三流路流向該制程機臺，該第一流路、該第二流路以及該第三流路形成一回路；以及一能夠供應(yīng)冷源體的冷源體供應(yīng)單元，該冷源體經(jīng)由第四流路流入該熱交換單元，該工作流體與該冷 源體經(jīng)過該熱交換裝置的熱平衡后，該冷源體經(jīng)由第五流路流入該冷源體供應(yīng)單元，該第四流路以及該第五流路形成一回路。上述的具節(jié)能功能的冷卻裝置，其中，該熱交換單元具有一控制裝置，且于該第一流路、該第二流路、該第四流路、該第五流路以及該第四流路與該第五流路之間分別設(shè)有閥門，于該第二流路上設(shè)有一溫度感測器，該溫度感測器與該控制裝置連接，并將所檢測的該工作流體溫度傳送至該控制裝置，該控制裝置與所述閥門連接，并根據(jù)該溫度控制所述閥門的打開與關(guān)閉動作。上述的具節(jié)能功能的冷卻裝置，其中，該閥門為電磁控制式閥。上述的具節(jié)能功能的冷卻裝置，其中，該工作流體為一種抗凍絕緣液。上述的具節(jié)能功能的冷卻裝置，其中，該冷源體為廠務(wù)水或制程冷卻水其中之一。上述的具節(jié)能功能的冷卻裝置，其中，該溫控器為一冰水機。由以上說明得知，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，確實可達(dá)到如下的功效I.本實用新型藉由廠務(wù)水或制程冷卻水等冷源體于熱交換裝置中與工作流體進行熱平衡的方式，使工作流體能于溫控器壓縮機關(guān)閉的情形下達(dá)到降溫的功效，不僅節(jié)省電力，亦符合節(jié)能、減碳的目標(biāo)。2.本實用新型的具節(jié)能功能的冷卻裝置，其控制裝置可依據(jù)制程機臺所需溫度打開對應(yīng)所需熱交換裝置的閥門，因此，藉由選擇適當(dāng)?shù)臒峤粨Q裝置即可花較少時間且以最低的耗能將工作流體降溫至制程機臺所需的溫度，以迅速維持制造設(shè)備的恒溫狀態(tài)，避免因制程機臺溫度過高導(dǎo)致制程無法進行的狀況發(fā)生。

圖I :本實用新型實施例的配置方塊圖圖2 :本實用新型實施例熱交換單元內(nèi)部的配置方塊圖圖3 :現(xiàn)有冷卻裝置的配置方塊圖主要元件標(biāo)號說明本實用新型I :熱交換單元11 :熱交換裝置111 :第一熱交換裝置112:第二熱交換裝置 12 :控制裝置13:閥門2 :制程機臺3 :第一流路4 :第二流路5 :溫控器6 :第三流路7 :冷源體供應(yīng)單元8:第四流路9:第五流路現(xiàn)有技術(shù)10:制程機臺20 :溫控器30:冷卻回路具體實施方式
[0031]本實用新型的目的及其結(jié)構(gòu)功能上的優(yōu)點，將依據(jù)以下圖面所示的結(jié)構(gòu)，配合具體實施例予以說明，對本實用新型有更深入且具體的了解。首先，請參閱圖I至圖2所示，為本實用新型具節(jié)能功能的冷卻裝置的較佳實施例，包括一熱交換單元1，具有至少一個熱交換裝置11，而使制程機臺2降溫的工作流體由制程機臺2經(jīng)由第一流路3流向熱交換單元1，通過內(nèi)部的熱交換裝置11進行熱平衡后，再經(jīng)由第二流路4流向溫控器5 ;其中，工作流體為一種抗凍絕緣液(coolant)，且熱交換裝置11可以殼管式(套管式)或平板式進行熱交換，于本實施例中，熱交換裝置11為平板式；一溫控器5，將流入的工作流體經(jīng)由第三流路6流向制程機臺2，使得第一流路3、第二流路4以及第三流路6形成一回路；于本實施例中，溫控器5為一冰水機(chiller)；以及一冷源體供應(yīng)單元7，將冷源體經(jīng)由第四流路8流入熱交換單元I中，并于其內(nèi)的熱交換裝置11進行工作流體與冷源體的熱平衡后，冷源體再經(jīng)由第五流路9流入冷源體供應(yīng)單元7，使得第四流路8以及第五流路9形成一回路；其中，冷源體為廠務(wù)水或制程冷卻水(process cool water, PCff)其中之一。此外，熱交換單元I具有一控制裝置12，且于第一流路3、第二流路4、第四流路8、第五流路9以及第四流路8與第五流路9之間分別設(shè)有閥門13，藉由控制裝置12控制閥門13的打開與關(guān)閉動作；其中閥門13為電磁控制式閥；再者，本實用新型于第二流路4上可設(shè)有一溫度感測器(圖中未標(biāo)示)，溫度感測器將所檢測的工作流體溫度傳送至控制裝置12，控制裝置12則根據(jù)此溫度用以控制閥門13的打開與關(guān)閉動作。根據(jù)上述的具節(jié)能功能的冷卻裝置于實施使用時，請參閱圖2所示，于本實施例中，熱交換裝置11的數(shù)量為2個，在此為了說明方便，將此二熱交換裝置11分別命名為第一熱交換裝置111與第二熱交換裝置112，然而必須注意的是，熱交換裝置11的數(shù)量舉例二個是為了說明方便起見，而熟此技藝者當(dāng)知道本實用新型的熱交換裝置11可以有較多的數(shù)量或僅為一個，而并不會影響本實用新型的實施；首先，假設(shè)第一熱交換裝置111經(jīng)過工作流體與冷源體的熱平衡后，其流出的工作流體溫度為攝氏X度，而假設(shè)第二熱交換裝置112其熱交換功率較大，使其經(jīng)過工作流體與冷源體的熱平衡后，流出的工作流體溫度可為攝氏X-10度。接著，當(dāng)制程機臺2所需的溫度為攝氏X-5度，由于流出第二熱交換裝置112的工作流體可達(dá)到攝氏x-10度，控制裝置12即將第一熱交換裝置111的閥門13關(guān)閉，并將第二熱交換裝置112的閥門13打開，此時廠務(wù)水或制程冷卻水等冷源體將持續(xù)經(jīng)由第四流路8流入第二熱交換裝置112中，并與流入第二熱交換裝置112的工作流體進行熱交換，使得流出第二熱交換裝置112的工作流體溫度可達(dá)到攝氏X-10度；值得注意的，熱交換單元I中所具有的熱交換裝置11可依需求控制其對應(yīng)的閥門13，使得冷源體不僅可流入單一熱交換裝置11中，亦可同時流入數(shù)個熱交換裝置11 ;然后，流出第二熱交換裝置112的其攝氏X-10度的工作流體再經(jīng)由第二流路4流入溫控器5內(nèi)，經(jīng)由溫控器5內(nèi)含的加熱器(圖中未標(biāo)示)將工作流體加溫至攝氏X-5度，并經(jīng)以第三流路6流入制程機臺2中以符合制程機臺2的溫度需求；值得注意的，溫控器5內(nèi)含的加熱器的動作方式并非本實用新型的重點且亦為所屬技術(shù)領(lǐng)域已知知識，在此不再詳細(xì)描述。[0039]由上述的實施說明可知，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相較之下，本實用新型具有以下優(yōu)點本實用新型利用廠務(wù)水或制程冷卻水等冷源體于熱交換裝置中對工作流體進行降溫，以達(dá)到節(jié)省電力，符合節(jié)能、減碳的目標(biāo)。此外，熱交換單元具有一控制裝置，且于第一流路、第二流路、第四流路、第五流路以及第四流路與 第五流路之間分別設(shè)有閥門，藉由控制裝置控制閥門的打開與關(guān)閉動作；藉此，控制裝置可依據(jù)制程機臺所需溫度打開對應(yīng)所需熱交換裝置的閥門，藉由選擇適當(dāng)?shù)臒峤粨Q裝置即可花較少時間且以最低的耗能將工作流體降溫至制程機臺所需的溫度，以迅速維持制造設(shè)備的恒溫狀態(tài)，避免因制程機臺溫度過高導(dǎo)致制程無法進行的狀況發(fā)生。以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式
，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實用新型保護的范圍。
權(quán)利要求1.一種具節(jié)能功能的冷卻裝置，其特征在于，該冷卻裝置包括 一熱交換單元，具有至少一熱交換裝置，一用于制程機臺降溫的工作流體由該制程機臺經(jīng)由第一流路流向該熱交換單元，經(jīng)過該熱交換裝置的熱平衡后經(jīng)由第二流路流向溫控器； 該溫控器，流入該溫控器的該工作流體經(jīng)由第三流路流向該制程機臺，該第一流路、該第二流路以及該第三流路形成一回路；以及 一能夠供應(yīng)冷源體的冷源體供應(yīng)單元，該冷源體經(jīng)由第四流路流入該熱交換單元，該工作流體與該冷源體經(jīng)過該熱交換裝置的熱平衡后，該冷源體經(jīng)由第五流路流入該冷源體供應(yīng)單元，該第四流路以及該第五流路形成一回路。
2.如權(quán)利要求I所述的具節(jié)能功能的冷卻裝置，其特征在于，該熱交換單元具有一控制裝置，且于該第一流路、該第二流路、該第四流路、該第五流路以及該第四流路與該第五流路之間分別設(shè)有閥門，于該第二流路上設(shè)有一溫度感測器，該溫度感測器與該控制裝置連接，并將所檢測的該工作流體溫度傳送至該控制裝置，該控制裝置與所述閥門連接，并根據(jù)該溫度控制所述閥門的打開與關(guān)閉動作。
3.如權(quán)利要求2所述的具節(jié)能功能的冷卻裝置，其特征在于，該閥門為電磁控制式閥。
4.如權(quán)利要求I所述的具節(jié)能功能的冷卻裝置，其特征在于，該工作流體為一種抗凍絕緣液。
5.如權(quán)利要求I所述的具節(jié)能功能的冷卻裝置，其特征在于，該冷源體為廠務(wù)水或制程冷卻水其中之一。
6.如權(quán)利要求I所述的具節(jié)能功能的冷卻裝置，其特征在于，該溫控器為一冰水機。
專利摘要本實用新型涉及一種具節(jié)能功能的冷卻裝置，包括有一熱交換單元、一溫控器以及一冷源體供應(yīng)單元，熱交換單元具有至少一個熱交換裝置，而使制程機臺降溫的工作流體由制程機臺經(jīng)第一流路流向熱交換單元、經(jīng)第二流路流向溫控器，再經(jīng)由第三流路流向制程機臺而形成一回路，冷源體供應(yīng)單元則將冷源體經(jīng)由第四流路流入熱交換裝置中，并于熱交換裝置中進行工作流體與冷源體的熱平衡；藉此，利用冷源體于熱交換裝置中對工作流體進行降溫，以達(dá)到節(jié)省電力，符合節(jié)能、減碳的功效。
文檔編號F28F27/00GK202434481SQ201220026370
公開日2012年9月12日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者洪文 申請人:亦威科技股份有限公司