Schemat wtórnego powietrza powrotnego dla systemu klimatyzacji

W warsztacie mikroelektronicznym o stosunkowo małej powierzchni pomieszczenia czystego i ograniczonym promieniu kanału powietrza powrotnego przyjęto schemat wtórnego powietrza powrotnego w systemie klimatyzacji. Ten schemat jest również powszechnie stosowany wczyste pokojew innych branżach, takich jak farmaceutyka i opieka medyczna. Ponieważ wielkość wentylacji spełniająca wymagania dotyczące wilgotności w temperaturze pomieszczenia czystego jest na ogół znacznie mniejsza niż wielkość wentylacji wymagana do osiągnięcia poziomu czystości, dlatego różnica temperatur pomiędzy powietrzem nawiewanym i powietrzem wywiewanym jest niewielka. Jeśli używany jest schemat pierwotnego powietrza powrotnego, różnica temperatur między punktem stanu powietrza nawiewanego a punktem rosy urządzenia klimatyzacyjnego jest duża, potrzebne jest ogrzewanie wtórne, co powoduje przesunięcie zimnego ciepła w procesie uzdatniania powietrza i większe zużycie energii . Jeśli używany jest schemat wtórnego powietrza powrotnego, wtórne powietrze powrotne można wykorzystać do zastąpienia wtórnego ogrzewania w schemacie pierwotnego powietrza powrotnego. Chociaż regulacja stosunku powietrza powrotnego pierwotnego i wtórnego jest nieco mniej czuła niż regulacja ciepła wtórnego, schemat wtórnego powietrza powrotnego został powszechnie uznany za środek oszczędzający energię klimatyzacji w małych i średnich warsztatach zajmujących się czystą mikroelektroniką .

Weźmy na przykład czysty warsztat mikroelektroniki klasy ISO 6, powierzchnia czystego warsztatu 1 000 m2, wysokość sufitu 3 m. Parametry konstrukcyjne wnętrz to temperatura tn= (23±1)℃, wilgotność względna φn=50%±5%; Projektowa objętość powietrza nawiewanego wynosi 171 000 m3/h, czas wymiany powietrza około 57 h-1, a ilość powietrza świeżego 25 500 m3/h (w tym objętość powietrza wywiewanego technologicznego wynosi 21 000 m3/h, a pozostała część to dodatnie ciśnienie, objętość powietrza wyciekającego). Obciążenie cieplne jawne w czystym warsztacie wynosi 258 kW (258 W/m2), stosunek ciepło/wilgotność klimatyzatora wynosi ε=35 000 kJ/kg, a różnica temperatur powietrza powrotnego w pomieszczeniu wynosi 4,5 ℃. W tym momencie objętość pierwotnego powietrza powrotnego wynosi
Jest to obecnie najczęściej stosowana forma systemu oczyszczania klimatyzacji w pomieszczeniach czystych przemysłu mikroelektronicznego. Systemy tego typu można głównie podzielić na trzy typy: AHU+FFU; MAU+AHU+FFU; MAU+DC (cewka sucha) +FFU. Każdy ma swoje zalety i wady oraz odpowiednie miejsca, efekt oszczędzania energii zależy głównie od wydajności filtra i wentylatora oraz innego sprzętu.

1) Układ AHU+FFU.

Tego typu tryb systemowy stosowany jest w przemyśle mikroelektroniki jako „sposób oddzielenia fazy klimatyzacji od oczyszczania”. Mogą wystąpić dwie sytuacje: jedna jest taka, że ​​system klimatyzacji zasila wyłącznie świeże powietrze, a oczyszczone świeże powietrze przejmuje całe obciążenie ciepłem i wilgocią pomieszczenia czystego i działa jako powietrze uzupełniające, aby zrównoważyć powietrze wywiewane i wyciek nadciśnienia w pomieszczeniu czystym system ten nazywany jest również systemem MAU+FFU; Drugim jest to, że sama ilość świeżego powietrza nie jest wystarczająca, aby zaspokoić zapotrzebowanie na obciążenie zimnem i ciepłem pomieszczenia czystego, lub dlatego, że świeże powietrze jest przetwarzane ze stanu zewnętrznego do punktu rosy, różnica entalpii właściwej wymaganej maszyny jest zbyt duża , a część powietrza w pomieszczeniu (równoważna powietrzu powrotnemu) jest zawracana do jednostki klimatyzacyjnej, mieszana ze świeżym powietrzem w celu obróbki cieplnej i nawilżającej, a następnie przesyłana do komory nawiewnej. Zmieszany z pozostałym powietrzem powrotnym z pomieszczenia czystego (odpowiednik powietrza powrotnego wtórnego) wchodzi do jednostki FFU, a następnie przesyła je do pomieszczenia czystego. W latach 1992–1994 drugi autor tego artykułu współpracował z singapurską firmą i nakłonił ponad 10 absolwentów do wzięcia udziału w projektowaniu amerykańsko-hongkonskiej spółki joint venture SAE Electronics Factory, która przyjęła ten drugi rodzaj oczyszczania klimatyzacji i system wentylacji. Projekt obejmuje pomieszczenie czyste klasy 5 ISO o powierzchni około 6000 m2 (z czego 1500 m2 zostało zakontraktowane przez Japońską Agencję Atmosfery). Pomieszczenie klimatyzacyjne rozmieszczone jest równolegle do strony pomieszczenia czystego, wzdłuż ściany zewnętrznej i jedynie przylega do korytarza. Rury powietrza świeżego, wywiewanego i powrotnego są krótkie i płynnie ułożone.

2) Schemat MAU+AHU+FFU.

To rozwiązanie jest powszechnie spotykane w zakładach mikroelektroniki o wielu wymaganiach dotyczących temperatury i wilgotności oraz dużych różnicach w obciążeniu cieplnym i wilgotnościowym, a także wysoki poziom czystości. Latem świeże powietrze jest schładzane i osuszane do ustalonego punktu parametrów. Zwykle właściwe jest oczyszczanie świeżego powietrza do punktu przecięcia izometrycznej linii entalpii i linii wilgotności względnej 95% pomieszczenia czystego o reprezentatywnej temperaturze i wilgotności lub pomieszczenia czystego o największej objętości świeżego powietrza. Objętość powietrza MAU jest określana zgodnie z potrzebami każdego pomieszczenia czystego w celu uzupełnienia powietrza i rozprowadzana rurami do centrali wentylacyjnej każdego pomieszczenia czystego zgodnie z wymaganą ilością świeżego powietrza i mieszana z pewną ilością powietrza powrotnego z pomieszczenia w celu ogrzania i obróbka wilgocią. Urządzenie to wytrzymuje całe obciążenie ciepłem i wilgocią oraz część nowego obciążenia reumatologicznego pomieszczenia czystego, które obsługuje. Powietrze oczyszczone przez każdą centralę wentylacyjną jest kierowane do komory nawiewnej w każdym pomieszczeniu czystym, a po wtórnym zmieszaniu z powietrzem powrotnym w pomieszczeniu jest przesyłane do pomieszczenia przez jednostkę FFU.

Główną zaletą rozwiązania MAU+AHU+FFU jest to, że oprócz zapewnienia czystości i nadciśnienia, zapewnia ono również różne temperatury i wilgotność względną wymaganą do produkcji w każdym procesie w pomieszczeniu czystym. Jednakże często ze względu na liczbę zainstalowanych central, zajmują one dużą powierzchnię pomieszczenia, świeże powietrze w pomieszczeniu czystym, powietrze powrotne, rurociągi doprowadzające powietrze krzyżują się, zajmują dużą przestrzeń, układ jest bardziej kłopotliwy, konserwacja i zarządzanie są trudniejsze i złożone, dlatego nie ma specjalnych wymagań, o ile to możliwe, aby uniknąć użycia.