Шема секундарног повратног ваздуха за систем климатизације

Микроелектронска радионица са релативно малом површином чисте собе и ограниченим радијусом канала за повратни ваздух користи се за усвајање секундарне шеме повратног ваздуха система климатизације. Ова шема се такође често користи учисте собеу другим индустријама као што су фармацеутска и медицинска нега. Пошто је запремина вентилације потребна за испуњавање захтева температуре и влажности чисте собе генерално далеко мања од запремине вентилације потребне за постизање нивоа чистоће, температурна разлика између доводног и повратног ваздуха је мала. Ако се користи примарна шема повратног ваздуха, температурна разлика између тачке стања доводног ваздуха и тачке росе клима уређаја је велика, потребно је секундарно грејање, што резултира хладним топлотним компензовањем у процесу обраде ваздуха и већом потрошњом енергије. Ако се користи секундарна шема повратног ваздуха, секундарни повратни ваздух може се користити за замену секундарног грејања примарне шеме повратног ваздуха. Иако је подешавање односа примарног и секундарног повратног ваздуха нешто мање осетљиво од подешавања секундарне топлоте, шема секундарног повратног ваздуха је широко препозната као мера уштеде енергије климатизације у малим и средњим микроелектронским радионицама за чисту климу.

Узмимо за пример чисту радионицу за микроелектронику ISO класе 6, површину чисте радионице од 1.000 м2, висину плафона од 3 м. Параметри унутрашњег дизајна су температура tn = (23±1) ℃, релативна влажност φn = 50%±5%; пројектована запремина доводног ваздуха је 171.000 м3/х, време измене ваздуха је око 57 h-1, а запремина свежег ваздуха је 25.500 м3/х (од чега је запремина издувног ваздуха из процеса 21.000 м3/х, а остатак је запремина цурења ваздуха са позитивним притиском). Осетљиво топлотно оптерећење у чистој радионици је 258 kW (258 W/м2), однос топлоте и влажности клима уређаја је ε = 35.000 kJ/kg, а температурна разлика повратног ваздуха у просторији је 4,5 ℃. У овом тренутку, примарна запремина повратног ваздуха...
Ово је тренутно најчешће коришћени облик система за пречишћавање климатизације у чистим просторијама микроелектронске индустрије. Овај тип система се углавном може поделити на три типа: AHU+FFU; MAU+AHU+FFU; MAU+DC (суви намотај) +FFU. Сваки има своје предности и мане и погодна места, а ефекат уштеде енергије углавном зависи од перформанси филтера, вентилатора и друге опреме.

1) Систем AHU+FFU.

Ова врста системског режима се користи у микроелектронској индустрији као „начин раздвајања фазе климатизације и пречишћавања“. Могу постојати две ситуације: једна је да систем климатизације ради само са свежим ваздухом, а третирани свеж ваздух сноси целокупно топлотно и влажно оптерећење чисте просторије и делује као додатни ваздух за уравнотежење издувног ваздуха и позитивног притиска цурења чисте просторије, овај систем се назива и MAU+FFU систем; друга је да сама запремина свежег ваздуха није довољна да задовољи потребе за хладноћом и топлотним оптерећењем чисте просторије, или зато што се свеж ваздух обрађује од спољашњег стања до тачке росе, где је специфична енталпија потребне машине превелика, па се део унутрашњег ваздуха (еквивалентно повратном ваздуху) враћа у јединицу за третман климатизације, меша се са свежим ваздухом за третман топлоте и влажности, а затим се шаље у пленум за довод ваздуха. Помешан са преосталим повратним ваздухом чисте просторије (еквивалентно секундарном повратном ваздуху), улази у FFU јединицу, а затим се шаље у чисту просторију. Од 1992. до 1994. године, други аутор овог рада сарађивао је са сингапурском компанијом и водио више од 10 постдипломаца да учествују у пројектовању заједничког предузећа САД и Хонг Конга, SAE Electronics Factory, које је усвојило ову другу врсту система за пречишћавање климатизације и вентилацију. Пројекат има чисту собу ISO класе 5 од приближно 6.000 м2 (од чега је 1.500 м2 уговорила Јапанска агенција за атмосферу). Просторија за климатизацију је распоређена паралелно са страном чисте собе дуж спољног зида и само уз ходник. Цеви за свеж ваздух, издувни ваздух и повратни ваздух су кратке и глатко распоређене.

2) Шема MAU+AHU+FFU.

Ово решење се често налази у постројењима микроелектронике са вишеструким захтевима за температуром и влажностом и великим разликама у топлотном и влажном оптерећењу, а ниво чистоће је такође висок. Лети се свеж ваздух хлади и одвлажује до фиксне тачке параметра. Обично је прикладно третирати свеж ваздух до тачке пресека изометријске линије енталпије и линије релативне влажности од 95% чисте собе са репрезентативном температуром и влажношћу или чисте собе са највећом запремином свежег ваздуха. Запремина ваздуха у једној месечној јединици за климатизацију (МАУ) одређује се према потребама сваке чисте собе за допуњавањем ваздуха и дистрибуира се у клима-комоду (АХУ) сваке чисте собе цевима према потребној запремини свежег ваздуха, а затим се меша са неким унутрашњим повратним ваздухом за третман топлоте и влажности. Ова јединица сноси целокупно топлотно и влажно оптерећење и део новог реуматског оптерећења чисте собе коју опслужује. Ваздух који третира свака АХУ шаље се у пленум доводног ваздуха у свакој чистој просторији, а након секундарног мешања са унутрашњим повратним ваздухом, шаље се у просторију помоћу ФФУ јединице.

Главна предност решења MAU+AHU+FFU је то што поред обезбеђивања чистоће и позитивног притиска, такође обезбеђује различите температуре и релативну влажност ваздуха потребне за производњу сваког процеса чисте собе. Међутим, често због броја постављених AHU јединица, које заузимају велику површину просторије, свеж ваздух у чистој просторији, повратни ваздух и цеви за довод ваздуха се укрштају, заузимајући велики простор, распоред је проблематичнији, одржавање и управљање су тежи и сложенији, стога нема посебних захтева како би се избегла њихова употреба колико год је то могуће.