Šema sekundarnog povratnog zraka za sistem klimatizacije

Mikroelektronska radionica sa relativno malom površinom čiste sobe i ograničenim radijusom kanala za povratni zrak koristi se za usvajanje sekundarne sheme povratnog zraka sistema klimatizacije. Ova shema se također često koristi učiste sobeu drugim industrijama kao što su farmaceutska i medicinska njega. Budući da je volumen ventilacije potreban za zadovoljavanje zahtjeva temperature i vlažnosti čiste prostorije uglavnom daleko manji od volumena ventilacije potrebnog za postizanje nivoa čistoće, temperaturna razlika između dovodnog i povratnog zraka je mala. Ako se koristi primarni sistem povratnog zraka, temperaturna razlika između tačke stanja dovodnog zraka i tačke rose klima uređaja je velika, potrebno je sekundarno grijanje, što rezultira kompenzacijom hladne topline u procesu obrade zraka i većom potrošnjom energije. Ako se koristi sekundarni sistem povratnog zraka, sekundarni povratni zrak može se koristiti za zamjenu sekundarnog zagrijavanja primarnog sistema povratnog zraka. Iako je podešavanje odnosa primarnog i sekundarnog povratnog zraka nešto manje osjetljivo od podešavanja sekundarne topline, sekundarni sistem povratnog zraka je široko prepoznat kao mjera uštede energije klimatizacije u malim i srednjim mikroelektronskim čistim radionicama.

Uzmimo za primjer čistu radionicu za mikroelektroniku ISO klase 6, površinu čiste radionice od 1000 m2, visinu plafona od 3 m. Parametri unutrašnjeg dizajna su temperatura tn = (23±1) ℃, relativna vlažnost φn = 50%±5%; Projektovani volumen dovodnog zraka je 171.000 m3/h, vrijeme izmjene zraka je oko 57 h-1, a volumen svježeg zraka je 25.500 m3/h (od čega je volumen ispušnog zraka iz procesa 21.000 m3/h, a ostatak je volumen propuštanja zraka pozitivnog pritiska). Osjetno toplinsko opterećenje u čistoj radionici je 258 kW (258 W/m2), odnos topline i vlage klima uređaja je ε = 35.000 kJ/kg, a temperaturna razlika povratnog zraka u prostoriji je 4,5 ℃. U ovom trenutku, primarni volumen povratnog zraka
Ovo je trenutno najčešće korišteni oblik sistema za prečišćavanje zraka u čistim sobama mikroelektronske industrije. Ovaj tip sistema se uglavnom može podijeliti u tri tipa: AHU+FFU; MAU+AHU+FFU; MAU+DC (suha zavojnica) +FFU. Svaki ima svoje prednosti i nedostatke i pogodna mjesta za primjenu, a efekat uštede energije uglavnom zavisi od performansi filtera, ventilatora i druge opreme.

1) Sistem klima-uređaja (AHU+FFU).

Ova vrsta sistemskog načina rada se koristi u mikroelektronskoj industriji kao „način odvajanja faze klimatizacije i faze prečišćavanja“. Mogu postojati dvije situacije: jedna je da sistem klimatizacije radi samo sa svježim zrakom, a tretirani svježi zrak snosi svo opterećenje toplinom i vlagom čiste prostorije i djeluje kao dodatni zrak za uravnoteženje ispušnog zraka i curenja pozitivnog pritiska iz čiste prostorije, ovaj sistem se naziva i MAU+FFU sistem; druga je da sama količina svježeg zraka nije dovoljna da zadovolji potrebe za hladnoćom i toplinom čiste prostorije, ili zato što se svježi zrak obrađuje iz vanjskog stanja do tačke rose, gdje je specifična entalpijska razlika potrebne mašine prevelika, te se dio unutrašnjeg zraka (ekvivalent povratnog zraka) vraća u jedinicu za tretman klima uređaja, miješa sa svježim zrakom za tretman toplinom i vlagom, a zatim šalje u plenum za dovod zraka. Pomiješan sa preostalim povratnim zrakom čiste prostorije (ekvivalentom sekundarnog povratnog zraka), ulazi u FFU jedinicu i zatim ga šalje u čistu prostoriju. Od 1992. do 1994. godine, drugi autor ovog rada sarađivao je sa singapurskom kompanijom i vodio više od 10 postdiplomskih studenata da učestvuju u projektovanju zajedničkog preduzeća SAE Electronics Factory između SAD i Hong Konga, koje je usvojilo ovaj drugi tip sistema za prečišćavanje vazduha i ventilaciju. Projekat ima čistu sobu ISO klase 5 površine približno 6.000 m2 (od čega je 1.500 m2 ugovorila Japanska atmosferska agencija). Prostorija za klimatizaciju je postavljena paralelno sa stranom čiste sobe duž vanjskog zida i samo uz hodnik. Cijevi za svježi, ispušni i povratni zrak su kratke i glatko raspoređene.

2) Shema MAU+AHU+FFU.

Ovo rješenje se obično nalazi u mikroelektronskim pogonima s višestrukim zahtjevima za temperaturom i vlažnosti i velikim razlikama u opterećenju toplinom i vlažnošću, a nivo čistoće je također visok. Ljeti se svježi zrak hladi i odvlažuje do fiksne parametrske tačke. Obično je prikladno tretirati svježi zrak do presjeka izometrijske linije entalpije i linije relativne vlažnosti od 95% čiste prostorije s reprezentativnom temperaturom i vlažnošću ili čiste prostorije s najvećom zapreminom svježeg zraka. Zapremina zraka MAU (mau-a) određuje se prema potrebama svake čiste prostorije za obnavljanje zraka i distribuira se u AHU (komoru za obradu zraka) svake čiste prostorije cijevima prema potrebnoj zapremini svježeg zraka, te se miješa s dijelom povratnog zraka iz zatvorenog prostora za tretman toplinom i vlažnošću. Ova jedinica snosi svo opterećenje toplinom i vlažnošću i dio opterećenja novog reumatizma čiste prostorije koju opslužuje. Zrak koji tretira svaka AHU (komora za obradu zraka) šalje se u plenum dovodnog zraka u svakoj čistoj prostoriji, a nakon sekundarnog miješanja s povratnim zrakom iz zatvorenog prostora, šalje se u prostoriju pomoću FFU jedinice.

Glavna prednost rješenja MAU+AHU+FFU je ta što pored osiguranja čistoće i pozitivnog pritiska, ono također osigurava različite temperature i relativnu vlažnost potrebne za proizvodnju svakog procesa čiste sobe. Međutim, često zbog broja postavljenih AHU jedinica, koje zauzimaju veliku površinu prostorije, svježi zrak, povratni zrak i cijevi za dovod zraka u čistoj prostoriji se ukrštaju i zauzimaju veliki prostor, raspored je problematičniji, održavanje i upravljanje su teži i složeniji, stoga nema posebnih zahtjeva kako bi se izbjegla njihova upotreba koliko god je to moguće.