Schemat wtórnego powrotu powietrza do systemu klimatyzacji

W warsztacie mikroelektroniki o stosunkowo małej powierzchni pomieszczenia czystego i ograniczonym promieniu kanału powietrza powrotnego zastosowano wtórny system powietrza powrotnego w systemie klimatyzacji. Ten schemat jest również powszechnie stosowany wczyste pokojew innych branżach, takich jak farmaceutyka i opieka medyczna. Ponieważ objętość wentylacji wymagana do spełnienia wymagań wilgotności powietrza czystego jest na ogół znacznie mniejsza niż objętość wentylacji wymagana do osiągnięcia poziomu czystości, różnica temperatur między powietrzem nawiewanym a powietrzem powrotnym jest niewielka. Jeśli stosowany jest pierwotny układ powietrza powrotnego, różnica temperatur między punktem stanu powietrza nawiewanego a punktem rosy jednostki klimatyzacyjnej jest duża, konieczne jest wtórne ogrzewanie, co powoduje kompensację zimnego ciepła w procesie uzdatniania powietrza i większe zużycie energii. Jeśli stosowany jest wtórny układ powietrza powrotnego, wtórne powietrze powrotne może być wykorzystane do zastąpienia wtórnego ogrzewania pierwotnego układu powietrza powrotnego. Chociaż regulacja stosunku pierwotnego i wtórnego powietrza powrotnego jest nieco mniej wrażliwa niż regulacja wtórnego ciepła, wtórny układ powietrza powrotnego jest powszechnie uznawany za energooszczędny sposób klimatyzacji w małych i średnich warsztatach zajmujących się mikroelektroniką.

Weźmy jako przykład czysty warsztat mikroelektroniki klasy ISO 6, o powierzchni 1000 m2 i wysokości sufitu 3 m. Parametry projektu wnętrza to temperatura tn= (23±1) ℃, wilgotność względna φn=50%±5%; Projektowana objętość nawiewanego powietrza wynosi 171 000 m3/h, około 57 h-1 czasu wymiany powietrza, a objętość świeżego powietrza wynosi 25 500 m3/h (z czego objętość powietrza wywiewanego procesowego wynosi 21 000 m3/h, a reszta to objętość powietrza wycieku pod ciśnieniem dodatnim). Jawne obciążenie cieplne w czystym warsztacie wynosi 258 kW (258 W/m2), stosunek ciepła do wilgotności klimatyzatora wynosi ε=35 000 kJ/kg, a różnica temperatur powietrza powrotnego z pomieszczenia wynosi 4,5 ℃. W tym czasie pierwotna objętość powietrza powrotnego
Jest to obecnie najpowszechniej stosowana forma systemu oczyszczania powietrza w pomieszczeniach czystych w przemyśle mikroelektronicznym. Systemy tego typu można podzielić na trzy główne typy: AHU + FFU; MAU ​​+ AHU + FFU; MAU ​​+ DC (sucha wężownica) + FFU. Każdy z nich ma swoje zalety i wady oraz odpowiednie miejsca montażu. Efekt oszczędności energii zależy głównie od wydajności filtra, wentylatora i innych urządzeń.

1) System AHU+FFU.

Ten typ trybu systemu jest używany w przemyśle mikroelektronicznym jako „sposób rozdzielenia fazy klimatyzacji od fazy oczyszczania”. Mogą wystąpić dwie sytuacje: jedna jest taka, że ​​system klimatyzacji obsługuje tylko świeże powietrze, a oczyszczone świeże powietrze przenosi całe obciążenie cieplne i wilgotnościowe pomieszczenia czystego i działa jako powietrze uzupełniające, aby zrównoważyć powietrze wywiewane i nieszczelność pod ciśnieniem dodatnim pomieszczenia czystego, ten system jest również nazywany systemem MAU+FFU; Druga jest taka, że ​​sama objętość świeżego powietrza nie jest wystarczająca, aby zaspokoić zapotrzebowanie na zimno i ciepło pomieszczenia czystego, lub ponieważ świeże powietrze jest przetwarzane ze stanu zewnętrznego do punktu rosy, różnica entalpii właściwej wymaganej maszyny jest zbyt duża, a część powietrza wewnętrznego (równoważna powietrzu powrotnemu) jest zawracana do jednostki obróbki klimatyzacji, mieszana ze świeżym powietrzem w celu obróbki cieplnej i wilgotnościowej, a następnie przesyłana do komory nawiewnej. Zmieszane z pozostałym powietrzem powrotnym z pomieszczenia czystego (równoważnym wtórnemu powietrzu powrotnemu), wchodzi do jednostki FFU, a następnie przesyła je do pomieszczenia czystego. W latach 1992–1994 drugi autor niniejszego artykułu współpracował z firmą singapurską i wraz z ponad 10 studentami studiów podyplomowych uczestniczył w projektowaniu fabryki elektroniki SAE, amerykańsko-hongkońskiego joint venture, w którym zastosowano ten ostatni rodzaj systemu oczyszczania, klimatyzacji i wentylacji. Projekt obejmuje pomieszczenie czyste klasy ISO 5 o powierzchni około 6000 m² (z czego 1500 m² zostało zakontraktowane przez Japońską Agencję Atmosferyczną). Pomieszczenie klimatyzacyjne jest usytuowane równolegle do ściany zewnętrznej pomieszczenia czystego i przylega jedynie do korytarza. Przewody doprowadzające powietrze świeże, wywiewane i powrotne są krótkie i płynnie ułożone.

2) Schemat MAU+AHU+FFU.

To rozwiązanie jest powszechnie stosowane w zakładach mikroelektronicznych o zróżnicowanych wymaganiach temperaturowych i wilgotnościowych oraz dużych różnicach w obciążeniu cieplnym i wilgotnościowym, a także wysokim poziomie czystości. Latem świeże powietrze jest schładzane i osuszane do ustalonego punktu. Zazwyczaj właściwe jest uzdatnianie świeżego powietrza do punktu przecięcia linii entalpii izometrycznej z linią 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 jest rozprowadzana do centrali wentylacyjnej każdego pomieszczenia czystego rurami zgodnie z wymaganą objętością świeżego powietrza i mieszana z pewną ilością powietrza powrotnego z pomieszczenia w celu obróbki cieplnej i wilgotnościowej. Jednostka ta przejmuje całe obciążenie cieplne i wilgotnościowe oraz część nowego obciążenia reumatycznego obsługiwanego przez nią pomieszczenia czystego. Powietrze uzdatnione przez każdą centralę wentylacyjną jest kierowane do komory nawiewnej w każdym pomieszczeniu czystym, a po wtórnym zmieszaniu z powietrzem powrotnym z pomieszczenia jest kierowane do pomieszczenia przez jednostkę FFU.

Główną zaletą rozwiązania MAU+AHU+FFU jest to, że oprócz zapewnienia czystości i nadciśnienia, zapewnia ono również zróżnicowaną temperaturę i wilgotność względną wymaganą do produkcji w każdym procesie w pomieszczeniu czystym. Jednak często, ze względu na liczbę zainstalowanych central wentylacyjnych, powierzchnia pomieszczenia jest duża, a rurociągi świeżego powietrza, powietrza powrotnego i powietrza dolotowego krzyżują się, zajmując dużą przestrzeń. Układ jest bardziej kłopotliwy, a konserwacja i zarządzanie są trudniejsze i bardziej złożone. Dlatego też, w miarę możliwości, nie ma potrzeby stosowania specjalnych wymagań, aby uniknąć ich użycia.