Sơ đồ hồi khí thứ cấp cho hệ thống điều hòa không khí

Xưởng vi điện tử với diện tích phòng sạch tương đối nhỏ và bán kính ống gió hồi hạn chế thường áp dụng sơ đồ hồi gió thứ cấp của hệ thống điều hòa không khí. Sơ đồ này cũng thường được sử dụng trongphòng sạchtrong các ngành công nghiệp khác như dược phẩm và chăm sóc y tế. Do thể tích thông gió để đáp ứng các yêu cầu về độ ẩm nhiệt độ phòng sạch thường nhỏ hơn nhiều so với thể tích thông gió cần thiết để đạt được mức độ sạch sẽ, do đó, chênh lệch nhiệt độ giữa không khí cấp và không khí hồi lưu là nhỏ. Nếu sử dụng sơ đồ không khí hồi lưu chính, chênh lệch nhiệt độ giữa điểm trạng thái không khí cấp và điểm sương của thiết bị điều hòa không khí lớn, cần phải gia nhiệt thứ cấp, dẫn đến bù nhiệt lạnh trong quá trình xử lý không khí và tiêu thụ nhiều năng lượng hơn. Nếu sử dụng sơ đồ không khí hồi lưu thứ cấp, không khí hồi lưu thứ cấp có thể được sử dụng để thay thế hệ thống gia nhiệt thứ cấp của sơ đồ không khí hồi lưu chính. Mặc dù việc điều chỉnh tỷ lệ không khí hồi lưu chính và thứ cấp ít nhạy hơn một chút so với việc điều chỉnh nhiệt thứ cấp, nhưng sơ đồ không khí hồi lưu thứ cấp đã được công nhận rộng rãi là một biện pháp tiết kiệm năng lượng điều hòa không khí trong các xưởng sạch vi điện tử quy mô vừa và nhỏ.

Lấy một xưởng sạch vi điện tử đạt tiêu chuẩn ISO lớp 6 làm ví dụ, diện tích xưởng sạch là 1.000 m2, chiều cao trần là 3 m. Các thông số thiết kế nội thất là nhiệt độ tn = (23±1) ℃, độ ẩm tương đối φn = 50% ± 5%; Lưu lượng khí cấp thiết kế là 171.000 m3/h, thời gian trao đổi khí khoảng 57 giờ - 1 giờ, lưu lượng khí tươi là 25.500 m3/h (trong đó lưu lượng khí thải của quá trình là 21.000 m3/h, còn lại là lưu lượng khí rò rỉ áp suất dương). Tải nhiệt cảm ứng trong xưởng sạch là 258 kW (258 W/m2), tỷ số nhiệt/độ ẩm của máy điều hòa là ε = 35.000 kJ/kg, chênh lệch nhiệt độ của khí hồi trong phòng là 4,5 ℃. Lúc này, lưu lượng khí hồi chính là
Đây là hệ thống điều hòa không khí thanh lọc được sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong phòng sạch của ngành công nghiệp vi điện tử, loại hệ thống này chủ yếu được chia thành ba loại: AHU + FFU; MAU ​​+ AHU + FFU; MAU ​​+ DC (Dry Coil) + FFU. Mỗi loại đều có ưu nhược điểm riêng và vị trí lắp đặt phù hợp, hiệu quả tiết kiệm năng lượng chủ yếu phụ thuộc vào hiệu suất của bộ lọc, quạt và các thiết bị khác.

1) Hệ thống AHU+FFU.

Loại chế độ hệ thống này được sử dụng trong ngành công nghiệp vi điện tử như là "cách tách giai đoạn điều hòa không khí và thanh lọc". Có thể có hai trường hợp: một là hệ thống điều hòa không khí chỉ xử lý không khí trong lành và không khí trong lành đã qua xử lý chịu toàn bộ tải nhiệt và độ ẩm của phòng sạch và hoạt động như một luồng không khí bổ sung để cân bằng khí thải và rò rỉ áp suất dương của phòng sạch, hệ thống này còn được gọi là hệ thống MAU + FFU; Trường hợp còn lại là chỉ riêng thể tích không khí trong lành không đủ để đáp ứng nhu cầu tải lạnh và nhiệt của phòng sạch hoặc do không khí trong lành được xử lý từ trạng thái ngoài trời đến điểm sương, chênh lệch nhiệt riêng của máy yêu cầu quá lớn và một phần không khí trong nhà (tương đương với không khí hồi lưu) được đưa trở lại bộ xử lý điều hòa không khí, trộn với không khí trong lành để xử lý nhiệt và độ ẩm, sau đó được đưa đến khoang cấp khí. Trộn với không khí hồi lưu phòng sạch còn lại (tương đương với không khí hồi lưu thứ cấp), nó đi vào bộ FFU và sau đó đưa vào phòng sạch. Từ năm 1992 đến năm 1994, tác giả thứ hai của bài báo này đã hợp tác với một công ty Singapore và dẫn dắt hơn 10 nghiên cứu sinh tham gia thiết kế Nhà máy Điện tử SAE liên doanh Mỹ-Hồng Kông, áp dụng hệ thống điều hòa không khí và thông gió thanh lọc loại sau. Dự án có phòng sạch đạt tiêu chuẩn ISO Class 5, diện tích khoảng 6.000 m2 (trong đó 1.500 m2 do Cơ quan Khí quyển Nhật Bản thuê). Phòng điều hòa được bố trí song song với phòng sạch dọc theo tường ngoài và chỉ tiếp giáp với hành lang. Các đường ống gió tươi, gió thải và gió hồi ngắn và được bố trí thông suốt.

2) Sơ đồ MAU+AHU+FFU.

Giải pháp này thường được tìm thấy trong các nhà máy vi điện tử với nhiều yêu cầu về nhiệt độ và độ ẩm khác nhau và chênh lệch lớn về tải nhiệt độ và độ ẩm, đồng thời mức độ sạch cũng cao. Vào mùa hè, không khí trong lành được làm mát và hút ẩm đến một điểm tham số cố định. Thông thường, xử lý không khí trong lành đến giao điểm của đường enthalpy đẳng áp và đường độ ẩm tương đối 95% của phòng sạch có nhiệt độ và độ ẩm đại diện hoặc phòng sạch có thể tích không khí trong lành lớn nhất là phù hợp. Thể tích không khí của MAU được xác định theo nhu cầu bổ sung không khí của từng phòng sạch và được phân phối đến AHU của mỗi phòng sạch bằng đường ống theo thể tích không khí trong lành cần thiết, và được trộn với một phần không khí hồi lưu trong nhà để xử lý nhiệt độ và độ ẩm. Thiết bị này chịu toàn bộ tải nhiệt độ và độ ẩm và một phần tải bệnh thấp khớp mới của phòng sạch mà nó phục vụ. Không khí được xử lý bởi mỗi AHU được đưa đến khoang khí cấp trong mỗi phòng sạch và sau khi trộn lần thứ cấp với không khí hồi lưu trong nhà, nó được đưa vào phòng bằng bộ FFU.

Ưu điểm chính của giải pháp MAU+AHU+FFU là ngoài việc đảm bảo độ sạch và áp suất dương, nó còn đảm bảo nhiệt độ và độ ẩm tương đối khác nhau cần thiết cho từng quy trình sản xuất của phòng sạch. Tuy nhiên, do số lượng AHU được lắp đặt thường chiếm diện tích phòng lớn, đường ống cấp khí, khí tươi và khí hồi của phòng sạch bị chồng chéo, chiếm diện tích lớn, bố trí phức tạp hơn, việc bảo trì và quản lý khó khăn và phức tạp hơn, do đó, không cần yêu cầu đặc biệt nào để tránh sử dụng.