Esquema de retorno de aire secundario para o sistema de aire acondicionado

O taller de microelectrónica, cunha área de sala limpa relativamente pequena e un radio limitado do conduto de aire de retorno, úsase para adoptar o esquema de aire de retorno secundario do sistema de aire acondicionado. Este esquema tamén se usa habitualmente encuartos limposnoutras industrias como a farmacéutica e a atención médica. Debido a que o volume de ventilación para cumprir os requisitos de temperatura e humidade dunha sala limpa é xeralmente moito menor que o volume de ventilación necesario para alcanzar o nivel de limpeza, a diferenza de temperatura entre o aire de subministración e o aire de retorno é pequena. Se se usa o esquema de aire de retorno primario, a diferenza de temperatura entre o punto de estado do aire de subministración e o punto de orballo da unidade de aire acondicionado é grande, necesítase quecemento secundario, o que resulta na compensación da calor fría no proceso de tratamento do aire e un maior consumo de enerxía. Se se usa o esquema de aire de retorno secundario, o aire de retorno secundario pódese usar para substituír o quecemento secundario do esquema de aire de retorno primario. Aínda que o axuste da relación de aire de retorno primario e secundario é lixeiramente menos sensible que o axuste da calor secundaria, o esquema de aire de retorno secundario foi amplamente recoñecido como unha medida de aforro de enerxía do aire acondicionado en talleres limpos de microelectrónica de pequeno e mediano tamaño.

Tomemos como exemplo un taller limpo de microelectrónica de clase ISO 6, cunha área de taller limpo de 1000 m2 e unha altura do teito de 3 m. Os parámetros de deseño interior son a temperatura tn= (23±1) ℃ e a humidade relativa φn=50%±5%; o volume de subministración de aire de deseño é de 171.000 m3/h, uns tempos de intercambio de aire de 57 h-1 e o volume de aire fresco é de 25.500 m3/h (dos cales o volume de aire de escape do proceso é de 21.000 m3/h e o resto é volume de aire de fuga de presión positiva). A carga térmica sensible no taller limpo é de 258 kW (258 W/m2), a relación calor/humidade do aire acondicionado é de ε=35.000 kJ/kg e a diferenza de temperatura do aire de retorno da sala é de 4,5 ℃. Neste momento, o volume de aire de retorno primario de...
Actualmente, esta é a forma máis empregada de sistema de purificación de aire acondicionado nas salas limpas da industria microelectrónica. Este tipo de sistema pódese dividir principalmente en tres tipos: AHU+FFU; MAU+AHU+FFU; MAU+DC (serpentina seca) +FFU. Cada un ten as súas vantaxes e desvantaxes e os lugares axeitados; o efecto de aforro de enerxía depende principalmente do rendemento do filtro, do ventilador e doutros equipos.

1) Sistema UTA+UFF.

Este tipo de modo de sistema utilízase na industria microelectrónica como "a forma de separar a fase de aire acondicionado e purificación". Pode haber dúas situacións: unha é que o sistema de aire acondicionado só traballa con aire fresco e o aire fresco tratado soporta toda a carga de calor e humidade da sala limpa e actúa como aire suplementario para equilibrar o aire de escape e as fugas de presión positiva da sala limpa; este sistema tamén se denomina sistema MAU+FFU; a outra é que o volume de aire fresco por si só non é suficiente para satisfacer as necesidades de carga de frío e calor da sala limpa ou que a diferenza de entalpía específica do aire fresco que se procesa desde o estado exterior ata o punto de orballo da máquina requirida sexa demasiado grande e parte do aire interior (equivalente a un aire de retorno) devólvese á unidade de tratamento de aire acondicionado, mestúrase co aire fresco para o tratamento de calor e humidade e logo envíase á cámara de subministración de aire. Mesturado co aire de retorno restante da sala limpa (equivalente ao aire de retorno secundario), entra na unidade FFU e logo envíao á sala limpa. De 1992 a 1994, o segundo autor deste artigo colaborou cunha empresa singapuresa e dirixiu a máis de 10 estudantes de posgrao para participar no deseño da empresa conxunta SAE Electronics Factory, entre Estados Unidos e Hong Kong, que adoptou este último tipo de sistema de purificación de aire acondicionado e ventilación. O proxecto conta cunha sala limpa de clase ISO 5 de aproximadamente 6.000 m2 (dos cales 1.500 m2 foron contratados pola Axencia Atmosférica do Xapón). A sala de aire acondicionado está disposta paralela ao lado da sala limpa ao longo da parede exterior e só adxacente ao corredor. As tubaxes de aire fresco, aire de escape e aire de retorno son curtas e están dispostas sen problemas.

2) Esquema MAU+AHU+FFU.

Esta solución atópase habitualmente en plantas de microelectrónica con múltiples requisitos de temperatura e humidade e grandes diferenzas na carga de calor e humidade, e o nivel de limpeza tamén é alto. No verán, o aire fresco arrefríase e deshumidificase ata un punto de parámetro fixo. Normalmente é axeitado tratar o aire fresco ata o punto de intersección da liña de entalpía isométrica e a liña de humidade relativa do 95 % da sala limpa con temperatura e humidade representativas ou da sala limpa co maior volume de aire fresco. O volume de aire da UAM determínase segundo as necesidades de cada sala limpa para repoñer o aire e distribúese á UTA de cada sala limpa con tubos segundo o volume de aire fresco requirido e mestúrase con algo de aire de retorno interior para o tratamento de calor e humidade. Esta unidade soporta toda a carga de calor e humidade e parte da nova carga reumatolóxica da sala limpa á que serve. O aire tratado por cada UTA envíase ao plenum de aire de subministración en cada sala limpa e, despois da mestura secundaria co aire de retorno interior, envíase á sala mediante a unidade FFU.

A principal vantaxe da solución MAU+AHU+FFU é que, ademais de garantir a limpeza e a presión positiva, tamén garante as diferentes temperaturas e humidade relativa necesarias para a produción de cada proceso de sala limpa. Non obstante, debido á cantidade de AHU instaladas, a área que ocupan a sala é grande, o aire fresco, o aire de retorno e as tubaxes de subministración de aire da sala limpa entrecruzanse, ocupando un gran espazo, a disposición é máis problemática, o mantemento e a xestión son máis difíciles e complexos, polo que non se requiren requisitos especiais na medida do posible para evitar o seu uso.