Esquema de retorno de ar secundário para sistema de ar condicionado

A oficina de microeletrônica com área de sala limpa relativamente pequena e raio limitado do duto de retorno de ar é usada para adotar o esquema de retorno de ar secundário do sistema de ar condicionado. Este esquema também é comumente usado emquartos limposem outras indústrias, como farmacêutica e de assistência médica. Como o volume de ventilação para atender aos requisitos de temperatura e umidade da sala limpa é geralmente muito menor do que o volume de ventilação necessário para atingir o nível de limpeza, a diferença de temperatura entre o ar de insuflação e o ar de retorno é pequena. Se o esquema de ar de retorno primário for usado, a diferença de temperatura entre o ponto de estado do ar de insuflação e o ponto de orvalho da unidade de ar condicionado for grande, o aquecimento secundário será necessário, resultando no deslocamento do calor frio no processo de tratamento do ar e em maior consumo de energia. Se o esquema de ar de retorno secundário for usado, o ar de retorno secundário pode ser usado para substituir o aquecimento secundário do esquema de ar de retorno primário. Embora o ajuste da relação de ar de retorno primário e secundário seja ligeiramente menos sensível do que o ajuste do calor secundário, o esquema de ar de retorno secundário tem sido amplamente reconhecido como uma medida de economia de energia de ar condicionado em oficinas limpas de microeletrônica de pequeno e médio porte.

Tomemos como exemplo uma oficina limpa de microeletrônica classe ISO 6, com área de 1.000 m² e pé-direito de 3 m. Os parâmetros de projeto de interiores são temperatura tn = (23 ± 1) ℃, umidade relativa φn = 50% ± 5%; o volume de ar fornecido pelo projeto é de 171.000 m³/h, com tempo de troca de ar de aproximadamente 57 horas, e o volume de ar fresco é de 25.500 m³/h (dos quais o volume de ar de exaustão do processo é de 21.000 m³/h e o restante é o volume de ar de vazamento de pressão positiva). A carga térmica sensível na oficina limpa é de 258 kW (258 W/m²), a relação calor/umidade do ar condicionado é ε = 35.000 kJ/kg e a diferença de temperatura do ar de retorno da sala é de 4,5 ℃. Neste momento, o volume de ar de retorno primário de
Este é atualmente o sistema de ar condicionado de purificação mais utilizado em salas limpas da indústria de microeletrônica. Este tipo de sistema pode ser dividido principalmente em três tipos: AHU + FFU; MAU ​​+ AHU + FFU; MAU ​​+ CC (serpentina seca) + FFU. Cada um tem suas vantagens e desvantagens e locais adequados, e o efeito de economia de energia depende principalmente do desempenho do filtro, do ventilador e de outros equipamentos.

1) Sistema AHU+FFU.

Este tipo de modo de sistema é usado na indústria de microeletrônica como "a maneira de separar o ar condicionado e a fase de purificação". Pode haver duas situações: uma é que o sistema de ar condicionado lida apenas com ar fresco, e o ar fresco tratado suporta toda a carga de calor e umidade da sala limpa e atua como um ar suplementar para equilibrar o ar de exaustão e o vazamento de pressão positiva da sala limpa, este sistema também é chamado de sistema MAU + FFU; A outra é que o volume de ar fresco sozinho não é suficiente para atender às necessidades de carga de frio e calor da sala limpa, ou porque o ar fresco é processado do estado externo para a diferença de entalpia específica do ponto de orvalho da máquina necessária é muito grande, e parte do ar interno (equivalente a um ar de retorno) é retornado para a unidade de tratamento de ar condicionado, misturado com o ar fresco para tratamento de calor e umidade e, em seguida, enviado para o plenum de suprimento de ar. Misturado com o ar de retorno restante da sala limpa (equivalente ao ar de retorno secundário), ele entra na unidade FFU e, em seguida, o envia para a sala limpa. De 1992 a 1994, o segundo autor deste artigo cooperou com uma empresa de Singapura e liderou mais de 10 estudantes de pós-graduação para participar do projeto da SAE Electronics Factory, uma joint venture entre EUA e Hong Kong, que adotou este último tipo de sistema de purificação de ar condicionado e ventilação. O projeto inclui uma sala limpa ISO Classe 5 com aproximadamente 6.000 m² (dos quais 1.500 m² foram contratados pela Agência Atmosférica do Japão). A sala de ar condicionado está disposta paralelamente à lateral da sala limpa, ao longo da parede externa, e adjacente apenas ao corredor. As tubulações de ar fresco, ar de exaustão e ar de retorno são curtas e dispostas suavemente.

2) Esquema MAU+AHU+FFU.

Esta solução é comumente encontrada em plantas de microeletrônica com múltiplos requisitos de temperatura e umidade e grandes diferenças na carga de calor e umidade, e o nível de limpeza também é alto. No verão, o ar fresco é resfriado e desumidificado a um ponto de parâmetro fixo. Geralmente, é apropriado tratar o ar fresco até o ponto de intersecção da linha de entalpia isométrica e a linha de umidade relativa de 95% da sala limpa com temperatura e umidade representativas ou da sala limpa com o maior volume de ar fresco. O volume de ar da unidade de tratamento de ar (MAU) é determinado de acordo com as necessidades de cada sala limpa para reabastecer o ar, e é distribuído para a unidade de tratamento de ar (AHU) de cada sala limpa por meio de tubulações de acordo com o volume de ar fresco necessário, sendo misturado com parte do ar de retorno interno para tratamento de calor e umidade. Esta unidade suporta toda a carga de calor e umidade e parte da nova carga de reumatismo da sala limpa que atende. O ar tratado por cada AHU é enviado para o plenum de ar de insuflação em cada sala limpa e, após a mistura secundária com o ar de retorno interno, é enviado para a sala pela unidade de tratamento de ar (FFU).

A principal vantagem da solução MAU+AHU+FFU é que, além de garantir a limpeza e a pressão positiva, também garante as diferentes temperaturas e umidade relativa necessárias para a produção de cada processo de sala limpa. No entanto, muitas vezes, devido ao grande número de AHUs instaladas, a área da sala é grande, o ar fresco da sala limpa, o ar de retorno e as tubulações de suprimento de ar se cruzam, ocupando um grande espaço, o layout é mais problemático, a manutenção e o gerenciamento são mais difíceis e complexos, portanto, não há requisitos especiais para evitar o uso, na medida do possível.