Antrinio grąžinimo oro schema oro kondicionavimo sistemai

Mikroelektronikos dirbtuvėse, kurių švarios patalpos plotas yra santykinai mažas, o grįžtamojo oro kanalo spindulys ribotas, buvo naudojama oro kondicionavimo sistemos antrinio grąžinamo oro schema. Ši schema taip pat dažnai naudojama...švarūs kambariaikitose pramonės šakose, tokiose kaip farmacija ir medicininė priežiūra. Kadangi vėdinimo tūris, reikalingas švarios patalpos temperatūros ir drėgmės reikalavimams patenkinti, paprastai yra daug mažesnis nei vėdinimo tūris, reikalingas švaros lygiui pasiekti, todėl tiekiamo ir grįžtamo oro temperatūros skirtumas yra mažas. Jei naudojama pirminė grįžtamojo oro schema, temperatūros skirtumas tarp tiekiamo oro būsenos taško ir oro kondicionavimo įrenginio rasos taško yra didelis, todėl reikalingas antrinis šildymas, dėl kurio oro apdorojimo procese kompensuojamas šaltas šilumos poveikis ir padidėja energijos suvartojimas. Jei naudojama antrinė grįžtamojo oro schema, antrinis grįžtamasis oras gali būti naudojamas kaip pirminės grįžtamojo oro schemos antrinio šildymo pakaitalas. Nors pirminio ir antrinio grįžtamojo oro santykio reguliavimas yra šiek tiek mažiau jautrus nei antrinės šilumos reguliavimas, antrinė grįžtamojo oro schema yra plačiai pripažinta kaip oro kondicionavimo energijos taupymo priemonė mažose ir vidutinio dydžio mikroelektronikos švaros dirbtuvėse.

Pavyzdžiui, paimkime ISO 6 klasės mikroelektronikos švarias dirbtuves, kurių švarių dirbtuvių plotas yra 1 000 m2, lubų aukštis – 3 m. Vidaus projektavimo parametrai yra šie: temperatūra tn = (23 ± 1) ℃, santykinė drėgmė φn = 50 % ± 5 %; projektinis oro tiekimo tūris yra 171 000 m3/h, oro kaitos laikas apie 57 h-1, o gryno oro tūris yra 25 500 m3/h (iš kurių proceso šalinamo oro tūris yra 21 000 m3/h, o likusi dalis – teigiamo slėgio nuotėkio oro tūris). Jautrioji šilumos apkrova švariose dirbtuvėse yra 258 kW (258 W/m2), oro kondicionieriaus šilumos ir drėgmės santykis yra ε = 35 000 kJ/kg, o kambario grįžtančio oro temperatūrų skirtumas yra 4,5 ℃. Šiuo metu pagrindinis grįžtamo oro tūris
Šiuo metu tai yra dažniausiai mikroelektronikos pramonės švariosiose patalpose naudojama oro valymo sistema, kurią galima suskirstyti į tris pagrindinius tipus: AHU+FFU; MAU+AHU+FFU; MAU+DC (sausoji ritė) +FFU. Kiekvienas iš jų turi savo privalumų ir trūkumų bei tinkamų vietų, o energijos taupymo efektas daugiausia priklauso nuo filtro, ventiliatoriaus ir kitos įrangos veikimo.

1) AHU+FFU sistema.

Šis sistemos režimas naudojamas mikroelektronikos pramonėje kaip „oro kondicionavimo ir valymo fazių atskyrimo būdas“. Gali būti dvi situacijos: viena – oro kondicionavimo sistema tiekia tik gryną orą, o apdorotas grynas oras neša visą švarios patalpos šilumos ir drėgmės apkrovą ir veikia kaip papildomas oras, subalansuojantis ištraukiamo oro ir teigiamo slėgio nuotėkį švarioje patalpoje. Ši sistema dar vadinama MAU+FFU sistema. Kita – vien gryno oro kiekio nepakanka švarios patalpos šalčio ir šilumos apkrovos poreikiams patenkinti arba grynas oras iš lauko būsenos apdorojamas iki per didelio rasos taško entalpijos skirtumo, todėl dalis patalpos oro (atitinka grįžtamąjį orą) grąžinama į oro kondicionavimo įrenginį, sumaišoma su grynu oru šilumos ir drėgmės apdorojimui, o tada siunčiama į oro tiekimo kamerą. Sumaišytas su likusiu švarios patalpos grįžtamuoju oru (atitinka antrinį grįžtamąjį orą), jis patenka į FFU įrenginį ir tada siunčiamas į švarią patalpą. Nuo 1992 iki 1994 m. antrasis šio straipsnio autorius bendradarbiavo su Singapūro įmone ir vadovavo daugiau nei 10 magistrantūros studentų, dalyvavusių JAV ir Honkongo bendros įmonės „SAE Electronics Factory“ projektavime, kurioje buvo įdiegta pastarojo tipo valymo oro kondicionavimo ir vėdinimo sistema. Projekte numatyta maždaug 6 000 m2 ploto ISO 5 klasės švari patalpa (iš kurios 1 500 m2 užsakė Japonijos atmosferos agentūra). Oro kondicionavimo patalpa išdėstyta lygiagrečiai švarios patalpos pusei palei išorinę sieną ir tik greta koridoriaus. Šviežio oro, ištraukiamo oro ir grįžtamojo oro vamzdžiai yra trumpi ir išdėstyti sklandžiai.

2) MAU+AHU+FFU schema.

Šis sprendimas dažniausiai naudojamas mikroelektronikos gamyklose, kurioms keliami keli temperatūros ir drėgmės reikalavimai, o šilumos ir drėgmės apkrovos skiriasi, o švaros lygis taip pat yra aukštas. Vasarą grynas oras vėsinamas ir sausinamas iki fiksuoto parametro taško. Paprastai gryną orą tikslinga apdoroti iki izometrinės entalpijos linijos ir 95 % santykinės drėgmės linijos susikirtimo taško švarioje patalpoje, kurioje yra reprezentatyvi temperatūra ir drėgmė, arba švarioje patalpoje, kurioje yra didžiausias gryno oro tūris. MAU oro tūris nustatomas pagal kiekvienos švarios patalpos poreikius papildyti orą ir vamzdžiais paskirstomas kiekvienos švarios patalpos AHU pagal reikiamą gryno oro kiekį ir sumaišomas su šiek tiek vidaus grįžtamojo oro šilumos ir drėgmės apdorojimui. Šis įrenginys padengia visą šilumos ir drėgmės apkrovą bei dalį naujos reumatinės apkrovos švarioje patalpoje, kurią jis aptarnauja. Kiekvieno AHU apdorotas oras siunčiamas į tiekiamo oro kamerą kiekvienoje švarioje patalpoje, o po antrinio sumaišymo su vidaus grįžtamuoju oru, FFU įrenginys jį siunčia į patalpą.

Pagrindinis MAU+AHU+FFU sprendimo privalumas yra tas, kad jis ne tik užtikrina švarą ir teigiamą slėgį, bet ir skirtingas temperatūras bei santykinę drėgmę, reikalingas kiekvienam švarios patalpos procesui. Tačiau dažnai dėl įrengtų AHU skaičiaus, patalpos plotas yra didelis, švarios patalpos gryno oro, grįžtamojo oro ir oro tiekimo vamzdynai yra susikryžiuojantys, užima daug erdvės, išdėstymas yra sudėtingesnis, priežiūra ir valdymas yra sudėtingesni, todėl nėra jokių specialių reikalavimų, kad būtų kuo mažiau naudojamas.