Másodlagos visszatérő levegőrendszer légkondicionáló rendszerhez

A viszonylag kis tisztatérrel és korlátozott visszatérő levegőcsatorna-sugárral rendelkező mikroelektronikai műhelyekben a légkondicionáló rendszer másodlagos visszatérő levegős sémáját alkalmazzák. Ezt a sémát gyakran használják a következőkben is:tiszta szobákmás iparágakban, például a gyógyszeriparban és az egészségügyben. Mivel a tiszta helyiség hőmérsékletének és páratartalmának eléréséhez szükséges szellőztetési térfogat általában jóval kisebb, mint a tisztasági szint eléréséhez szükséges szellőztetési térfogat, ezért a befújt és a visszatérő levegő közötti hőmérsékletkülönbség kicsi. Ha az elsődleges visszatérő levegős rendszert alkalmazzák, a befújt levegő állapotpontja és a légkondicionáló egység harmatpontja közötti hőmérsékletkülönbség nagy, másodlagos fűtésre van szükség, ami a hideg hő eltolódását eredményezi a levegőkezelési folyamatban, és nagyobb energiafogyasztást. Ha a másodlagos visszatérő levegős rendszert alkalmazzák, a másodlagos visszatérő levegő felhasználható az elsődleges visszatérő levegős rendszer másodlagos fűtésének helyettesítésére. Bár az elsődleges és a másodlagos visszatérő levegő arányának beállítása valamivel kevésbé érzékeny, mint a másodlagos hő beállítása, a másodlagos visszatérő levegős rendszert széles körben elismerték a légkondicionáló energiatakarékossági intézkedéseként a kis és közepes méretű mikroelektronikai tiszta műhelyekben.

Vegyünk például egy ISO 6 osztályú mikroelektronikai tisztaműhelyt, amelynek tisztaműhelye 1000 m2, belmagassága 3 m. A belső tervezési paraméterek a következők: hőmérséklet tn = (23±1) ℃, relatív páratartalom φn = 50%±5%; a tervezett levegőbefúvás mennyisége 171 000 m3/h, körülbelül 57 h-1 légcsereidő, a friss levegő mennyisége pedig 25 500 m3/h (ebből a technológiai elszívott levegő mennyisége 21 000 m3/h, a többi pedig pozitív nyomású szivárgási levegő mennyisége). A tisztaműhely érzékelhető hőterhelése 258 kW (258 W/m2), a légkondicionáló hő/páratartalom aránya ε=35 000 kJ/kg, a helyiség visszatérő levegőjének hőmérsékletkülönbsége pedig 4,5 ℃. Ekkor a primer visszatérő levegő térfogata
Ez jelenleg a mikroelektronikai ipar tisztatereiben a leggyakrabban használt tisztító légkondicionáló rendszer. Ez a rendszertípus főként három típusra osztható: AHU+FFU; MAU+AHU+FFU; MAU+DC (száraz tekercses) +FFU. Mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai, valamint a megfelelő elhelyezése, az energiatakarékos hatás főként a szűrő, a ventilátor és az egyéb berendezések teljesítményétől függ.

1) Légkezelő+FFU rendszer.

Ezt a rendszermódot a mikroelektronikai iparban a „légkondicionálási és tisztítási fázis szétválasztásának módjaként” használják. Két helyzet állhat fenn: az egyik, hogy a légkondicionáló rendszer csak friss levegővel foglalkozik, és a kezelt friss levegő viseli a tisztaszoba összes hő- és páratartalmát, és kiegészítő levegőként működik, hogy kiegyensúlyozza a tisztaszoba elszívott levegőjét és pozitív nyomású szivárgását, ezt a rendszert MAU+FFU rendszernek is nevezik; a másik, hogy a friss levegő mennyisége önmagában nem elegendő a tisztaszoba hideg- és hőterhelési igényeinek kielégítésére, vagy mert a friss levegőt a kültéri állapotból a szükséges gép harmatponti fajlagos entalpiakülönbsége túl nagy, és a beltéri levegő egy része (ami egyenértékű a visszatérő levegővel) visszakerül a légkondicionáló kezelőegységbe, összekeveredik a friss levegővel hő- és páratartalom-kezelés céljából, majd a levegőellátó légterébe kerül. A maradék tisztaszoba visszatérő levegőjével (ami egyenértékű a másodlagos visszatérő levegővel) összekeverve belép az FFU egységbe, majd a tisztaszobaba kerül. 1992 és 1994 között a tanulmány második szerzője egy szingapúri céggel működött együtt, és több mint 10 végzős hallgatót vezetett az amerikai-hongkongi SAE Electronics Factory közös vállalat tervezésében, amely az utóbbi típusú tisztító légkondicionáló és szellőztető rendszert alkalmazta. A projekt egy körülbelül 6000 m2-es, ISO 5 osztályú tisztaszobával rendelkezik (ebből 1500 m2-t a Japán Légkörkutatási Ügynökség bérelt le). A légkondicionáló helyiség a tisztaszoba oldalával párhuzamosan, a külső fal mentén, és csak a folyosó mellett helyezkedik el. A friss levegő, az elszívott levegő és a visszatérő levegő csövek rövidek és simán el vannak helyezve.

2) MAU+AHU+FFU rendszer.

Ez a megoldás gyakran előfordul mikroelektronikai üzemekben, ahol többféle hőmérséklet- és páratartalom-követelmény, nagy különbségek vannak a hő- és páratartalom-terhelésben, és a tisztasági szint is magas. Nyáron a friss levegőt egy rögzített paraméterpontra hűtik és párátlanítják. Általában célszerű a friss levegőt a reprezentatív hőmérsékletű és páratartalmú tisztaszoba vagy a legnagyobb friss levegőmennyiséggel rendelkező tisztaszoba izometrikus entalpiavonalának és 95%-os relatív páratartalom-vonalának metszéspontjáig kezelni. Az MAU légmennyiségét az egyes tisztaszobák levegőpótlási igényei szerint határozzák meg, és a szükséges friss levegőmennyiségnek megfelelően csöveken keresztül elosztják az egyes tisztaszobák légkezelő egységeihez, majd összekeverik némi beltéri visszatérő levegővel hő- és páratartalom-kezelés céljából. Ez az egység viseli az általa kiszolgált tisztaszoba összes hő- és páratartalom-terhelését, valamint az új reumatikus terhelés egy részét. Az egyes légkezelő egységek által kezelt levegő az egyes tisztaszobák befújt levegős plénumába kerül, és a beltéri visszatérő levegővel való másodlagos keverés után az FFU egység juttatja a helyiségbe.

Az MAU+AHU+FFU megoldás fő előnye, hogy a tisztaság és a pozitív nyomás biztosítása mellett biztosítja az egyes tisztatéri folyamatokhoz szükséges eltérő hőmérsékleteket és relatív páratartalmat is. Azonban gyakran a felállított AHU-k száma miatt a helyiség nagy területet foglal el, a tisztatér friss levegője, elszívó levegője és levegőellátó csővezetékei keresztezik egymást, nagy helyet foglalnak el, az elrendezés nehézkesebb, a karbantartás és az irányítás nehezebb és összetettebb, ezért amennyire csak lehetséges, nincsenek különleges követelmények a használatuk elkerülése érdekében.