โครงการอากาศกลับทุติยภูมิสำหรับระบบปรับอากาศ

การประชุมเชิงปฏิบัติการไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่มีพื้นที่ห้องสะอาดค่อนข้างเล็กและรัศมีจำกัดของท่ออากาศส่งกลับ ใช้เพื่อนำโครงร่างอากาศส่งกลับทุติยภูมิของระบบปรับอากาศมาใช้ โครงการนี้ยังใช้กันทั่วไปในห้องพักสะอาดในอุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น ยาและการรักษาพยาบาล เนื่องจากปริมาณการระบายอากาศเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของอุณหภูมิห้องที่สะอาด ความชื้นโดยทั่วไปจะน้อยกว่าปริมาณการระบายอากาศที่จำเป็นเพื่อให้ได้ระดับความสะอาด ดังนั้น ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างอากาศที่จ่ายและอากาศที่ไหลกลับจึงมีน้อย หากใช้รูปแบบอากาศกลับหลัก ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างจุดสถานะอากาศจ่ายและจุดน้ำค้างของเครื่องปรับอากาศมีมาก จำเป็นต้องมีการทำความร้อนสำรอง ส่งผลให้ความร้อนเย็นชดเชยในกระบวนการบำบัดอากาศและการใช้พลังงานมากขึ้น . หากใช้รูปแบบอากาศไหลกลับทุติยภูมิ สามารถใช้อากาศไหลกลับทุติยภูมิเพื่อแทนที่การทำความร้อนสำรองของรูปแบบอากาศไหลย้อนหลักได้ แม้ว่าการปรับอัตราส่วนอากาศส่งกลับหลักและรองจะมีความไวน้อยกว่าการปรับความร้อนทุติยภูมิเล็กน้อย แต่รูปแบบอากาศกลับทุติยภูมิได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นมาตรการประหยัดพลังงานเครื่องปรับอากาศในโรงปฏิบัติงานทำความสะอาดไมโครอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กและขนาดกลาง .

ยกตัวอย่างโรงปฏิบัติงานสะอาดไมโครอิเล็กทรอนิกส์ระดับ ISO 6 พื้นที่โรงงานสะอาด 1,000 ตร.ม. เพดานสูง 3 ม. พารามิเตอร์การออกแบบตกแต่งภายในคืออุณหภูมิ tn= (23±1) ℃ ความชื้นสัมพัทธ์ φn=50%±5% ปริมาณการจ่ายอากาศที่ออกแบบคือ 171,000 ลบ.ม./ชม. ประมาณ 57 ชม.-1 ครั้งในการแลกเปลี่ยนอากาศ และปริมาณอากาศบริสุทธิ์คือ 25,500 ลบ.ม./ชม. (ซึ่งปริมาณอากาศเสียในกระบวนการคือ 21,000 ลบ.ม./ชม. และส่วนที่เหลือคือ ปริมาณอากาศรั่วไหลของแรงดันบวก) โหลดความร้อนสัมผัสในเวิร์คช็อปที่สะอาดคือ 258 kW (258 W/m2) อัตราส่วนความร้อน/ความชื้นของเครื่องปรับอากาศคือ ε=35,000 kJ/kg และความแตกต่างของอุณหภูมิของอากาศไหลกลับของห้องคือ 4.5 ℃ ขณะนี้ปริมาณอากาศกลับหลักอยู่ที่
ปัจจุบันเป็นรูปแบบของระบบปรับอากาศบริสุทธิ์ที่ใช้กันมากที่สุดในห้องสะอาดอุตสาหกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ระบบประเภทนี้สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทเป็นหลัก: AHU+FFU; มอ+AHU+FFU; MAU+DC (คอยล์แห้ง) +FFU แต่ละจุดมีข้อดีและข้อเสียและมีสถานที่ที่เหมาะสม ผลการประหยัดพลังงานขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของตัวกรองและพัดลมและอุปกรณ์อื่น ๆ เป็นหลัก

1) ระบบ AHU+FFU

โหมดระบบประเภทนี้ใช้ในอุตสาหกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกส์ในฐานะ “วิธีการแยกเครื่องปรับอากาศและขั้นตอนการฟอกอากาศ” อาจมีสองสถานการณ์: หนึ่งคือระบบปรับอากาศเกี่ยวข้องกับอากาศบริสุทธิ์เท่านั้น และอากาศบริสุทธิ์ที่ผ่านการบำบัดจะรับภาระความร้อนและความชื้นทั้งหมดของห้องคลีนรูม และทำหน้าที่เป็นอากาศเสริมเพื่อสร้างสมดุลของอากาศเสียและการรั่วไหลของแรงดันบวก ของห้องคลีนรูม ระบบนี้เรียกอีกอย่างว่าระบบ MAU+FFU อีกอย่างคือปริมาณอากาศบริสุทธิ์เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการโหลดความเย็นและความร้อนของห้องคลีนรูม หรือเนื่องจากอากาศบริสุทธิ์ถูกประมวลผลจากสภาวะกลางแจ้งไปจนถึงจุดน้ำค้างส่วนต่างเอนทาลปีเฉพาะของเครื่องที่ต้องการมีขนาดใหญ่เกินไป และอากาศภายในอาคารส่วนหนึ่ง (เทียบเท่ากับอากาศกลับ) จะถูกส่งกลับไปยังหน่วยบำบัดเครื่องปรับอากาศ ผสมกับอากาศบริสุทธิ์เพื่อบำบัดความร้อนและความชื้น แล้วส่งไปยัง Plenum จ่ายอากาศ เมื่อผสมกับอากาศไหลกลับที่เหลือในห้องคลีนรูม (เทียบเท่ากับอากาศไหลย้อนรอง) อากาศจะเข้าสู่ยูนิต FFU แล้วส่งเข้าไปในห้องคลีนรูม ตั้งแต่ปี 1992 ถึง 1994 ผู้เขียนคนที่สองของบทความนี้ได้ร่วมมือกับบริษัทในสิงคโปร์และนำนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษามากกว่า 10 คนเข้าร่วมในการออกแบบโรงงาน SAE Electronics ซึ่งเป็นบริษัทร่วมทุนระหว่างสหรัฐฯ และฮ่องกง ซึ่งใช้เครื่องปรับอากาศฟอกอากาศแบบหลังและ ระบบระบายอากาศ โครงการนี้มีห้องสะอาด ISO Class 5 บนพื้นที่ประมาณ 6,000 ตร.ม. (1,500 ตร.ม. ซึ่งได้รับสัญญาจาก Japan Atmospheric Agency) ห้องปรับอากาศจัดวางขนานกับด้านห้องคลีนรูมตามแนวผนังภายนอกและติดกับทางเดินเท่านั้น อากาศบริสุทธิ์ อากาศเสีย และท่อลมกลับสั้นและจัดเรียงได้อย่างราบรื่น

2) โครงการ MAU+AHU+FFU

วิธีแก้ปัญหานี้พบได้ทั่วไปในโรงงานไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความต้องการอุณหภูมิและความชื้นหลายระดับ และมีภาระความร้อนและความชื้นแตกต่างกันมาก และระดับความสะอาดก็สูงเช่นกัน ในฤดูร้อน อากาศบริสุทธิ์จะถูกทำให้เย็นลงและลดความชื้นจนถึงจุดพารามิเตอร์คงที่ โดยปกติแล้ว การบำบัดอากาศบริสุทธิ์ไปยังจุดตัดของเส้นไอโซเมตริกเอนทาลปีและเส้นความชื้นสัมพัทธ์ 95% ของห้องปลอดเชื้อที่มีอุณหภูมิและความชื้นปกติ หรือห้องปลอดเชื้อที่มีปริมาณอากาศบริสุทธิ์มากที่สุดมักเหมาะสม ปริมาณอากาศของ MAU จะถูกกำหนดตามความต้องการของห้องคลีนรูมแต่ละห้องเพื่อเติมอากาศและกระจายไปยัง AHU ของห้องคลีนแต่ละห้องด้วยท่อตามปริมาณอากาศบริสุทธิ์ที่ต้องการ และผสมกับอากาศกลับภายในอาคารบางส่วนเพื่อให้ความร้อน และการรักษาความชื้น อุปกรณ์นี้รับภาระความร้อนและความชื้นทั้งหมด และเป็นส่วนหนึ่งของภาระโรคไขข้ออักเสบใหม่ของห้องสะอาดที่ทำหน้าที่ อากาศที่บำบัดโดย AHU แต่ละตัวจะถูกส่งไปยังช่องอากาศจ่ายในห้องคลีนรูมแต่ละห้อง และหลังจากการผสมขั้นที่สองกับอากาศไหลกลับภายในอาคาร หน่วย FFU จะส่งเข้าไปในห้อง

ข้อได้เปรียบหลักของโซลูชัน MAU+AHU+FFU คือ นอกจากรับประกันความสะอาดและแรงดันเชิงบวกแล้ว ยังรับประกันอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ที่แตกต่างกันซึ่งจำเป็นสำหรับการผลิตกระบวนการห้องปลอดเชื้อแต่ละห้องอีกด้วย อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งเนื่องจากจำนวน AHU ที่ตั้งขึ้น ครอบครองพื้นที่ห้องมีขนาดใหญ่ อากาศบริสุทธิ์ของห้องสะอาด อากาศกลับ ท่อส่งอากาศที่สลับซับซ้อน ครอบครองพื้นที่ขนาดใหญ่ รูปแบบยุ่งยากมากขึ้น การบำรุงรักษาและการจัดการทำได้ยากขึ้น และซับซ้อนดังนั้นจึงไม่มีข้อกำหนดพิเศษใด ๆ เพื่อหลีกเลี่ยงการใช้งาน