Sơ đồ hồi lưu thứ cấp cho hệ thống điều hòa không khí

Xưởng vi điện tử có diện tích phòng sạch tương đối nhỏ và bán kính ống dẫn khí hồi lưu hạn chế được sử dụng để áp dụng sơ đồ hồi lưu thứ cấp của hệ thống điều hòa không khí. Sơ đồ này cũng thường được sử dụng trongphòng sạchtrong các ngành công nghiệp khác như dược phẩm và chăm sóc y tế. Do lượng thông gió để đáp ứng yêu cầu về độ ẩm của nhiệt độ phòng sạch thường nhỏ hơn nhiều so với lượng thông gió cần thiết để đạt được mức độ sạch, do đó chênh lệch nhiệt độ giữa không khí cấp và không khí hồi là nhỏ. Nếu sử dụng sơ đồ không khí hồi lưu sơ cấp, chênh lệch nhiệt độ giữa điểm trạng thái không khí cung cấp và điểm sương của bộ điều hòa không khí lớn, cần phải gia nhiệt thứ cấp, dẫn đến bù nhiệt lạnh trong quá trình xử lý không khí và tiêu thụ nhiều năng lượng hơn . Nếu sơ đồ hồi lưu thứ cấp được sử dụng thì khí hồi lưu thứ cấp có thể được sử dụng để thay thế hệ thống sưởi thứ cấp của sơ đồ hồi lưu sơ cấp. Mặc dù việc điều chỉnh tỷ lệ không khí hồi lưu sơ cấp và thứ cấp kém nhạy hơn một chút so với điều chỉnh nhiệt thứ cấp, nhưng sơ đồ hồi lưu thứ cấp đã được công nhận rộng rãi như một biện pháp tiết kiệm năng lượng điều hòa không khí trong các xưởng sạch vi điện tử vừa và nhỏ. .

Lấy một xưởng sạch vi điện tử cấp 6 ISO làm ví dụ, diện tích xưởng sạch là 1 000 m2, trần cao 3 m. Các thông số thiết kế nội thất là nhiệt độ tn= (23±1) oC, độ ẩm tương đối φn=50%±5%; Lưu lượng cấp khí thiết kế là 171.000 m3/h, thời gian trao đổi không khí khoảng 57 h-1, lượng không khí trong lành là 25.500 m3/h (trong đó lưu lượng khí thải của quá trình là 21.000 m3/h, còn lại là thể tích không khí rò rỉ áp suất dương). Tải nhiệt hợp lý trong xưởng sạch là 258 kW (258 W/m2), tỷ lệ nhiệt/độ ẩm của máy điều hòa không khí là ε=35 000 kJ/kg và chênh lệch nhiệt độ của không khí hồi trong phòng là 4,5oC. Tại thời điểm này, lượng không khí hồi lưu sơ cấp của
Đây hiện là dạng hệ thống điều hòa không khí thanh lọc được sử dụng phổ biến nhất trong phòng sạch ngành vi điện tử, loại hệ thống này chủ yếu có thể được chia thành ba loại: AHU+FFU; MAU+AHU+FFU; MAU+DC (Cuộn dây khô) +FFU. Mỗi loại đều có ưu nhược điểm và vị trí thích hợp, hiệu quả tiết kiệm năng lượng chủ yếu phụ thuộc vào hiệu suất của bộ lọc, quạt và các thiết bị khác.

1) Hệ thống AHU+FFU.

Loại chế độ hệ thống này được sử dụng trong ngành vi điện tử như “cách tách giai đoạn điều hòa không khí và lọc”. Có thể xảy ra hai tình huống: một là hệ thống điều hòa không khí chỉ xử lý không khí trong lành, còn không khí trong lành đã qua xử lý chịu toàn bộ tải nhiệt và độ ẩm của phòng sạch và đóng vai trò là không khí bổ sung để cân bằng khí thải và rò rỉ áp suất dương của phòng sạch, hệ thống này còn được gọi là hệ thống MAU+FFU; Mặt khác là chỉ riêng lượng không khí trong lành không đủ đáp ứng nhu cầu tải lạnh và nhiệt của phòng sạch, hoặc do không khí trong lành được xử lý từ trạng thái ngoài trời đến chênh lệch entanpy riêng điểm sương của máy yêu cầu quá lớn và một phần không khí trong nhà (tương đương với không khí hồi) được đưa trở lại bộ phận xử lý điều hòa không khí, trộn với không khí trong lành để xử lý nhiệt và độ ẩm, sau đó được đưa đến hệ thống cấp không khí. Trộn với không khí hồi lưu phòng sạch còn lại (tương đương với không khí hồi lưu thứ cấp), nó đi vào bộ phận FFU và sau đó đưa vào phòng sạch. Từ năm 1992 đến năm 1994, tác giả thứ hai của bài báo này đã hợp tác với một công ty Singapore và dẫn dắt hơn 10 sinh viên tốt nghiệp tham gia thiết kế Nhà máy Điện tử SAE liên doanh Mỹ-Hồng Kông, nơi áp dụng loại máy điều hòa không khí thanh lọc sau này và hệ thống thông gió. Dự án có phòng sạch ISO Class 5 rộng khoảng 6.000 m2 (trong đó 1.500 m2 do Cơ quan Khí quyển Nhật Bản ký hợp đồng). Phòng điều hòa được bố trí song song với mặt phòng sạch dọc theo tường ngoài và chỉ giáp với hành lang. Các đường dẫn khí tươi, khí thải và khí hồi đều ngắn và được bố trí thông suốt.

2) Sơ đồ MAU+AHU+FFU.

Giải pháp này thường được tìm thấy trong các nhà máy vi điện tử có nhiều yêu cầu về nhiệt độ và độ ẩm cũng như sự chênh lệch lớn về tải nhiệt và độ ẩm, đồng thời mức độ sạch cũng cao. Vào mùa hè, không khí trong lành được làm mát và hút ẩm đến một điểm thông số cố định. Thông thường, việc xử lý không khí trong lành đến điểm giao nhau của đường entanpy đẳng cự và đường độ ẩm tương đối 95% của phòng sạch có nhiệt độ và độ ẩm đại diện hoặc phòng sạch có thể tích không khí trong lành lớn nhất là thích hợp. Thể tích không khí của MAU được xác định theo nhu cầu của từng phòng sạch để bổ sung không khí và được phân phối đến AHU của từng phòng sạch bằng các đường ống theo thể tích không khí trong lành cần thiết và được trộn với một ít không khí hồi trong nhà để sưởi ấm và xử lý độ ẩm. Bộ phận này chịu toàn bộ tải nhiệt, độ ẩm và một phần tải thấp khớp mới của phòng sạch mà nó phục vụ. Không khí được xử lý bởi mỗi AHU được gửi đến khoang chứa không khí cung cấp trong mỗi phòng sạch và sau khi trộn thứ cấp với không khí hồi trong nhà, nó sẽ được bộ phận FFU đưa vào phòng.

Ưu điểm chính của giải pháp MAU+AHU+FFU là ngoài việc đảm bảo độ sạch và áp suất dương, nó còn đảm bảo các nhiệt độ và độ ẩm tương đối khác nhau cần thiết cho quá trình sản xuất của từng quy trình phòng sạch. Tuy nhiên, thường do số lượng AHU bố trí nhiều, chiếm diện tích phòng lớn, phòng sạch không khí trong lành, gió hồi, đường ống cấp gió đan chéo, chiếm diện tích lớn, bố trí rắc rối hơn, việc bảo trì và quản lý khó khăn hơn và phức tạp, do đó, không có yêu cầu đặc biệt nào để tránh việc sử dụng.