Skema Udara Balik Sekunder Untuk Sistem Pendingin Udara

Bengkel mikro-elektronik dengan area ruang bersih yang relatif kecil dan radius saluran udara balik yang terbatas digunakan untuk mengadopsi skema udara balik sekunder pada sistem pendingin udara. Skema ini juga umum digunakan dalamkamar bersihdalam industri lain seperti farmasi dan perawatan medis. Karena volume ventilasi untuk memenuhi persyaratan kelembaban suhu ruang bersih umumnya jauh lebih sedikit daripada volume ventilasi yang diperlukan untuk mencapai tingkat kebersihan, oleh karena itu, perbedaan suhu antara udara pasokan dan udara kembali kecil. Jika skema udara kembali primer digunakan, perbedaan suhu antara titik keadaan udara pasokan dan titik embun unit pendingin udara besar, pemanasan sekunder diperlukan, menghasilkan offset panas dingin dalam proses pengolahan udara dan lebih banyak konsumsi energi. Jika skema udara kembali sekunder digunakan, udara kembali sekunder dapat digunakan untuk menggantikan pemanasan sekunder dari skema udara kembali primer. Meskipun penyesuaian rasio udara kembali primer dan sekunder sedikit kurang sensitif daripada penyesuaian panas sekunder, skema udara kembali sekunder telah diakui secara luas sebagai tindakan penghematan energi pendingin udara di bengkel bersih mikro-elektronik berukuran kecil dan menengah.

Ambil contoh bengkel bersih mikroelektronika kelas 6 ISO, dengan luas bengkel bersih 1.000 m² dan tinggi langit-langit 3 m. Parameter desain interiornya adalah suhu tn= (23±1) ℃, kelembapan relatif φn=50%±5%; Volume pasokan udara rancangan adalah 171.000 m³/jam, dengan waktu pertukaran udara sekitar 57 jam-1, dan volume udara segar adalah 25.500 m³/jam (dengan volume udara buang proses sebesar 21.000 m³/jam, dan sisanya adalah volume udara bocor tekanan positif). Beban kalor sensibel di bengkel bersih adalah 258 kW (258 W/m²), rasio kalor/kelembapan AC adalah ε=35.000 kJ/kg, dan perbedaan suhu udara balik ruangan adalah 4,5 ℃. Pada saat ini, volume udara balik primer
Ini adalah bentuk sistem pendingin udara pemurnian yang paling umum digunakan saat ini di industri mikroelektronika, terutama di ruang bersih. Sistem ini dapat dibagi menjadi tiga jenis: AHU+FFU; MAU+AHU+FFU; MAU+DC (Dry coil)+FFU. Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan serta penempatan yang tepat. Efek penghematan energi terutama bergantung pada kinerja filter, kipas, dan peralatan lainnya.

1) Sistem AHU+FFU.

Sistem jenis ini digunakan dalam industri mikroelektronika sebagai "cara pemisahan fase pengkondisian udara dan pemurnian". Terdapat dua kemungkinan: pertama, sistem pengkondisian udara hanya menangani udara segar, dan udara segar yang telah diolah menanggung seluruh beban panas dan kelembapan ruang bersih, serta bertindak sebagai udara tambahan untuk menyeimbangkan udara buangan dan kebocoran tekanan positif ruang bersih. Sistem ini juga disebut sistem MAU+FFU. Kedua, volume udara segar saja tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan beban dingin dan panas ruang bersih, atau karena udara segar yang diproses dari kondisi luar ruangan hingga mencapai titik embun dengan perbedaan entalpi spesifik mesin yang dibutuhkan terlalu besar, sehingga sebagian udara dalam ruangan (setara dengan udara balik) dikembalikan ke unit pengolah pengkondisian udara, dicampur dengan udara segar untuk pengolahan panas dan kelembapan, lalu dikirim ke ruang suplai udara. Udara yang telah dicampur dengan sisa udara balik ruang bersih (setara dengan udara balik sekunder) memasuki unit FFU dan kemudian dikirim ke ruang bersih. Dari tahun 1992 hingga 1994, penulis kedua makalah ini bekerja sama dengan sebuah perusahaan Singapura dan memimpin lebih dari 10 mahasiswa pascasarjana untuk berpartisipasi dalam perancangan pabrik patungan AS-Hong Kong, SAE Electronics Factory, yang mengadopsi sistem pendingin udara dan ventilasi pemurnian jenis terbaru. Proyek ini memiliki ruang bersih ISO Kelas 5 seluas kurang lebih 6.000 m² (1.500 m² di antaranya dikontrak oleh Badan Atmosfer Jepang). Ruang pendingin udara tersebut disusun sejajar dengan sisi ruang bersih di sepanjang dinding luar, dan hanya bersebelahan dengan koridor. Pipa udara segar, udara buang, dan udara balik dibuat pendek dan tersusun rapi.

2) Skema MAU+AHU+FFU.

Solusi ini umum ditemukan di pabrik mikroelektronika dengan berbagai kebutuhan suhu dan kelembapan, serta perbedaan beban panas dan kelembapan yang besar, dan tingkat kebersihannya pun tinggi. Di musim panas, udara segar didinginkan dan didehumidifikasi hingga mencapai titik parameter tertentu. Umumnya, udara segar diolah hingga titik perpotongan garis entalpi isometrik dan garis kelembapan relatif 95% di ruang bersih dengan suhu dan kelembapan representatif atau ruang bersih dengan volume udara segar terbesar. Volume udara MAU ditentukan berdasarkan kebutuhan setiap ruang bersih untuk mengisi ulang udara, dan didistribusikan ke AHU di setiap ruang bersih melalui pipa sesuai volume udara segar yang dibutuhkan, lalu dicampur dengan sebagian udara balik dalam ruangan untuk pengolahan panas dan kelembapan. Unit ini menanggung seluruh beban panas dan kelembapan dan sebagian beban rematik baru dari ruang bersih yang dilayaninya. Udara yang diolah oleh setiap AHU dikirim ke plenum udara suplai di setiap ruang bersih, dan setelah pencampuran sekunder dengan udara balik dalam ruangan, udara tersebut dikirim ke dalam ruangan oleh unit FFU.

Keunggulan utama solusi MAU+AHU+FFU adalah selain memastikan kebersihan dan tekanan positif, solusi ini juga memastikan perbedaan suhu dan kelembapan relatif yang dibutuhkan untuk produksi setiap proses ruang bersih. Namun, karena jumlah AHU yang dipasang, seringkali membutuhkan area ruangan yang besar, udara segar, udara balik, dan pipa pasokan udara ruang bersih saling bersilangan, sehingga membutuhkan ruang yang luas. Tata letaknya lebih rumit, perawatan dan pengelolaannya lebih sulit dan kompleks. Oleh karena itu, sebisa mungkin tidak ada persyaratan khusus untuk menghindari penggunaannya.