Requisitos básicos para realizar un buen diseño de sistemas HVAC para cuartos limpios donde se pueda aumentar la productividad y reducir los costes operativos.
Los sistemas de HVAC para cuartos limpios son tremendamente diferentes de sus contrapartidas en los edificios comerciales en términos de diseño del equipo, de los requerimientos del sistema, de la fiabilidad, del tamaño y de la escala. Uno de los parámetros más importantes en el diseño de sistemas HVAC para cuartos limpios es el diferencial de presión en el cuarto.
¿Qué diferencia un sistema HVAC de un cuarto limpio de un sistema HVAC convencional?
El diseño de un cuarto limpio implica mucho más que el control de la humedad y la temperatura de un sistema convencional. El aire promedio de un edificio de oficinas contiene entre 500,000 y 1,000,000 partículas (de 0.5 micrones o más) por cada pie cúbico de aire. Un cuarto limpio Clase 100 está diseñado para no permitir más de 100 partículas (de 0.5 micrones o más) por pie cúbico de aire. Los cuartos limpios de Clase 1 y Clase 10 están diseñados para limitar las partículas a 1 y 10 partículas por pie cúbico respectivamente. Un cuarto limpio se diferencia de un espacio de confort normal con aire acondicionado en lo siguiente:
- Aumento en la recirculación de aire: Aunque el aire acondicionado para confort requeriría un cambio de entre 2 y 10 veces por hora, un cuarto limpio requiere normalmente entre 20 y 60 cambios de aire y puede llegar hasta 600 para una limpieza absoluta. La gran recirculación de aire se produce sobre todo para eliminar el asentamiento de las partículas y diluir, mediante el filtrado, la contaminación producida en el cuarto a un nivel de concentración aceptable.
- El uso de filtros de alta eficiencia: El uso de filtros de aire de alta eficiencia para partículas (HEPA) con una eficiencia de filtrado de un 99.97% hasta 0.3 micrones es otra de las características distintivas de los cuartos limpios. Los filtros HEPA para los cuartos limpios más rigurosos se localizan normalmente en el extremo terminal de los conductos de aire y en algunos de los casos proporcionan una cobertura del 100% del techo.
- Presurización del cuarto: El cuarto limpio tiene presión positiva (hasta 0.05 in-w.c.) con respecto a las áreas adyacentes. Esto se consigue introduciendo más aire del que se extrae y del que se pierde a través fugas hacia las áreas adyacentes.
Hay mucho más en el diseño de sistemas HVAC para cuartos limpios en términos de los detalles técnicos del equipo, tipos de filtros, eficiencia, flujo de aire, presurización, redundancia, ruidos y vibraciones, y la conservación de la energía.
Aire acondicionado y recirculación 
La existencia de un sistema de aire acondicionado (HVAC) que funcione en el edificio alrededor del cuarto limpio puede proporcionar un medio más económico para enfriarlo. Para instalaciones de cuartos limpios más grandes o con una mayor demanda, un sistema de aire acondicionado exclusivo puede reducir los gastos de operación disminuyendo el uso de electricidad y minimizando los cierres y paros por mantenimiento.
Los módulos de aire acondicionado proporcionan un enfriamiento económico en instalaciones diseñadas con sistemas HVAC para cuartos limpios adecuados. En muchas de estas instalaciones el calor extraído del cuarto limpio se mantiene en el área donde se encuentra el cuarto limpio. Para una operación más eficiente, este calor puede ser liberado fuera del edificio. Con los cuartos limpios más grandes, los fabricantes pueden trabajar con un contratista local para instalar un sistema HVAC dividido, que lleva el compresor (generador de calor) fuera del edificio para reducir la cantidad de calor dentro de las instalaciones.
En todos estos enfoques, una pared doble así como una cámara de techo aislante aumentan la eficiencia energética al permitir la recirculación del aire frío y filtrado. Las cámaras de techo también aumentan la vida de los filtros al reducir la carga de partículas, ya que el aire recirculado es más limpio que el aire fresco. Los módulos del diseño de sistemas HVAC para cuartos limpios proveen sólo el aire fresco de reemplazo mínimo necesario para mantener los requisitos de ventilación (normalmente alrededor de 20 CFM de aire fresco por ocupante del cuarto limpio); el resto del aire proveniente de los ventiladores se va hacía la cámara del techo por medio del retorno vertical del aire.
Un sistema de recirculación bien diseñado puede duplicar o triplicar el intervalo operativo entre los paros por mantenimiento, aumentando la productividad del cuarto limpio.
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