Este artículo presenta las claves que se pueden utilizar para establecer, registrar y administrar medidas de la eficiencia energética en los cuartos limpios.

Medidas del sistema de flujo de aire

 

Rango de re-circulación del aire en el cuarto (cambios de aire por hora)

Esta medida trata con la recirculación del aire en el cuarto (cambio de aire por hora [AC/H]) en un cuarto limpio. Los rangos de cambios de aire para los cuartos limpios ISO de clase 5 en el conjunto de datos de la comparativa. Los rangos de los cambios de aire en los cuartos limpios deben ser optimizados para cumplir con el nivel de limpieza y no deben ser superiores a lo necesario para alcanzar unos requisitos particulares durante el modo de operaciones. Los datos de la comparativa muestran que los rangos de cambios de aire varían significativamente entre diferentes cuartos limpios con la misma clasificación de grado de limpieza. Los cambios de aire [AC/H] necesarios dependen en gran medida de la cantidad de contaminación, cosa que no necesariamente se entiende bien en el momento del diseño, por lo tanto, si un diseñador es demasiado conservador, el cuarto limpio puede estar funcionando a 500 cambios de aire por hora (AC/H), cuando un valor de 300 AC/H puede ser adecuado para alcanzar los requisitos de limpieza. Comparar el rango de los cambios de aire por hora (ACH) es un primer paso para ayudar a identificar una oportunidad potencial de mejora en la eficiencia y consumo de energía del sistema de acondicionamiento de aire, considerada dentro de las medidas de la eficiencia energética en los cuartos limpios. La ventilación controlada a demanda (por ejemplo: un cambio de aire modulado basado en la monitorización del conteo de partículas) es una manera de optimizar los rangos de recirculación del aire en lugar de un control basado en la presurización. Sin embargo, si hay requisitos por norma, los flujos mínimos deben ser mantenidos mientras se varía el flujo de aire.

 

Eficiencia del flujo de aire en los sistemas de manejo del aire

Esta medida trata con la eficiencia general del flujo de aire de los sistemas de manejo de aire en términos de la potencia total necesaria de flujo de aire por pie cúbico por minuto. Es una medida general de que tan eficientemente se está moviendo el aire a través de los sistemas mecánicos del cuarto limpio. La eficiencia del flujo de aire puede ser analizada de manera independiente para las unidades de recirculación (RCU), para las unidades de aire de recambio (MAU), así como para los sistemas de salida del aire. El conjunto de datos de la comparativa nos da un amplio rango de eficiencia del flujo de aire dentro de las medidas de la eficiencia energética en los cuartos limpios. Se pueden realizar varias acciones para mejorar la eficiencia del flujo de aire:

 

•   Reducir la caída de presión del sistema quitando o cambiando componentes (por ejemplo: quitar los filtros que sean excesivos, cambiar los filtros sucios, utilizar filtros de baja caída de presión).
•   Mejorar la eficiencia del sistema volviendo a ajustar los motores, las correas y las tuercas.
•   Seleccionar unidades de filtro de ventiladores eficientes que coincidan con las condiciones de presión.
•   Diseñar nuevos sistemas que incluyan la variable de ventiladores eficientes de velocidad variable, filtros con baja caída de presión y ductos y suministros de aire con cámaras de aire con una baja caída de presión.

Medidas de enfriamiento y calentamiento de los sistemas

Las medidas de la eficiencia energética en los cuartos limpios y comparativas claves para evaluar la eficiencia de los sistemas de enfriamiento y de calentamiento usados en los cuartos limpios no son muy diferentes de aquellas usadas en otros edificios comerciales o industriales. Esto incluye la eficiencia de enfriamiento de la planta (kW/ton), la capacidad instalada en comparación con la carga máxima real, la eficiencia de calentamiento (%), la eficiencia de bombeado (hp/gpm, W/L.s-1), etc.  Sin embargo, una medida clave que se suele pasar por alto, dentro de las medidas de la eficiencia energética en los cuartos limpios, es la cantidad de energía de recalentamiento. El uso de energía de recalentamiento en un cuarto limpio puede ser significativo cuando los requisitos de temperatura y de humedad relativa en los espacios son muy restrictivos, cuando la carga de enfriamiento del espacio tiene muchas fluctuaciones o si los mandos están mal calibrados o carecen de integración (Por ejemplo, un RCU independiente y mandos de MAU).

Aunque no hay una medida bien establecida para calcular el consumo de energía de recalentamiento, se sugiere una medida como el factor de uso de energía de recalentamiento, definida como el rango entre el uso de energía de recalentamiento y el uso de energía de calentamiento total. Lo ideal sería conseguir una comparativa entre estos dos valores de un 0% (esto significaría la eliminación completa del uso de energía de recalentamiento para el control de la temperatura).

Medidas generales para la productividad energética – Instalaciones semiconductoras

Normalmente, las medidas del nivel de consumo de energía de unas instalaciones (como los BTU/sf o kWh/sq.m, kilovatio hora por metro cuadrado) son los medios más comunes para comparar la intensidad general de consumo de energía de una instalación. Sin embargo, estas medidas no suelen ser efectivas para comparar cuartos limpios, porque el consumo de energía de los cuartos limpios suele estar influenciado por las cargas de los procesos, que varían mucho entre los distintos cuartos limpios. Si los procesos dentro de un cuarto limpio pueden ser cuantificados como una medida, es posible obtener generalmente medidas de la eficiencia energética en los cuartos limpios por unidad de proceso.

 

Por ejemplo, las instalaciones para la fabricación de semiconductores tienen dos unidades fundamentales de salida: los centímetros cuadrados de placas de silicio y los centímetros cuadrados de placas multiplicados por el número de capas de máscaras aplicadas a cada placa. Estas dos medidas pueden ser utilizadas para normalizar el uso total de energía de las instalaciones, dando como resultado dos medidas generales de productividad energética: BTU/sq.cm (kWh/sq.m) de salida de placas y BTU/sq.cm de salida de placas por las capas de máscara. Los datos mostrados en los estudios practicados demuestran un amplio rango de eficiencia. Incluso cuando se normalizan las medidas en función de las capas de máscara, la instalación más eficiente es casi seis veces más eficiente que la instalación menos eficiente.

 

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