Antecedentes

Las unidades de manejo de aire (AHU) en una fábrica de semiconductores desempeñan un papel fundamental: proporcionar un control fiable de la temperatura y la humedad en el entorno de manufactura. Incluso ligeras variaciones en la temperatura y la humedad del aire de una fábrica pueden afectar profundamente la calidad del chip, y el costo del tiempo de inactividad es sumamente alto.

Los sistemas de manejo de aire también se encuentran entre los mayores consumidores de energía en una fábrica. Como una fábrica de semiconductores en el noreste de los Estados Unidos buscaba formas de reducir su consumo de energía, los controladores de aire eran un lugar natural para enfocarse. El alcance del proyecto incluía 137 bobinas AHU; la mayoría de las unidades tenían bobinas para enfiar y calentar.

Solución

Generalmente se usan tres métodos en la limpieza de bobinas de aire, cada uno con beneficios y riesgos únicos:

• Agua a alta presión: limpia eficientemente pero puede hacer que la suciedad penetre más profundamente en el conjunto de bobinas y doblar las delicadas aletas de la bobina.
• Agua a baja presión: disminuye el riesgo de dañar las aletas de la bobina, pero puede ser menos eficaz para eliminar la suciedad y la película microbiana. También puede aumentar el tiempo de limpieza y el riesgo de exposición a productos químicos para los trabajadores.
• Aplicaciones agresivas de productos químicos: elimina los óxidos metálicos para crear una apariencia "limpia y brillante", pero es posible que no elimine por completo la suciedad y la película microbiana. La química agresiva también puede aumentar el riesgo de exposición para los trabajadores y comprometer la vida útil a largo plazo de la bobina.

Para superar muchas de estas desventajas, la fábrica eligió el programa COIL-FLO patentado de Nalco Water, que incluye cuatro funciones clave:

• Una combinación equilibrada de 500 psi de presión con bajo consumo de agua, lo que reduce el riesgo de daños en la bobina y reduce los volúmenes de eliminación
• La mezcla de limpiador de baja alcalinidad/surfactante minimiza el volumen de agua y productos químicos necesarios, y reduce el riesgo de introducir suciedad en el conjunto de bobinas. En la mayoría de los casos, el agua de lavado se envía a las instalaciones sanitarias o de aguas residuales de la fábrica después de la limpieza.
• El biocida posterior a la limpieza aplicada a la superficie de la bobina y la bandeja de drenaje ayuda a prevenir la rápida reaparición de películas microbianas, reduce el riesgo de corrosión y prolonga el tiempo entre limpiezas
• Las limpiezas de COIL-FLO son realizadas por personal de servicio calificado y capacitado, que utiliza el equipo de protección personal (EPP) y los procedimientos de seguridad adecuados.

Además, el programa COIL-FLO incluye el antes, el después y el seguimiento periódico de las UTA representativas. Estos pasos establecen puntos de referencia de rendimiento, cuantifican las mejoras operativas y los ahorros de energía, y confirman la duración del ciclo de vida operativo para ayudar a confirmar un retorno positivo de la inversión del cliente.

Para este cliente, el rendimiento del programa COIL-FLO se validó de la siguiente manera:

1. Se identificaron y controlaron ocho UTA representativas; se tomaron medidas directas e indirectas antes de comenzar la limpieza.
2. Una vez completada la limpieza, se tomaron medidas directas e indirectas en las mismas AHU.
3. Con base en esta muestra representativa, se calcularon proyecciones generales para cuantificar los ahorros anuales.

Resultados

Las mediciones de la bobina de enfriamiento lateral de aire dieron como resultado una mejora promedio de transferencia de calor del 11.5% por AHU, valorada en un ahorro de costo anual de $69,881.

El rendimiento energético también mejoró en los sistemas de ventiladores en un promedio de 17.95% por AHU. Para esta fábrica, eso se traduce en un ahorro de costo anual estimado de $48,021.

En total, el programa COIL-FLO ayudó a este cliente a lograr un ahorro de energía de 1.22 millones de kWh por año, valorados en $117,902, más una reducción de 900 toneladas en las emisiones de CO₂. El cliente vio un retorno de su inversión económica en solo 1.1 años. Tenga en cuenta que estos valores no incluyen ahorros adicionales derivados de una reducción en los requisitos de agua refrigerada.

"Ahorro de energía mediante la mejora de la eficiencia de la bobina de aire" presentado originalmente en el Simposio anual de SESHA (Asociación ambiental, de seguridad y salud de semiconductores).