A situação

Unidades de tratamento de ar (AHU, na sigla em inglês) desempenham um papel fundamental: oferecer temperatura confiável e controle de umidade para o ambiente de produção. Até mesmo pequenas variações na temperatura e umidade do ar da fábrica podem afetar profundamente a qualidade dos chips, e o custo do tempo de inatividade é extremamente alto.

E os sistemas de tratamento de ar também estão entre os maiores consumidores de energia de uma fábrica. Como uma fábrica de semicondutores do nordeste dos Estados Unidos buscava maneiras de reduzir seu consumo de energia, as unidades de tratamento de ar eram o local natural para se concentrar. O escopo do projeto incluía 137 serpentinas de AHU; a maioria das unidades tinha serpentinas para quente e frio.

Solução

Três métodos de limpeza são comumente usados na limpeza de serpentinas de ar-condicionado, cada um com benefícios e riscos únicos:

• Água em alta pressão: limpa com eficiência, mas pode empurrar a sujeira mais para o fundo do pacote da serpentina e entortar as delicadas aletas
• Água em baixa pressão: reduz o risco de danificar as aletas da serpentina, mas pode ser menos eficaz para remover sujeira e película microbiana. Também pode aumentar o tempo de limpeza e o risco de exposição dos trabalhadores a produtos químicos.
• Aplicações de produtos químicos agressivos: remove óxidos metálicos para criar um visual "limpo brilhante", mas pode não remover totalmente a sujeira e a película microbiana. Produtos químicos agressivos também podem aumentar o risco de exposição de trabalhadores e comprometer a vida útil da serpentina no longo prazo.

Para superar muitas dessas desvantagens, a fábrica escolheu o programa patenteado COIL-FLO da Nalco Water, que inclui quatro recursos principais:

• Uma mistura equilibrada de 500 psi de pressão com baixo consumo de água, o que reduz o risco de danos à serpentina e reduz os volumes de descarte.
• A mistura de limpeza de baixa alcalinidade/surfactantes minimiza o volume de água e produtos químicos necessários, e reduz o risco de empurrar sujeira para o pacote da serpentina. Na maioria dos casos, a água de lavagem é enviada para a instalação sanitária ou de efluentes da instalação após a limpeza.
• O biocida pós-limpeza aplicado à superfície da serpentina e ao recipiente de drenagem ajuda a prevenir o rápido reaparecimento de películas microbianas, reduz o risco de corrosão e prolonga o tempo entre limpezas.
• As limpezas com COIL-FLO são realizadas por profissionais treinados qualificados usando equipamentos de proteção individual (EPI) apropriados e procedimentos de segurança.

Além disso, o programa COIL-FLO inclui o monitoramento antes, depois e periódico das AHU representativas. Essas etapas estabelecem parâmetros de desempenho, quantificam melhorias e economias de energia, e confirmam a duração do ciclo de vida operacional para ajudar a confirmar o retorno positivo sobre o investimento do cliente.

Para esse cliente, o desempenho do programa COIL-FLO foi validado da seguinte forma:

1. Oito AHU representativas foram identificadas e analisadas; medições diretas e indiretas foram realizadas antes do início da limpeza.
2. Após a conclusão da limpeza, medições diretas e indiretas foram feitas nas mesmas AHU.
3. Com base nessa amostra representativa, projeções gerais foram calculadas para quantificar as economias anuais.

Resultados

As medições da serpentina de resfriamento do lado do ar resultaram em uma melhoria de 11,5% na transferência média de calor por AHU, o que equivale a US$ 69.881 em economia de custo por ano.

A eficiência energética também melhorou os sistemas de ventiladores em uma média de 17,95% por AHU. Para essa fábrica, isso se traduz em uma economia de custo anual estimada em US$ 48.021.

No geral, o programa COIL-FLO ajudou esse cliente a alcançar 1,22 milhão de kWh por ano em economia de energia, equivalente a US$ 117.902, além de uma redução de 900 toneladas nas emissões de CO₂. O cliente observou um retorno de seu investimento econômico em apenas 1,1 ano. Observe que esses valores não incluem economias adicionais derivadas de uma redução nos requisitos de água refrigerada.

"Economia de energia por meio de melhorias na eficiência de serpentinas de ar" foi originalmente apresentado no simpósio anual da SESHA (Semiconductor Environmental, Safety & Health Association).