1561-5405 10.24151/1561-5405 Proceedings of Universities. Electronics Scientifical and technical journal "Proceedings of Universities. Electronics" Научно-технический журнал «Известия высших учебных заведений. Электроника» 1561-5405 2587-9960 National Research University of Electronic Technology Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" 10.24151/1561-5405-2019-24-6-573-580621.1.016.7:628.8Технологические процессы и маршрутыExergetic Analysis of Air Exchange System of Clean RoomsЭксергетический анализ системы воздухообмена в чистых помещенияхКаракеян Валерий ИвановичКаракеянВалерий ИвановичKarakeyanValery I.Valery I. KarakeyanРябышенков Андрей СергеевичРябышенковАндрей СергеевичRiabyshenkovAndrey S.Andrey S. RiabyshenkovГундарцев Михаил АлександровичГундарцевМихаил АлександровичMikhail A. GundartsevMikhail A. Gundartsev Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия573580http://ivuz-e.ru/issues/6-_2019/eksergeticheskiy_analiz_sistemy_vozdukhoobmena_v_chistykh_pomeshcheniyakh/

The air removal system significantly determines the ecological efficiency of the entire life-support providing clean rooms. In the work as a scientific basis for decision-making on the structure and configuration of the air removal system, the exergetic approach of thermographic analysis and as the criterion of environmental impact the value of the specific exergy of the emission have been proposed. A structural-functional scheme of the system has been proposed, on the basis of which the exergy balances have been complied, the losses of specific exergy and the efficiencies in its main elements under various emission control schemes have been determined. It has been determined that the direct air removal with a thermodynamic advantage over the air removal system with additional purification is less favorable for the environment due to a significant level of exergy of emissions as a factor, determining the possibility of physical and chemical processes in the environment leading to the environment damage. The legitimacy of using the exergy as an objective and universal single indicator, linking the thermodynamic and the environmental quality of the system has been shown. The practical significance of this approach is to establish the important relationships between various aspects of the design and operation of the life-support systems for clean microelectronics and to develop measures to reduce the environmental pollution by reducing exergy of emissions.

Система воздухообмена в чистых помещениях представляет собой сложный технологический комплекс. Одним из важнейших компонентов данного комплекса является система удаления воздуха чистых помещений. Система удаления воздуха в значительной степени определяет экологическую эффективность всего комплекса жизнеобеспечения чистых помещений. Для принятия решения по структуре и конфигурации системы в работе предложен эксергетический подход термодинамического анализа, а критерием воздействия на окружающую среду - значение удельной эксергии выброса. Приведена структурно-функциональная схема системы, на основании которой составлены эксергетические балансы, определены потери удельной эксергии и КПД в основных ее элементах при разных схемах организации выбросов. Установлено, что прямое удаление воздуха при термодинамическом преимуществе относительно системы удаления воздуха с дополнительной очисткой менее благоприятно для окружающей среды ввиду значительного уровня эксергии выбросов как фактора, определяющего возможность протекания физико-химических процессов в окружающей среде, приводящих к экологическому ущербу. На основе расчетов показана правомерность применения эксергии как объективного и универсального единого показателя, связывающего термодинамические и экологические качества системы. Практическое значение подхода - в установлении важных взаимосвязей между разными аспектами проектирования, эксплуатации систем жизнеобеспечения чистых помещений микроэлектроники и разработке мероприятий по снижению загрязнения окружающей среды за счет уменьшения эксергии выбросов.

система удаления воздухаэксергиятермодинамикавыбросэффективностьчистые помещения Рябышенков А.С. Системный анализ функционирования чистых помещений для микроэлектро-ники // Изв. вузов. Электроника. – 2016. – Т. 21 – № 3. – С. 218–223.Рябышенков А.С., Каракеян В.И., Ларионов Н.М. Методология системного анализа примени-тельно к исследованию аэродинамического режима чистых помещений // Наука и образование: иннова-ции, интеграция и развитие: материалы II Международной научно-практической конференции. –Уфа: РИО ИЦИПТ, 2015. – С. 130–135.Каракеян В.И. Теоретическое обоснование и разработка систем контроля микропримесей в воз-духе // Экологические приборы и системы. – 2012. – № 2. – С. 15–17.Баймачев Е.Э. Определение минимальных затрат эксергии на отопление и естественную венти-ляцию жилых зданий // Изв. вузов. Строительство. – 2014. – № 7. – С. 67–73.Амерханов Р.А., Драганов Б.Х. Эксергоэкономический метод оптимизации энергопреобразующих систем // Промышленная энергетика. – 2012. – № 3. – С. 30–35.Хорошев Н.И., Елтышев Д.К., Кычкин Д.К. Комплексная оценка эффективности технического обеспечения энергомониторинга // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 5 (4). – С. 716–720.Абрамчук Ф.И., Харченко А.И. Использование эксергетического метода при термодинамическом анализе газовых процессов в тепловых машинах // Вестник ХНАДУ. – 2011. – № 53. – С. 32–44.Бродянский В.М., Фратшер В., Михалек К. Эксергетический метод и его приложения / под ред. В.М. Бродянского // М.: Энергоатомиздат, 1988. – 288 с.Рымкевич А.А. Системный анализ оптимизации общеобменной вентиляции и кондиционирования воздуха. – СПб.: Изд-во «АВОК Северо-Запад», 2003. – 272 с.Шишов В.В. Энтропийно-статистический анализ холодильных циклов для систем кондициони-рования // Инженерный журнал: наука и инновации. – 2012. – № 5 (5). – С. 143 – 156.Тишин О.А., Харитонов В.Н., Гатапова Н.Ц., Колиух А.Н. Теоретические основы энерго- и ресурсосбережения в химической технологии: учеб. пособие. – Тамбов: ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2012. –92 с.Шевцов А.А., Котарев В.И. Эксергетический анализ энергоэффективной биотехнологии по-рошкообразных ферментных препаратов // Известия ТСХА. – 2015. – № 1. – С. 79–90.Горбачев М.В., Иванова А.П. Оценка эффективности действительных циклов авиационной сис-темы кондиционирования воздуха // Решетниковские чтения. – 2013. – Т. 1. – № 17.– С. 123–125.