石小雷

（江蘇嘉合建設(shè)有限公司，江蘇 蘇州 215000）

淺談潔凈室凈化空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能方案

石小雷

（江蘇嘉合建設(shè)有限公司，江蘇 蘇州 215000）

在科學(xué)技術(shù)研究不斷進(jìn)步的時(shí)代，很多領(lǐng)域都需要高標(biāo)準(zhǔn)的研究空間，潔凈室確保了科研環(huán)境的潔凈度，溫濕度、壓力等等。潔凈室運(yùn)行過(guò)程中，其凈化空調(diào)系統(tǒng)是一項(xiàng)耗能較大的體系，能夠占到潔凈室整體能耗消耗的一半甚至以上。所以，從節(jié)能環(huán)保的角度來(lái)看，研究潔凈室凈化空調(diào)的節(jié)能已經(jīng)成為一個(gè)趨勢(shì)。

潔凈室；凈化空調(diào)系統(tǒng)；節(jié)能

代表高科技的電子產(chǎn)品，再加上我國(guó)的制藥行業(yè)不斷的進(jìn)步和升級(jí)，對(duì)藥物制備和研發(fā)過(guò)程中的外部條件要求也越來(lái)越高，包括對(duì)溫濕度、潔凈度等，很多環(huán)境對(duì)某一條件還有特殊的要求，所以潔凈室的凈化空調(diào)系統(tǒng)起到重要的作用。

而且，在人們的生活水平不斷提升的當(dāng)下，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，尤其是對(duì)周?chē)畹沫h(huán)境、自身的健康狀況及人身安全等都更加重視，與此相應(yīng)的對(duì)生活相關(guān)的食品、藥品及醫(yī)療等條件和環(huán)境的要求也逐漸升高。潔凈室是和人們的衣食住行緊密相關(guān)的，尤其是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，潔凈室的建筑面積及標(biāo)準(zhǔn)也都有所提升。潔凈室內(nèi)的凈化空調(diào)系統(tǒng)為確保其達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)提供了基礎(chǔ)，但是作為潔凈室中主要的能耗裝置，為了響應(yīng)國(guó)家對(duì)節(jié)能減排的要求，應(yīng)該制定合理的節(jié)能措施。

1 潔凈室的能源消耗

在潔凈室運(yùn)行過(guò)程中，凈化空調(diào)系統(tǒng)是能源消耗最大的設(shè)備，只有凈化空調(diào)系統(tǒng)具備足夠的送風(fēng)量，才能確保潔凈室內(nèi)的溫濕度計(jì)潔凈度達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。而具體需要多大的風(fēng)量還需要根據(jù)潔凈度等級(jí)的不同來(lái)確定具體的送風(fēng)換氣頻率。比方說(shuō)，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的I S O4級(jí)和I S O5級(jí)單向流潔凈室送風(fēng)換氣次數(shù)就能達(dá)到每小時(shí)400至600次。除此之外，這一送風(fēng)的過(guò)程還承擔(dān)著去除室內(nèi)及運(yùn)行過(guò)程中造成的余熱和余濕等，確保工程生產(chǎn)過(guò)程中的溫度和濕度達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，這就要求凈化空調(diào)系統(tǒng)必須具備較高的控制溫度和濕度的能力。其次，凈化空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)也需要具備一定的壓力，才能有效抵御設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的各種阻力。除此之外，要想讓潔凈室的潔凈度維持在一定的范圍內(nèi)，還需要產(chǎn)生一定的新風(fēng)量，此時(shí)風(fēng)量的大小不僅需要能夠抵消掉系統(tǒng)的排風(fēng)量，還需要確保室內(nèi)正壓的滲漏風(fēng)量，而且新風(fēng)量的標(biāo)準(zhǔn)還需要確保整個(gè)室內(nèi)每個(gè)操作人員對(duì)新鮮空氣的需求量即40 m3/h。

由此可見(jiàn)，潔凈室內(nèi)的凈化空調(diào)系統(tǒng)承擔(dān)的任務(wù)更多，消耗的能源也會(huì)更多。就拿潔凈室內(nèi)凈化空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷和普通的樓房中的空調(diào)系統(tǒng)做對(duì)比來(lái)看，由于特殊的工作環(huán)境的需求，潔凈室內(nèi)的冷負(fù)荷能達(dá)到500至1500 W/m2，而普通寫(xiě)字間的空調(diào)產(chǎn)生的冷負(fù)荷卻是在100～150 W/m2,可以說(shuō)兩者之間冷負(fù)荷的差別高達(dá)近10倍。綜上可見(jiàn)，由于潔凈室凈化空調(diào)系統(tǒng)承擔(dān)的任務(wù)更加的繁重，所需要達(dá)到的送風(fēng)量、加熱量及加濕量等都比較高，其所消耗的能源自然也比普通場(chǎng)所的空調(diào)系統(tǒng)要高很多。據(jù)有關(guān)計(jì)算可得，比較大型的集成電路工廠的潔凈室的空調(diào)系統(tǒng)所消耗的電能幾乎占到總長(zhǎng)耗電的一半；藥物生產(chǎn)企業(yè)潔凈室空調(diào)系統(tǒng)的用電總量也會(huì)達(dá)到總廠所有用電量的一半以上。可見(jiàn)，無(wú)論是什么產(chǎn)業(yè)的潔凈室，其耗電量都是比較大的，所以有必要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)降低潔凈室空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

2 潔凈室凈化空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能方案

可以說(shuō)，空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施還是比較多的，本文主要從空氣處理、新風(fēng)量的控制、減少運(yùn)動(dòng)負(fù)荷及做好節(jié)能運(yùn)行管理幾個(gè)方面出發(fā)進(jìn)行闡述。

2.1 合理選擇空氣處理方案

潔凈室內(nèi)的凈化空調(diào)處理系統(tǒng)對(duì)空氣的處理可以選擇一、二次回風(fēng)；也可以選用空調(diào)機(jī)組和風(fēng)機(jī)過(guò)濾機(jī)組；或者選用新風(fēng)機(jī)組和風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組以及干冷盤(pán)管的結(jié)合，這樣的組合能夠有效降低空氣處理過(guò)程中造成的冷熱抵消，避免浪費(fèi)不必要的能源。通常情況下，應(yīng)該避免施工一次回風(fēng)的處理方法。這主要是由于要想達(dá)到潔凈室對(duì)室內(nèi)凈化等級(jí)的需求就需要較大的送風(fēng)量，但是室內(nèi)的余熱余濕的送風(fēng)溫差卻并不大，如果此時(shí)采用的是一次回風(fēng)方法，為了達(dá)到降低濕度的目的，就需要消耗較多的冷量將所有的送風(fēng)量盡可能的維持在機(jī)械露點(diǎn)，之后還需要將室內(nèi)的溫度升高到送風(fēng)點(diǎn)，在這個(gè)過(guò)程中就消耗了很多不必要的能量，造成電能的浪費(fèi)。以面積為100平方米、潔凈室等級(jí)要求為I S O6的潔凈室的空氣處理方法做對(duì)比來(lái)看，送風(fēng)量為1.8萬(wàn)m3/h，新風(fēng)量為1500 m3/h，潔凈室的溫度控制在23℃上下，相對(duì)濕度保持子啊50%左右。如果空氣處理方式采用的是一次回風(fēng)的方法，所造成的夏季消耗冷量將會(huì)達(dá)到93 k W，再熱量將會(huì)達(dá)到34 k W。但是如果采用的是一、二次回風(fēng)相結(jié)合的處理方法，夏季的消耗冷量卻只有47.3 k W，再熱量降低到0。如果采用的是空調(diào)機(jī)組和風(fēng)機(jī)過(guò)濾器機(jī)組的結(jié)合，產(chǎn)生的夏季消耗卻只有46 k W，再熱量也是為0。所以說(shuō)，潔凈室內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理方案的合理選擇能有效避免這一過(guò)程中的冷熱抵消所造成的能源浪費(fèi)。

2.2 合理控制新風(fēng)量的大小

潔凈室內(nèi)需要一定的新風(fēng)量，這樣不僅能夠確保室內(nèi)的正壓，還有助于補(bǔ)充室內(nèi)操作產(chǎn)生的排風(fēng)量以及確保正壓穩(wěn)定的滲漏風(fēng)量，同時(shí)，也是為了滿足室內(nèi)工作人員對(duì)新鮮空氣的需要。但是潔凈室內(nèi)新風(fēng)量的供應(yīng)所消耗的能量是比較多的。通過(guò)計(jì)算可以看出，如果以一個(gè)I S O6級(jí)的，大小為100 m2的潔凈室，總的送風(fēng)量為1.8萬(wàn)m3/h,如果新風(fēng)量設(shè)定為900 m3/h,其造成的夏季冷量就能夠達(dá)到11.5 k W，而采用一、二次回風(fēng)方案的夏季冷量總消耗為38.5 k W，其占比約為1/3；而如果新風(fēng)量的比例提高，變成1800 m3/h,所消耗的冷量就會(huì)上升至23.3 k W，約占到總冷量的50%。由此可見(jiàn)，對(duì)新風(fēng)量的控制將會(huì)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)消耗的冷量造成較大的影響。所以說(shuō)，將新風(fēng)量的大小控制在合理的范圍之內(nèi)，盡可能的選擇較小的新風(fēng)量將能夠有效節(jié)約潔凈室空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗。而要合理的控制新風(fēng)量的大小，并不是靠單純的減少新風(fēng)量，可以從減少排風(fēng)量及正壓滲風(fēng)量?jī)蓚€(gè)方面入手。而要減少潔凈室內(nèi)的排風(fēng)量還需要做好室內(nèi)空間的密閉工作，這樣能夠有效降低室內(nèi)排風(fēng)的效果。而要想降低正壓漏風(fēng)量，就需要在建設(shè)潔凈室時(shí)做好圍護(hù)結(jié)構(gòu)的密封工作和風(fēng)管的密閉性。

2.3 盡可能的降低運(yùn)動(dòng)負(fù)荷

首先，確定好合理的換氣次數(shù)。在潔凈室的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，很多室內(nèi)的換氣次數(shù)并不能完全按照最初的設(shè)計(jì)進(jìn)行，往往實(shí)際的次數(shù)要比規(guī)劃的多，這就會(huì)引起送風(fēng)速度和室內(nèi)風(fēng)速的上升，容易帶來(lái)較多的灰塵，不僅影響室內(nèi)的潔凈度，還將明顯增加送風(fēng)的動(dòng)力負(fù)荷，所以，應(yīng)對(duì)換氣次數(shù)合理的控制。其次，合理的調(diào)節(jié)風(fēng)量。風(fēng)量的調(diào)節(jié)可以通過(guò)對(duì)潔凈室發(fā)塵量和實(shí)際工作人數(shù)的監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)的實(shí)際的需求來(lái)確定風(fēng)量的大小，以免造成不必要的浪費(fèi)，做到合理的調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小。最后，如果能夠采用低阻的過(guò)濾器就盡可能的不選擇高阻力的高效過(guò)濾器。當(dāng)然，最重要的一點(diǎn)就是，在滿足實(shí)際需求的情況下，應(yīng)盡可能的減小潔凈室的面積，這樣才能夠有效降低能耗。

2.4 加強(qiáng)凈化空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行管理工作

通過(guò)上面的敘述，我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到潔凈室凈化空調(diào)系統(tǒng)的能耗在企業(yè)能源消耗中所占的比例的大小，所以說(shuō)做好空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能工作是迫在眉睫的。通過(guò)對(duì)空調(diào)運(yùn)行過(guò)程中的能耗進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，很多能源的消耗都是由于疏于對(duì)系統(tǒng)的管理和維護(hù)造成的，而這些能源的消耗往往容易被人們所忽視。通過(guò)對(duì)凈化空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗分析可以發(fā)現(xiàn)，造成能源消耗大的主要原因在于體系的冷熱負(fù)荷，以及確定好系統(tǒng)的合理運(yùn)行參數(shù)，并對(duì)其運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行合理的維護(hù)，就能夠有效降低整個(gè)體系的能源消耗。

首先，隨著過(guò)濾器阻力的改變，空調(diào)風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量及壓力的損失也會(huì)隨之有所改變，但是要想確保潔凈室內(nèi)的潔凈度標(biāo)準(zhǔn)，還需要確保新風(fēng)、送風(fēng)和回風(fēng)的大小，這樣就可以采用變頻風(fēng)機(jī)，根據(jù)實(shí)際的需求來(lái)變化風(fēng)機(jī)的頻率，確保室內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)還能有效降低能源的消耗。其次，在使用之前有必要做好系統(tǒng)的打壓試驗(yàn)，并進(jìn)行必要的清潔和去垢等，以便提高系統(tǒng)的換熱效率，降低運(yùn)行的總能源消耗。最后，對(duì)系統(tǒng)中使用的初、中效過(guò)濾器進(jìn)行定期的更換，也能夠有效降低能源的消耗。目前，采取合理的措施降低潔凈室的能源消耗是各個(gè)廠家面臨的重要難題，也是他們提升自身競(jìng)爭(zhēng)力的條件。尤其是在制藥行業(yè)、電子行業(yè)中，潔凈室已經(jīng)成為他們進(jìn)行研發(fā)的重要場(chǎng)所，只有具備高標(biāo)準(zhǔn)的潔凈室環(huán)境，才能為新產(chǎn)品的研發(fā)提供可靠的環(huán)境，包括潔凈度、溫度和濕度等。但是，要確保潔凈室室內(nèi)環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到相應(yīng)的要求，所需要的凈化空調(diào)系統(tǒng)所消耗的能量是比較大的，幾乎能夠占到潔凈室能量總消耗的一半。為了能夠有效的節(jié)約能源，降低生產(chǎn)的成本，很多行業(yè)對(duì)潔凈室的節(jié)能問(wèn)題都比較關(guān)注。這不僅需要做好整個(gè)系統(tǒng)的選擇，還需要合理的控制風(fēng)量、防止污染物、選擇合理的凈化空調(diào)機(jī)組等，在有效節(jié)約能源的同時(shí)，還能確保凈化空調(diào)機(jī)組能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。

[1]杜云寶，王雪燕，苗豆豆.凈化空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施探析[J].機(jī)電信息，2017(2).

[2]王華藥廠凈化空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016(21).

T U 831.3

：A

：1671-0711（2017）12（下）-0096-02