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净化车间暖通空调系统节能方案【详解】
2020-08-18 09:00
暖通空调系统能耗占建筑能耗约60%，所以暖通空调的节能在建筑节能方面尤为重要。而净化车间的净化空调系统比普通空调系统更加复杂，投资更大，主要体现在洁净空调送风量大、风机压损大、冷热负荷大、恒温恒湿要求等因素。使得净化空调系统比普通空调系统的运行能耗高出十余倍左右，增加工厂企业生产产品的成本费用。
因此，在满足企业高精产品生产需求和符合行业生产质量管理规范的情况下，采用净化空调系统节能方案措施，将大大降低企业的运行成本。
首先我们了解一下净化车间空调系统的特点（也是洁净空调能耗的主要部分）。
一：风量大，风机压头高。
净化车间通过循环过滤足够的风量来达到洁净度的标准。风量一般按照室内换气次数来计算，通常是房间体积的10倍，甚至几十倍，尤其是百级、十级等单向流洁净室，换气次数达到房间体积的几百倍。净化风量通过初、中、高三级过滤器过滤和通过较长的风管输送管道送到车间，克服这些阻力和其他系统内的设备和配件的相关阻力，压力损失大概1000Pa左右。那么空气处理机组要提供这么大的压头，则需要相匹配的功率提供动力。
二：温湿度控制要求高。
净化车间的恒温恒湿要求是为了满足工艺生产的需求，如在某些电子产品的制造中，对温湿度的控制要求非常严格，在医用和实验动物等方面，对温湿度的控制精度也有明确的要求。为了实现恒温恒湿，那么要求空气处理机组中至少要具备制冷、制热、加湿、除湿等功能段，而且需要精密控制的方式；并且水流量采用比例积分控制，加湿量也要采用比例积分或者是PID调节的方式，以便实现更高的控制精度。
三：空调冷热负荷大。
因为一般净化车间的生产设备多，设备功率大，散热量大；第二补偿室内排风和保持正压值所需要的新风较大；第三维护结构散热和生产人员散热等负荷；所以净化车间空调系统的冷热负荷比普通空调大得多，增加制冷设备的规模和运行能耗。
了解了净化车间空调系统耗能的主要部分，则可以从这些原因出发，根据不同级别的洁净净化车间，不同的生产环境和生产工艺要求，制定与之相适应的节能措施。以下提出几点节能措施进行分析。
一:满足生产工艺需求条件下，选择较低的洁净级别和换气次数。
这个需要客户和设计施工方沟通确认，选择符合自己产品生产的环境要求即可。并不是意味着净化级别越高就越好，因为与之对应的则是高投资和高耗能运行。另外，同级别的净化车间，一些供应商因缺乏经验，生搬硬套设计规范的换气次数，往往取得较高的换气次数，比如，规范上静态洁净万级车间换气次数为15-25次/h，这个范围只是作为我们设计的一个参考值，如果不将客户的产品生产工艺和流程、环境因素等综合考虑在内，盲目地选取较高的换气次数，虽然达到了净化要求，但是却增加了投资和运行功率。因此，我们为客户提供的服务是满足工艺生产需求，选择适合的洁净级别和换气次数，提供节能的净化系统方案。
二：净化风量和满足空调冷热负荷的风量分开。
对于净化级别较高的车间，如净化千级、百级和更高净化级别的车间；或者车间面积较大、层高较高的车间，这些车间需要的净化风量远远高于满足温湿度要求所需的空调送风量。如果选择净化风量同时作为空调风量，即净化风量和空调风量不分开的情况，则所有的回风都要经过组合风柜集中处理，大风量经过空气处理设备时，阻力会很大，风机耗能增大。同时，为了除湿，所有回风都要处理到露点状态，之后为了不使室内温度过低，还需要对送风进行再热。冷热抵消，造成不必要的浪费。而如果把空调和净化两部分风量分开处理，净化风量就只进行过滤处理，可大大缩短净化风量输送管道长度；而对于空调风量，由于风量变小，可以节省空气冷热处理，并且同时可以减小输送断面和输送耗能。
三：减少新风量的损耗。
在净化车间空调系统中，新风负荷占较大比重，因此，减少新风量，对降低洁净空调系统能耗有着重要意义。净化车间的新风量主要由排风量和维持室内正压所需的新风决定。要减少系统的新风量，首先要减少系统的排风量。在 IC 工厂中，由于半导体生产中大量使用酸、碱及有机溶剂，会产生各种有毒有害气体。因此安装排气罩或者直接设备排风，进行局部排风的方式，用少的风量，控制有害气体的扩散，并将其排至室外。从而减少补充的新风量。第二点，减少车间风量的泄露。维持正压风量与洁净室的控制压差和洁净室的密封性有关。压差主要由洁净室的性质和规范决定，因此，要减少维持正压风量，主要应提高系统的密封性。对此，应在设计到施工过程，对洁净车间密封性严格把控，比如减少门窗的数量、门窗应具有良好的密封性能（增加门下密封条等措施），进出洁净间的门应及时关上等；施工过程彩钢板板缝结合度和打胶密封工艺质量把控、穿彩板的空洞密封等措施。
四：空调系统设备的合理选型。
净化车间的单位冷负荷比普通舒适性空调高出几倍到十倍不等。除了处理比较大的净化风量因素外，另外一个主要因素是，车间设备散热量大，包括生产设备散热、组合风柜风机、FFU等空调设备散热和照明散热等因素。因此需要投入较大的制冷量。对此，应仔细计算车间所需的冷负荷，通过和客户详细沟通，得到具体的设备功率和数量，计算准确的冷负荷。避免不切实际，盲目放大车间的空调制冷量，而增加前期空调设备的投入和后期余量的浪费，增加空调能耗运行费用。同样，关于空调系统水泵、风机的扬程和风压的规格计算，首先要合理设计和布置水系统和风管系统，尽量减少管道阻力。
第二，需要对水系统和风系统进行精确的水力计算，得出准确的水泵扬程和风机压头，避免扬程和压头过大，增加运行费用。
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