洁净厂房空调系统特点和节能研究

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1、洁净厂房空调系统特点和节能研究　　摘要：随着高端制造业在我国的快速发展，洁净厂房的规模和数量在近些年来都有了快速的增加，其能耗问题也引起了越来越广泛的关注。文章对洁净厂房空调系统的特点进行了分析，并就如何在其设计和运行过程中实现良好的节能效果提出了一些建议。关键词：洁净厂房；空调系统；节能措施中图分类号：TU831文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）31-0072-02近些年来，随着我国经济的快速发展和科学技术水平的不断提高，高端制造业在我国呈现出了蓬勃发展的势头。在许多高端制造业，如医药生产和集成电路生产中，对厂房的洁净程度要求较高，这在很大程度上促进了洁净厂房在我国的

2、建设和发展。洁净度高是洁净厂房的一个最显著的特点，因为在高端制造业中洁净度的高低直接决定了所生产产品的质量。为了使厂房保持很高的洁净度，需要消耗大量的能量来维持产品生产所需的清洁生产环境。空调系统作为洁净厂房非常重要的一个系统之一，其消耗的能量占洁净厂房能耗的比重非常大，是能量消耗的大户。基于这个原因，生产厂商为了降低生产成本，提高产品的竞争力，对洁净厂房空调系统的节能问题给予了越来越多的关注。71洁净厂房空调系统的特点由于洁净厂房的空调系统的作用与普通民用空调系统存在着较大的不同，这也使得洁净厂房空调系统呈现出了一些不同于民用空调系统的特点，无论是对环境的洁净度，还是对温度、湿度、震动和

3、噪声都有比较严格的要求。总的来看，洁净厂房空调系统的特点主要表现在以下三个方面：1.1运行成本高洁净厂房由于洁净等级的需要，需要采用大量的送风和排风过滤系统，这使运行成本大大增加，相对于同等规模的办公建筑，洁净厂房空调系统的运行能耗要提高10～30倍。以单向流洁净室为例，单向流的洁净度一般控制在ISO5级以上，一个高为3m、面积为500m2的洁净厂房如果采用上送下回的垂直单向流形式，厂房内的送风口风速控制在0.2～0.35m/s之间时，那么洁净厂房空调系统的换气次数已经达到了24～60次/h，这会导致巨大的电能消耗。另外，洁净厂房的空调系统散热量也很大，由于产品生产过程中对温度和湿度都有比

4、较严格的要求，因此导致能耗进一步增大，这大大增加了运行成本。1.2新风负荷大7在电子厂房的生产过程中，由于经常产生一些有害气体，因此为了通过排风的形式将这些有害气体及时加以排除，就需要将空调系统的新风量加大。与空调系统的风机温升负荷和工艺设备散热负荷相比，新风冷负荷是这三者中最大的。对于一般的电子洁净厂房来说，其所需的平均新风量一般维持在45～60m3/（h·m2）。1.3风机全压高在洁净厂房净化空调系统中的过滤器很多，这使得过滤器总的阻力大大增加。以空调系统中的高效过滤器为例，其初阻力和终阻力分别达到了200Pa和400Pa以上。而对于要求比较高的洁净厂房来说，其阻力会更大，其新风通常要

5、求进行三级过滤，另外还要进行化学过滤，这使得新风过滤机组的总阻力达到了2500Pa以上，为了克服过滤系统的阻力，需要增大风机全压，这使得系统的能耗大大增加。以上三点是洁净厂房空调系统三个比较显著的特点，这三个特点造成了洁净厂房空调系统的高能耗和运行成本增加。因此，在设计和运行过程中采取措施实现洁净厂房空调系统的节能意义重大。2洁净厂房空调系统的节能分析由于洁净厂房空调系统有着一般民用空调所共有的特点，因此适合于一般空调系统的节能措施，如排风热回收、系统变流量等措施都可以用于洁净厂房空调系统的节能。但由于洁净厂房空调系统又有着自己特有的一些特点，因此洁净厂房空调系统的节能工作要针对其特点进行

6、。本人结合自己多年的工作经验，提出以下三点措施：72.1合理布置工艺管线洁净厂房空调系统的管线较多，在设计时对管线进行合理布置能在达到设计要求的条件下大大降低系统的能耗。以笔者作为机电工作的主设计师所负责的一个洁净厂房空调系统的节能设计为例对此进行分析。1998年，笔者负责了苏州新加坡工业园区Emerson涡轮机项目洁净厂房的空调系统设计工作。在这个项目中，美国公司出于人文考虑，要求车间的工作环境能够达到人体舒适的状态，而由于生产工艺的特性，出炉的压缩机毛胚温度相当高，如果按照一般的热负荷计算方法计算，势必需要设计相当大的冷冻机容量去补偿高温的压缩机毛胚散发的热量，这样会使能耗增加很多，也

7、会使投产后的运行成本大大增加。通过和业主进行沟通并对洁净厂房的结构进行了全面分析，决定利用厂房较高的层高，将压缩机出炉的毛胚线路布置在高位，并在厂房的高位引入机械通风，先行带走压缩机毛胚散发的热量；同时，将风机盘管布置在靠近地面操作工人头部的那层空间，充分利用了热空气轻、在高位，冷空气重、在低位的空气原理，使得整个厂房的温度分层梯度变化。这样，既满足了生产工艺的需求，又保证了工作人员的舒适度；同时，投产后能耗的运行也能保