淺談潔凈室凈化空調系統的節能方案

石小雷

（江蘇嘉合建設有限公司，江蘇 蘇州 215000）

淺談潔凈室凈化空調系統的節能方案

石小雷

（江蘇嘉合建設有限公司，江蘇 蘇州 215000）

在科學技術研究不斷進步的時代，很多領域都需要高標準的研究空間，潔凈室確保了科研環境的潔凈度，溫濕度、壓力等等。潔凈室運行過程中，其凈化空調系統是一項耗能較大的體系，能夠占到潔凈室整體能耗消耗的一半甚至以上。所以，從節能環保的角度來看，研究潔凈室凈化空調的節能已經成為一個趨勢。

潔凈室；凈化空調系統；節能

代表高科技的電子產品，再加上我國的制藥行業不斷的進步和升級，對藥物制備和研發過程中的外部條件要求也越來越高，包括對溫濕度、潔凈度等，很多環境對某一條件還有特殊的要求，所以潔凈室的凈化空調系統起到重要的作用。

而且，在人們的生活水平不斷提升的當下，人們對生活質量的要求也越來越高，尤其是對周圍生活的環境、自身的健康狀況及人身安全等都更加重視，與此相應的對生活相關的食品、藥品及醫療等條件和環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的，尤其是隨著科學技術的不斷進步，潔凈室的建筑面積及標準也都有所提升。潔凈室內的凈化空調系統為確保其達到相應的標準提供了基礎，但是作為潔凈室中主要的能耗裝置，為了響應國家對節能減排的要求，應該制定合理的節能措施。

1 潔凈室的能源消耗

在潔凈室運行過程中，凈化空調系統是能源消耗最大的設備，只有凈化空調系統具備足夠的送風量，才能確保潔凈室內的溫濕度計潔凈度達到相應的標準。而具體需要多大的風量還需要根據潔凈度等級的不同來確定具體的送風換氣頻率。比方說，根據國家標準的I S O4級和I S O5級單向流潔凈室送風換氣次數就能達到每小時400至600次。除此之外，這一送風的過程還承擔著去除室內及運行過程中造成的余熱和余濕等，確保工程生產過程中的溫度和濕度達到相應的標準，這就要求凈化空調系統必須具備較高的控制溫度和濕度的能力。其次，凈化空調系統的風機也需要具備一定的壓力，才能有效抵御設備運行過程中產生的各種阻力。除此之外，要想讓潔凈室的潔凈度維持在一定的范圍內，還需要產生一定的新風量，此時風量的大小不僅需要能夠抵消掉系統的排風量，還需要確保室內正壓的滲漏風量，而且新風量的標準還需要確保整個室內每個操作人員對新鮮空氣的需求量即40 m3/h。

由此可見，潔凈室內的凈化空調系統承擔的任務更多，消耗的能源也會更多。就拿潔凈室內凈化空調系統的冷負荷和普通的樓房中的空調系統做對比來看，由于特殊的工作環境的需求，潔凈室內的冷負荷能達到500至1500 W/m2，而普通寫字間的空調產生的冷負荷卻是在100～150 W/m2,可以說兩者之間冷負荷的差別高達近10倍。綜上可見，由于潔凈室凈化空調系統承擔的任務更加的繁重，所需要達到的送風量、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所的空調系統要高很多。據有關計算可得，比較大型的集成電路工廠的潔凈室的空調系統所消耗的電能幾乎占到總長耗電的一半；藥物生產企業潔凈室空調系統的用電總量也會達到總廠所有用電量的一半以上?？梢?，無論是什么產業的潔凈室，其耗電量都是比較大的，所以有必要采取適當的措施來降低潔凈室空調系統的能耗。

2 潔凈室凈化空調系統的節能方案

可以說，空調系統的節能措施還是比較多的，本文主要從空氣處理、新風量的控制、減少運動負荷及做好節能運行管理幾個方面出發進行闡述。

2.1 合理選擇空氣處理方案

潔凈室內的凈化空調處理系統對空氣的處理可以選擇一、二次回風；也可以選用空調機組和風機過濾機組；或者選用新風機組和風機過濾器機組以及干冷盤管的結合，這樣的組合能夠有效降低空氣處理過程中造成的冷熱抵消，避免浪費不必要的能源。通常情況下，應該避免施工一次回風的處理方法。這主要是由于要想達到潔凈室對室內凈化等級的需求就需要較大的送風量，但是室內的余熱余濕的送風溫差卻并不大，如果此時采用的是一次回風方法，為了達到降低濕度的目的，就需要消耗較多的冷量將所有的送風量盡可能的維持在機械露點，之后還需要將室內的溫度升高到送風點，在這個過程中就消耗了很多不必要的能量，造成電能的浪費。以面積為100平方米、潔凈室等級要求為I S O6的潔凈室的空氣處理方法做對比來看，送風量為1.8萬m3/h，新風量為1500 m3/h，潔凈室的溫度控制在23℃上下，相對濕度保持子啊50%左右。如果空氣處理方式采用的是一次回風的方法，所造成的夏季消耗冷量將會達到93 k W，再熱量將會達到34 k W。但是如果采用的是一、二次回風相結合的處理方法，夏季的消耗冷量卻只有47.3 k W，再熱量降低到0。如果采用的是空調機組和風機過濾器機組的結合，產生的夏季消耗卻只有46 k W，再熱量也是為0。所以說，潔凈室內的空調系統的空氣處理方案的合理選擇能有效避免這一過程中的冷熱抵消所造成的能源浪費。

2.2 合理控制新風量的大小

潔凈室內需要一定的新風量，這樣不僅能夠確保室內的正壓，還有助于補充室內操作產生的排風量以及確保正壓穩定的滲漏風量，同時，也是為了滿足室內工作人員對新鮮空氣的需要。但是潔凈室內新風量的供應所消耗的能量是比較多的。通過計算可以看出，如果以一個I S O6級的，大小為100 m2的潔凈室，總的送風量為1.8萬m3/h,如果新風量設定為900 m3/h,其造成的夏季冷量就能夠達到11.5 k W，而采用一、二次回風方案的夏季冷量總消耗為38.5 k W，其占比約為1/3；而如果新風量的比例提高，變成1800 m3/h,所消耗的冷量就會上升至23.3 k W，約占到總冷量的50%。由此可見，對新風量的控制將會對空調系統消耗的冷量造成較大的影響。所以說，將新風量的大小控制在合理的范圍之內，盡可能的選擇較小的新風量將能夠有效節約潔凈室空調系統的能源消耗。而要合理的控制新風量的大小，并不是靠單純的減少新風量，可以從減少排風量及正壓滲風量兩個方面入手。而要減少潔凈室內的排風量還需要做好室內空間的密閉工作，這樣能夠有效降低室內排風的效果。而要想降低正壓漏風量，就需要在建設潔凈室時做好圍護結構的密封工作和風管的密閉性。

2.3 盡可能的降低運動負荷

首先，確定好合理的換氣次數。在潔凈室的實際運行過程中，很多室內的換氣次數并不能完全按照最初的設計進行，往往實際的次數要比規劃的多，這就會引起送風速度和室內風速的上升，容易帶來較多的灰塵，不僅影響室內的潔凈度，還將明顯增加送風的動力負荷，所以，應對換氣次數合理的控制。其次，合理的調節風量。風量的調節可以通過對潔凈室發塵量和實際工作人數的監測和統計來進行計算，根據的實際的需求來確定風量的大小，以免造成不必要的浪費，做到合理的調節風量的大小。最后，如果能夠采用低阻的過濾器就盡可能的不選擇高阻力的高效過濾器。當然，最重要的一點就是，在滿足實際需求的情況下，應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 加強凈化空調系統的節能運行管理工作

通過上面的敘述，我們已經認識到潔凈室凈化空調系統的能耗在企業能源消耗中所占的比例的大小，所以說做好空調系統的節能工作是迫在眉睫的。通過對空調運行過程中的能耗進行分析發現，很多能源的消耗都是由于疏于對系統的管理和維護造成的，而這些能源的消耗往往容易被人們所忽視。通過對凈化空調系統的能源消耗分析可以發現，造成能源消耗大的主要原因在于體系的冷熱負荷，以及確定好系統的合理運行參數，并對其運行過程進行合理的維護，就能夠有效降低整個體系的能源消耗。

首先，隨著過濾器阻力的改變，空調風機的送風量及壓力的損失也會隨之有所改變，但是要想確保潔凈室內的潔凈度標準，還需要確保新風、送風和回風的大小，這樣就可以采用變頻風機，根據實際的需求來變化風機的頻率，確保室內的標準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的打壓試驗，并進行必要的清潔和去垢等，以便提高系統的換熱效率，降低運行的總能源消耗。最后，對系統中使用的初、中效過濾器進行定期的更換，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廠家面臨的重要難題，也是他們提升自身競爭力的條件。尤其是在制藥行業、電子行業中，潔凈室已經成為他們進行研發的重要場所，只有具備高標準的潔凈室環境，才能為新產品的研發提供可靠的環境，包括潔凈度、溫度和濕度等。但是，要確保潔凈室室內環境的標準達到相應的要求，所需要的凈化空調系統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。為了能夠有效的節約能源，降低生產的成本，很多行業對潔凈室的節能問題都比較關注。這不僅需要做好整個系統的選擇，還需要合理的控制風量、防止污染物、選擇合理的凈化空調機組等，在有效節約能源的同時，還能確保凈化空調機組能夠穩定的運行。

[1]杜云寶，王雪燕，苗豆豆.凈化空調系統的節能措施探析[J].機電信息，2017(2).

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