摘要：隨著(zhù)高端制造業(yè)在我國的快速發(fā)展，潔凈廠(chǎng)房的規模和數量在近些年來(lái)都有了快速的增加，其能耗問(wèn)題也引起了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。文章對潔凈廠(chǎng)房空調系統的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并就如何在其設計和運行過(guò)程中實(shí)現良好的節能效果提出了一些建議。 

　　近些年來(lái)，隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，高端制造業(yè)在我國呈現出了蓬勃發(fā)展的勢頭。在許多高端制造業(yè)，如醫藥生產(chǎn)和集成電路生產(chǎn)中，對廠(chǎng)房的潔凈程度要求較高，這在很大程度上促進(jìn)了潔凈廠(chǎng)房在我國的建設和發(fā)展。潔凈度高是潔凈廠(chǎng)房的一個(gè)最顯著(zhù)的特點(diǎn)，因為在高端制造業(yè)中潔凈度的高低直接決定了所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。為了使廠(chǎng)房保持很高的潔凈度，需要消耗大量的能量來(lái)維持產(chǎn)品生產(chǎn)所需的清潔生產(chǎn)環(huán)境?？照{系統作為潔凈廠(chǎng)房非常重要的一個(gè)系統之一，其消耗的能量占潔凈廠(chǎng)房能耗的比重非常大，是能量消耗的大戶(hù)?；谶@個(gè)原因，生產(chǎn)廠(chǎng)商為了降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的競爭力，對潔凈廠(chǎng)房空調系統的節能問(wèn)題給予了越來(lái)越多的關(guān)注。 

　　1 潔凈廠(chǎng)房空調系統的特點(diǎn) 
　　由于潔凈廠(chǎng)房的空調系統的作用與普通民用空調系統存在著(zhù)較大的不同，這也使得潔凈廠(chǎng)房空調系統呈現出了一些不同于民用空調系統的特點(diǎn)，無(wú)論是對環(huán)境的潔凈度，還是對溫度、濕度、震動(dòng)和噪聲都有比較嚴格的要求?？偟膩?lái)看，潔凈廠(chǎng)房空調系統的特點(diǎn)主要表現在以下三個(gè)方面： 
　　1.1 運行成本高 
　　潔凈廠(chǎng)房由于潔凈等級的需要，需要采用大量的送風(fēng)和排風(fēng)過(guò)濾系統，這使運行成本大大增加，相對于同等規模的辦公建筑，潔凈廠(chǎng)房空調系統的運行能耗要提高10～30倍。以單向流潔凈室為例，單向流的潔凈度一般控制在ISO5級以上，一個(gè)高為3m、面積為500m2的潔凈廠(chǎng)房如果采用上送下回的垂直單向流形式，廠(chǎng)房?jì)鹊乃惋L(fēng)口風(fēng)速控制在0.2～0.35m/s之間時(shí)，那么潔凈廠(chǎng)房空調系統的換氣次數已經(jīng)達到了24～60次/h，這會(huì )導致巨大的電能消耗。另外，潔凈廠(chǎng)房的空調系統散熱量也很大，由于產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中對溫度和濕度都有比較嚴格的要求，因此導致能耗進(jìn)一步增大，這大大增加了運行成本。 
　　1.2 新風(fēng)負荷大 
　　在電子廠(chǎng)房的生產(chǎn)過(guò)程中，由于經(jīng)常產(chǎn)生一些有害氣體，因此為了通過(guò)排風(fēng)的形式將這些有害氣體及時(shí)加以排除，就需要將空調系統的新風(fēng)量加大。與空調系統的風(fēng)機溫升負荷和工藝設備散熱負荷相比，新風(fēng)冷負荷是這三者中最大的。對于一般的電子潔凈廠(chǎng)房來(lái)說(shuō)，其所需的平均新風(fēng)量一般維持在45～60m3/（h·m2）。 
　　1.3 風(fēng)機全壓高 
　　在潔凈廠(chǎng)房?jì)艋照{系統中的過(guò)濾器很多，這使得過(guò)濾器總的阻力大大增加。以空調系統中的高效過(guò)濾器為例，其初阻力和終阻力分別達到了200Pa和400Pa以上。而對于要求比較高的潔凈廠(chǎng)房來(lái)說(shuō)，其阻力會(huì )更大，其新風(fēng)通常要求進(jìn)行三級過(guò)濾，另外還要進(jìn)行化學(xué)過(guò)濾，這使得新風(fēng)過(guò)濾機組的總阻力達到了2500Pa以上，為了克服過(guò)濾系統的阻力，需要增大風(fēng)機全壓，這使得系統的能耗大大增加。 
　　以上三點(diǎn)是潔凈廠(chǎng)房空調系統三個(gè)比較顯著(zhù)的特點(diǎn)，這三個(gè)特點(diǎn)造成了潔凈廠(chǎng)房空調系統的高能耗和運行成本增加。因此，在設計和運行過(guò)程中采取措施實(shí)現潔凈廠(chǎng)房空調系統的節能意義重大。 
　　2 潔凈廠(chǎng)房空調系統的節能分析 
　　由于潔凈廠(chǎng)房空調系統有著(zhù)一般民用空調所共有的特點(diǎn)，因此適合于一般空調系統的節能措施，如排風(fēng)熱回收、系統變流量等措施都可以用于潔凈廠(chǎng)房空調系統的節能。但由于潔凈廠(chǎng)房空調系統又有著(zhù)自己特有的一些特點(diǎn)，因此潔凈廠(chǎng)房空調系統的節能工作要針對其特點(diǎn)進(jìn)行。本人結合自己多年的工作經(jīng)驗，提出以下三點(diǎn)措施： 
　　2.1 合理布置工藝管線(xiàn) 
　　潔凈廠(chǎng)房空調系統的管線(xiàn)較多，在設計時(shí)對管線(xiàn)進(jìn)行合理布置能在達到設計要求的條件下大大降低系統的能耗。以筆者作為機電工作的主設計師所負責的一個(gè)潔凈廠(chǎng)房空調系統的節能設計為例對此進(jìn)行分析。1998年，筆者負責了蘇州新加坡工業(yè)園區Emerson渦輪機項目潔凈廠(chǎng)房的空調系統設計工作。在這個(gè)項目中，美國公司出于人文考慮，要求車(chē)間的工作環(huán)境能夠達到人體舒適的狀態(tài)，而由于生產(chǎn)工藝的特性，出爐的壓縮機毛胚溫度相當高，如果按照一般的熱負荷計算方法計算，勢必需要設計相當大的冷凍機容量去補償高溫的壓縮機毛胚散發(fā)的熱量，這樣會(huì )使能耗增加很多，也會(huì )使投產(chǎn)后的運行成本大大增加。通過(guò)和業(yè)主進(jìn)行溝通并對潔凈廠(chǎng)房的結構進(jìn)行了全面分析，決定利用廠(chǎng)房較高的層高，將壓縮機出爐的毛胚線(xiàn)路布置在高位，并在廠(chǎng)房的高位引入機械通風(fēng)，先行帶走壓縮機毛胚散發(fā)的熱量；同時(shí)，將風(fēng)機盤(pán)管布置在靠近地面操作工人頭部的那層空間，充分利用了熱空氣輕、在高位，冷空氣重、在低位的空氣原理，使得整個(gè)廠(chǎng)房的溫度分層梯度變化。這樣，既滿(mǎn)足了生產(chǎn)工藝的需求，又保證了工作人員的舒適度；同時(shí)，投產(chǎn)后能耗的運行也能保持在一個(gè)合理的范圍內。在該設計中將影響能耗的各個(gè)因素進(jìn)行了統籌考慮，使空調系統的設計達到了一個(gè)理想的平衡點(diǎn)，取得了良好的節能效果。 
　　2.2 合理組織氣流 
　　為了使潔凈廠(chǎng)房空調系統在運行過(guò)程中取得比較良好的節能效果，需要根據廠(chǎng)房?jì)炔煌胤綄崈舳纫蟮牟煌?，對潔凈廠(chǎng)房?jì)瓤諝饬鲃?dòng)的形態(tài)和分布進(jìn)行合理布置，即需要做好氣流流型的設計。目前，潔凈廠(chǎng)房氣流流型主要分為單向流、非單向流和混合流。單向流潔凈廠(chǎng)房的氣流是從室內的送風(fēng)一側比較平穩地過(guò)渡到與其對應的回風(fēng)側，因此可以獲得比較高的清潔程度，但采用該種氣流方式時(shí)所需的風(fēng)量比較大，能耗也比較高。非單向流的氣流方向和速度在潔凈廠(chǎng)房?jì)炔煌牡胤接兴顒e，在該種氣流形式中利用高效過(guò)濾器處理過(guò)的空氣將污染物沖淡稀釋?zhuān)瑥亩股a(chǎn)中所需要的潔凈度等級得到了保證。在混合流潔凈廠(chǎng)房中包括了單向流和非單向流兩種氣流形式，在對潔凈程度要求高的部位采用單向流形式，在對潔凈程度要求不高的地方采用非單向流形式，采用這種形式的氣流組織形式在滿(mǎn)足設計要求的情況下實(shí)現了節能的目的。因此，在進(jìn)行氣流形式選擇的過(guò)程中必須在滿(mǎn)足基本要求的情況下盡可能降低廠(chǎng)房的潔凈度或建設局部更高的潔凈度；同時(shí)，在進(jìn)行潔凈工作臺的布置時(shí)，應將其置于工作區氣流的上風(fēng)側以使室內空氣的清潔程度提高。 
　　2.3 對潔凈室進(jìn)行節能改造 
　　由于流線(xiàn)型氣流在不使用單向流的情況下就能達到滿(mǎn)足更高潔凈要求的潔凈度，且所占空間較小，因此流線(xiàn)型的潔凈室在現代工廠(chǎng)中得到了比較廣泛的應用，在一般潔凈廠(chǎng)房中通常采用AHU機組集中處理空氣、集中送風(fēng)和回風(fēng)，這樣雖然處理效率較高，但在空氣的輸送方面消耗的能量過(guò)大，因此可以通過(guò)對送回風(fēng)機組進(jìn)行改進(jìn)，使其小型化后安裝在潔凈室內，如圖1所示： 
　　對于改造后的流線(xiàn)型潔凈室來(lái)說(shuō)，其最大的優(yōu)點(diǎn)在于每個(gè)組合單元可以靈活地進(jìn)行移動(dòng)和增減，因此可以通過(guò)增減單元機組的方式來(lái)實(shí)現潔凈等級的控制。另外，由于溫度和濕度由各個(gè)ACU單元進(jìn)行單獨控制，室內的空氣也通過(guò)ACU底部進(jìn)行直接回風(fēng)，因此這大大減少了空氣的輸送距離和換氣次數，使運行成本大大降低。 
　　3 結語(yǔ) 
　　隨著(zhù)人們對潔凈廠(chǎng)房空調系統節能工作的重視程度逐漸提高，潔凈廠(chǎng)房空調系統節能技術(shù)在我國的發(fā)展也越來(lái)越快，但我國在這方面與國外先進(jìn)水平相比仍存在較大的差距，這需要我們不斷提高自身的技術(shù)水平，做好潔凈廠(chǎng)房空調系統的節能設計和改造工作。