淺析電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房的布局與節能方案
華銳凈化 2020-09-12 09:51:20 閱讀
潔凈空調系統是電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房能源(解釋:向自然界提供能量轉化的物質(zhì))消耗的重要組成部分,潔凈空調系統的運行能耗是構成電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房生產(chǎn)產(chǎn)品成本的主要網(wǎng)站內容之一。隨著(zhù)我國電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房建設規模的迅速發(fā)展,從電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房設計上采取有力措施來(lái)降低系統能耗、節約能源,已到了刻不容緩的地步。結合設計工作經(jīng)歷中總結的心得,對如何制定電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房潔凈空調系統節能措施、提高系統能效進(jìn)行分析。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電子產(chǎn)品生產(chǎn)的規?;透呖煽啃阅艿纫?,常需采用連續生產(chǎn)、多工序集成的大型精密(precise)生產(chǎn)設備,因此電子工業(yè)廠(chǎng)房通常為大面積、大空間廠(chǎng)房。電子工業(yè)廠(chǎng)房的工藝常要求潔凈度高,溫濕度波動(dòng)小,各類(lèi)工藝排風(fēng)量較大,所以電子工業(yè)廠(chǎng)房通常需配置送風(fēng)量和新風(fēng)量均較大的潔凈空調系統,用于處理送風(fēng)和新風(fēng)的冷量、熱量(Heat)等所需能量也同樣很大,且電子工業(yè)廠(chǎng)房一般為全年全天晝夜運行,因此電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房潔凈空調系統(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“潔凈空調系統”)的能耗總量巨大,成為構成電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房生產(chǎn)產(chǎn)品成本的主要網(wǎng)站內容之一。
如何有效降低潔凈空調系統能耗,節約潔凈廠(chǎng)房運行成本,已成為行業(yè)內特別關(guān)注和重視的問(wèn)題。層流手術(shù)室凈化高效安全的手術(shù)室空氣凈化系統,保證手術(shù)室的無(wú)菌環(huán)境,可以滿(mǎn)足器官移植、心臟、血管、人工關(guān)節置換等手術(shù)所需的高度無(wú)菌環(huán)境。由于各專(zhuān)科的手術(shù)往往需要配置專(zhuān)門(mén)的設備及器械,因此,專(zhuān)科手術(shù)的手術(shù)間宜相對固定。鑒于此,結合之前設計和接觸的潔凈空調系統經(jīng)驗,淺析潔凈空調系統的節能措施。
一、合理規劃潔凈室工藝平面
在潔凈空調系統設計中,對房間潔凈等級的確定,應在滿(mǎn)足工藝需求、保證生產(chǎn)質(zhì)量的前提下,綜合考慮工藝生產(chǎn)要求、設備大小、操作方式、前后生產(chǎn)工序連接方式、操作人數、設備自動(dòng)化程度等因素,合理規劃各潔凈區域面積、高度及工藝平面圖,通過(guò)減少潔凈空間、降低污染值、減少換氣次數等方式來(lái)降低投資和運行成本,達到節能效果。
減少潔凈空間。潔凈空間的減少,可直接減少潔凈空調風(fēng)量,意味著(zhù)潔凈空調系統的空氣處理能耗、送風(fēng)動(dòng)力能耗都隨之降低。根據一般經(jīng)驗(experience),若減少潔凈體積30%,可節約25%能耗,萬(wàn)級潔凈區的運行能耗是十萬(wàn)級潔凈區的2.5倍,因此,設計時(shí)應按不同空氣潔凈度等級要求分別集中布置潔凈室,盡最大努力減少潔凈室,特別是高級別潔凈室的面積,從而減少潔凈空調系統的能耗。
降低污染值。潔凈室空氣的主要污染來(lái)源于工藝生產(chǎn)(Produce)產(chǎn)生的廢水、廢氣、以及建筑裝飾材料等。因此,對工藝廢水、廢氣進(jìn)行分類(lèi)集中收集,處理至合格后再排放,避免泄漏和交叉污染,同時(shí)使用低污染值的綠色環(huán)保材料,可降低潔凈室的污染值,也可減少潔凈空調的新風(fēng)需求,從而降低能耗。
減少換氣次數。在保證潔凈室潔凈度的前提下,減少潔凈室換氣次數,從而減少潔凈空調送風(fēng)量是節能的重要手段之一。換氣次數與生產(chǎn)工藝、設備先進(jìn)程度以及人員密度(單位:g/cm3或kg/m3)等密切相關(guān)。如布置有普通灌封機的房間就需要較高的換氣次數,而帶有空氣凈化裝置的洗灌封聯(lián)動(dòng)機的高精度(精確度)電子生產(chǎn)間,則只需較低換氣次數即可保持相同的生產(chǎn)需求。因此,掌握工藝需求,通過(guò)采取局部高潔凈設置代替整個(gè)區域高潔凈設置等方式減少潔凈空調風(fēng)量,從而減少換氣次數,是降低潔凈空調系統能耗的重要途徑。
二、采用節能技術(shù)措施
潔凈空調系統能耗的組成主要包括空調主機 、水泵、冷卻塔、排風(fēng)機、末端空調設備等的運行能耗。在項目設計階段,采取節能技術(shù)措施,選用低能耗產(chǎn)品,綜合項目的初投資(意義:是未來(lái)收益的累積)和運行投資,選擇節能環(huán)保設計方案,可有效控制項目能耗。在項目初步設計階段對空調系統進(jìn)行整體規劃,選擇節能環(huán)保原理的空調系統,如新風(fēng)預處理加循環(huán)空調系統、二次回風(fēng)系統等節能空調系統處理方式,從系統原理上減少能耗抵消。在項目施工圖設計階段,通過(guò)在設計圖紙中,制定明確空調主機COP值要求、配置(deploy)直流變頻FFU、水泵和風(fēng)機的電機變頻設置、空調主機冷凝器清洗裝置、空調冷凝水回收再用、工藝設備余熱回收利用等措施,降低潔凈空調系統能耗,達到節能目的。
明確空調主機COP值要求。層流手術(shù)室凈化高效安全的手術(shù)室空氣凈化系統,保證手術(shù)室的無(wú)菌環(huán)境,可以滿(mǎn)足器官移植、心臟、血管、人工關(guān)節置換等手術(shù)所需的高度無(wú)菌環(huán)境。由于各專(zhuān)科的手術(shù)往往需要配置專(zhuān)門(mén)的設備及器械,因此,專(zhuān)科手術(shù)的手術(shù)間宜相對固定??照{主機為空調系統主要耗能設備,其COP值直接影響空調系統的運行能耗。在《公共建筑節能技術(shù)設計標準》(GB 50189-2005)中對各類(lèi)空調主機COP值均有明文寫(xiě)出最低要求值,各省市的地方標準中對空調主機COP值也均有不得低于最低值要求。因而在項目設計中,空調主機COP值的選型需查設計標準及地方標準的不得低于要求值,在滿(mǎn)足此值的前提下,綜合考慮(consider)整個(gè)工程的初投入,盡可能選COP值高的空調主機。
配置直流變頻FFU。由于電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房的大面積、大空間特征,決定其潔凈空調系統的循環(huán)風(fēng)量非常大,潔凈空調系統常選用潔凈新風(fēng)機(Draught Fan)組(MAU)+風(fēng)機過(guò)濾單元(FFU)+干盤(pán)管(DDC)的系統,循環(huán)風(fēng)量大,導致末端送風(fēng)的FFU數量多,此時(shí),宜選用直流變頻FFU。直流變頻FFU配套有全直流變頻調控系統,變頻器通過(guò)輕負載降壓實(shí)現節能,可根據環(huán)境的不同進(jìn)行自動(dòng)調整風(fēng)速,需要較大風(fēng)量時(shí),自動(dòng)增加功率,需要較小風(fēng)量時(shí),電機的轉矩會(huì )明顯下降,可有效減少循環(huán)風(fēng)機的能耗,節能效果顯著(zhù)。
水泵、風(fēng)機的電機變頻設置??照{系統風(fēng)機、水泵的配置為根據生產(chǎn)工藝(production engineering)最大需求和滿(mǎn)足最不利室外環(huán)境需求來(lái)設計,其實(shí)際運行參數(parameter)為根據廠(chǎng)房空調系統實(shí)際需求的變化值。因而,對空調系統風(fēng)機、水泵的電機進(jìn)行變頻設置,根據空調系統實(shí)際需求來(lái)變頻運行風(fēng)機和水泵,提高風(fēng)機、水泵的工作效率,減少風(fēng)機、水泵及整個(gè)空調系統的不必要能源浪費,有效實(shí)現降低系統能耗。
空調主機冷凝器(類(lèi)別:換熱設備)清洗裝置。潔凈手術(shù)室裝修手術(shù)室(operating room 英文簡(jiǎn)稱(chēng)o.r)是為病人提供手術(shù)及搶救的場(chǎng)所,是醫院的重要技術(shù)部門(mén)。手術(shù)室應與手術(shù)科室相接連,還要與血庫、監護室、麻醉復蘇室等臨近。因空調主機冷凝器的熱交換水系統一般采用開(kāi)式冷卻塔(The cooling tower)系統,開(kāi)式冷卻塔的冷卻水中帶有懸浮固體、有機物、低溶鹽和沉積(sedimentation)物,此類(lèi)雜質(zhì)進(jìn)入冷凝器在熱交換時(shí),將逐漸在銅管內壁結垢,阻隔傳熱造成熱交換效率降低。采用冷凝器自動(dòng)循環(huán)清洗裝置配合旁路清洗系統,清洗和收集懸浮固體、有機物、低溶鹽和沉積物等,確保管道清潔,保持熱交換器處于設計效率工作,達到高效節能效果,同時(shí),可增加機組使用壽命,且無(wú)需定期手動(dòng)清洗空調主機冷凝器。
工藝設備余熱回收利用。電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房潔凈室環(huán)境要求全年保持恒溫恒濕,能耗比常規舒適空調大很多,尤其是過(guò)渡季節,由于室外空氣低溫高濕,為保證潔凈內濕度,需減少新風(fēng)含濕量,新風(fēng)機組需對新風(fēng)進(jìn)行降溫除濕處理,導致除濕后的新風(fēng)溫度很低,而此時(shí)潔凈室內的冷負荷需求較少,因此需要用大量的熱能來(lái)對新風(fēng)進(jìn)行再熱處理,才能使新風(fēng)達到要求的送風(fēng)溫度,新風(fēng)處理過(guò)程中存在大量的能源(解釋:向自然界提供能量轉化的物質(zhì))抵消。在設計時(shí),可將部分較清潔的工藝熱排風(fēng)進(jìn)行余熱回收利用,對此類(lèi)工藝熱排風(fēng)集中回收并進(jìn)行必要的過(guò)濾處理后引入潔凈空調系統,與降溫除濕后的新風(fēng)混合,重新進(jìn)入新風(fēng)系統,可減少對室外新風(fēng)獲取量的同時(shí)減少對新風(fēng)再熱所需的能耗,從而達到節能效果。
結語(yǔ):
節能環(huán)保是我國可持續發(fā)展戰略中的重要能源政策,也是電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房建設的科學(xué)技術(shù)增長(cháng)點(diǎn)。采取合理可行的有力措施,減少潔凈空調系統能耗,提高潔凈空調系統效率,有效降低潔凈空調系統的運行成本是行業(yè)從業(yè)者需關(guān)注和重視的問(wèn)題。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電子產(chǎn)品生產(chǎn)的規?;透呖煽啃阅艿纫?,常需采用連續生產(chǎn)、多工序集成的大型精密(precise)生產(chǎn)設備,因此電子工業(yè)廠(chǎng)房通常為大面積、大空間廠(chǎng)房。電子工業(yè)廠(chǎng)房的工藝常要求潔凈度高,溫濕度波動(dòng)小,各類(lèi)工藝排風(fēng)量較大,所以電子工業(yè)廠(chǎng)房通常需配置送風(fēng)量和新風(fēng)量均較大的潔凈空調系統,用于處理送風(fēng)和新風(fēng)的冷量、熱量(Heat)等所需能量也同樣很大,且電子工業(yè)廠(chǎng)房一般為全年全天晝夜運行,因此電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房潔凈空調系統(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“潔凈空調系統”)的能耗總量巨大,成為構成電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房生產(chǎn)產(chǎn)品成本的主要網(wǎng)站內容之一。
如何有效降低潔凈空調系統能耗,節約潔凈廠(chǎng)房運行成本,已成為行業(yè)內特別關(guān)注和重視的問(wèn)題。層流手術(shù)室凈化高效安全的手術(shù)室空氣凈化系統,保證手術(shù)室的無(wú)菌環(huán)境,可以滿(mǎn)足器官移植、心臟、血管、人工關(guān)節置換等手術(shù)所需的高度無(wú)菌環(huán)境。由于各專(zhuān)科的手術(shù)往往需要配置專(zhuān)門(mén)的設備及器械,因此,專(zhuān)科手術(shù)的手術(shù)間宜相對固定。鑒于此,結合之前設計和接觸的潔凈空調系統經(jīng)驗,淺析潔凈空調系統的節能措施。
一、合理規劃潔凈室工藝平面
在潔凈空調系統設計中,對房間潔凈等級的確定,應在滿(mǎn)足工藝需求、保證生產(chǎn)質(zhì)量的前提下,綜合考慮工藝生產(chǎn)要求、設備大小、操作方式、前后生產(chǎn)工序連接方式、操作人數、設備自動(dòng)化程度等因素,合理規劃各潔凈區域面積、高度及工藝平面圖,通過(guò)減少潔凈空間、降低污染值、減少換氣次數等方式來(lái)降低投資和運行成本,達到節能效果。
減少潔凈空間。潔凈空間的減少,可直接減少潔凈空調風(fēng)量,意味著(zhù)潔凈空調系統的空氣處理能耗、送風(fēng)動(dòng)力能耗都隨之降低。根據一般經(jīng)驗(experience),若減少潔凈體積30%,可節約25%能耗,萬(wàn)級潔凈區的運行能耗是十萬(wàn)級潔凈區的2.5倍,因此,設計時(shí)應按不同空氣潔凈度等級要求分別集中布置潔凈室,盡最大努力減少潔凈室,特別是高級別潔凈室的面積,從而減少潔凈空調系統的能耗。
降低污染值。潔凈室空氣的主要污染來(lái)源于工藝生產(chǎn)(Produce)產(chǎn)生的廢水、廢氣、以及建筑裝飾材料等。因此,對工藝廢水、廢氣進(jìn)行分類(lèi)集中收集,處理至合格后再排放,避免泄漏和交叉污染,同時(shí)使用低污染值的綠色環(huán)保材料,可降低潔凈室的污染值,也可減少潔凈空調的新風(fēng)需求,從而降低能耗。
減少換氣次數。在保證潔凈室潔凈度的前提下,減少潔凈室換氣次數,從而減少潔凈空調送風(fēng)量是節能的重要手段之一。換氣次數與生產(chǎn)工藝、設備先進(jìn)程度以及人員密度(單位:g/cm3或kg/m3)等密切相關(guān)。如布置有普通灌封機的房間就需要較高的換氣次數,而帶有空氣凈化裝置的洗灌封聯(lián)動(dòng)機的高精度(精確度)電子生產(chǎn)間,則只需較低換氣次數即可保持相同的生產(chǎn)需求。因此,掌握工藝需求,通過(guò)采取局部高潔凈設置代替整個(gè)區域高潔凈設置等方式減少潔凈空調風(fēng)量,從而減少換氣次數,是降低潔凈空調系統能耗的重要途徑。
二、采用節能技術(shù)措施
潔凈空調系統能耗的組成主要包括空調主機 、水泵、冷卻塔、排風(fēng)機、末端空調設備等的運行能耗。在項目設計階段,采取節能技術(shù)措施,選用低能耗產(chǎn)品,綜合項目的初投資(意義:是未來(lái)收益的累積)和運行投資,選擇節能環(huán)保設計方案,可有效控制項目能耗。在項目初步設計階段對空調系統進(jìn)行整體規劃,選擇節能環(huán)保原理的空調系統,如新風(fēng)預處理加循環(huán)空調系統、二次回風(fēng)系統等節能空調系統處理方式,從系統原理上減少能耗抵消。在項目施工圖設計階段,通過(guò)在設計圖紙中,制定明確空調主機COP值要求、配置(deploy)直流變頻FFU、水泵和風(fēng)機的電機變頻設置、空調主機冷凝器清洗裝置、空調冷凝水回收再用、工藝設備余熱回收利用等措施,降低潔凈空調系統能耗,達到節能目的。
明確空調主機COP值要求。層流手術(shù)室凈化高效安全的手術(shù)室空氣凈化系統,保證手術(shù)室的無(wú)菌環(huán)境,可以滿(mǎn)足器官移植、心臟、血管、人工關(guān)節置換等手術(shù)所需的高度無(wú)菌環(huán)境。由于各專(zhuān)科的手術(shù)往往需要配置專(zhuān)門(mén)的設備及器械,因此,專(zhuān)科手術(shù)的手術(shù)間宜相對固定??照{主機為空調系統主要耗能設備,其COP值直接影響空調系統的運行能耗。在《公共建筑節能技術(shù)設計標準》(GB 50189-2005)中對各類(lèi)空調主機COP值均有明文寫(xiě)出最低要求值,各省市的地方標準中對空調主機COP值也均有不得低于最低值要求。因而在項目設計中,空調主機COP值的選型需查設計標準及地方標準的不得低于要求值,在滿(mǎn)足此值的前提下,綜合考慮(consider)整個(gè)工程的初投入,盡可能選COP值高的空調主機。
配置直流變頻FFU。由于電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房的大面積、大空間特征,決定其潔凈空調系統的循環(huán)風(fēng)量非常大,潔凈空調系統常選用潔凈新風(fēng)機(Draught Fan)組(MAU)+風(fēng)機過(guò)濾單元(FFU)+干盤(pán)管(DDC)的系統,循環(huán)風(fēng)量大,導致末端送風(fēng)的FFU數量多,此時(shí),宜選用直流變頻FFU。直流變頻FFU配套有全直流變頻調控系統,變頻器通過(guò)輕負載降壓實(shí)現節能,可根據環(huán)境的不同進(jìn)行自動(dòng)調整風(fēng)速,需要較大風(fēng)量時(shí),自動(dòng)增加功率,需要較小風(fēng)量時(shí),電機的轉矩會(huì )明顯下降,可有效減少循環(huán)風(fēng)機的能耗,節能效果顯著(zhù)。
水泵、風(fēng)機的電機變頻設置??照{系統風(fēng)機、水泵的配置為根據生產(chǎn)工藝(production engineering)最大需求和滿(mǎn)足最不利室外環(huán)境需求來(lái)設計,其實(shí)際運行參數(parameter)為根據廠(chǎng)房空調系統實(shí)際需求的變化值。因而,對空調系統風(fēng)機、水泵的電機進(jìn)行變頻設置,根據空調系統實(shí)際需求來(lái)變頻運行風(fēng)機和水泵,提高風(fēng)機、水泵的工作效率,減少風(fēng)機、水泵及整個(gè)空調系統的不必要能源浪費,有效實(shí)現降低系統能耗。
空調主機冷凝器(類(lèi)別:換熱設備)清洗裝置。潔凈手術(shù)室裝修手術(shù)室(operating room 英文簡(jiǎn)稱(chēng)o.r)是為病人提供手術(shù)及搶救的場(chǎng)所,是醫院的重要技術(shù)部門(mén)。手術(shù)室應與手術(shù)科室相接連,還要與血庫、監護室、麻醉復蘇室等臨近。因空調主機冷凝器的熱交換水系統一般采用開(kāi)式冷卻塔(The cooling tower)系統,開(kāi)式冷卻塔的冷卻水中帶有懸浮固體、有機物、低溶鹽和沉積(sedimentation)物,此類(lèi)雜質(zhì)進(jìn)入冷凝器在熱交換時(shí),將逐漸在銅管內壁結垢,阻隔傳熱造成熱交換效率降低。采用冷凝器自動(dòng)循環(huán)清洗裝置配合旁路清洗系統,清洗和收集懸浮固體、有機物、低溶鹽和沉積物等,確保管道清潔,保持熱交換器處于設計效率工作,達到高效節能效果,同時(shí),可增加機組使用壽命,且無(wú)需定期手動(dòng)清洗空調主機冷凝器。
工藝設備余熱回收利用。電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房潔凈室環(huán)境要求全年保持恒溫恒濕,能耗比常規舒適空調大很多,尤其是過(guò)渡季節,由于室外空氣低溫高濕,為保證潔凈內濕度,需減少新風(fēng)含濕量,新風(fēng)機組需對新風(fēng)進(jìn)行降溫除濕處理,導致除濕后的新風(fēng)溫度很低,而此時(shí)潔凈室內的冷負荷需求較少,因此需要用大量的熱能來(lái)對新風(fēng)進(jìn)行再熱處理,才能使新風(fēng)達到要求的送風(fēng)溫度,新風(fēng)處理過(guò)程中存在大量的能源(解釋:向自然界提供能量轉化的物質(zhì))抵消。在設計時(shí),可將部分較清潔的工藝熱排風(fēng)進(jìn)行余熱回收利用,對此類(lèi)工藝熱排風(fēng)集中回收并進(jìn)行必要的過(guò)濾處理后引入潔凈空調系統,與降溫除濕后的新風(fēng)混合,重新進(jìn)入新風(fēng)系統,可減少對室外新風(fēng)獲取量的同時(shí)減少對新風(fēng)再熱所需的能耗,從而達到節能效果。
結語(yǔ):
節能環(huán)保是我國可持續發(fā)展戰略中的重要能源政策,也是電子工業(yè)潔凈廠(chǎng)房建設的科學(xué)技術(shù)增長(cháng)點(diǎn)。采取合理可行的有力措施,減少潔凈空調系統能耗,提高潔凈空調系統效率,有效降低潔凈空調系統的運行成本是行業(yè)從業(yè)者需關(guān)注和重視的問(wèn)題。