洁净厂房空调节能设计研究

洁净厂房空调节能设计研究

潘冬玲

中国医药集团联合工程有限公司广州分公司 广东广州 510000

摘要：国内洁净厂房建造规模极大，相关统计数据表示，洁净厂房的能源消耗是普通商务写字楼的10倍至30倍，空调净化系统的能耗是普通空调机组能源消耗的5倍至15倍，因此，洁净厂房的环保节能设计极其重要。基于此，本文明确提出了在洁净厂房空调机组的技术设计环节可以遵循的环保节能举措，对具体工程具备十分关键的作用。

关键词：洁净厂房；空调；节能设计；研究

近几年来，伴随着我国经济的迅速发展，很多国外制造型企业纷纷将视线望向了中国，促使先进制造业在国内表现出了迅猛发展的态势，洁净厂房也愈来愈多。洁净厂房在洁净度上的等级较高，所以换风次数高是该类厂房的明显特点。为了能使厂房确保很高的洁净度等级，必须耗费较多的能源来维系产品生产制造所必需的清洁生产条件。空调机组是洁净厂房的一个关键系统，其耗费的能源占洁净厂房总能源消耗的比例十分大。所以针对洁净厂房的空调节能设计研究是十分有必要的。

一、设计环保节能的空调机组

设计空调机组，第一是选择适当的室内设计性能参数。现阶段大部分空调机组都是使用过去的设计方式，而伴随着空调设备技术的发展，室内的性能参数已可以更为精准地实现和维系，所以，室内的性能参数的设计已不可以根据过去的观念实施考量，设计工人必须具备环保节能思想意识。节能空调的设计中性能参数至关重要，主要包括：新风比（新风系统的风量）、换风次数、室内的温度湿度、单位面积冷（热）负荷量等。

1、选定合适的新风比

在洁净空调中新风处理的能耗占系统总能耗的大半部分。所以，在充分满足生产工艺流程和作业工人需求的前提下，应尽量使用低的新风比；洁净空间内的回风温、环境湿度靠近供风温、环境湿度规定，并且较新风要洁净，能回风的空气净化系统，尽量多使用回风，增强系统的回风运用量，不可以回风或使用少许回风的系统，要实施能源收集。新风系统风量的明确，净化室内要确保相应的清新空气量，其量值应取以下风量中的最高值：①非单边流净化室总送风量的10％至30％，单边流净化室总送风量的2％至4％；②补偿室内的排风和确保室内的正压值所需的清新空气量；③确保室内一人一小时的清新空气量不小于40ｍ³。针对密闭情况高的洁净厂房，新风系统的风量不可以过低，不然，室内的相关工作人员易形成“闷”的体验。

2、采用较低的换气次数

针对各洁净等级的换风次数并没有做对应的标准，设计人员应深度融合本地的气体流动粉尘状况和项目的装修风格，有效明确换风次数。在中国南方等地区，户外气体流动粉尘浓度值低或是工程项目的装修标准较高。室内的细颗粒物少、工序自身又较现代化，这类工程项目的洁净空调可以适度降低换风次数。

二、洁净厂房空调系统的环保节能

1、有效明确气体流动处理系统

洁净车间的气体流动处理方法应经热耗、湿负荷、排风量均衡计算和经济工艺对比后确定，切勿硬套生搬。通常情况下，洁净车间的循环排风量远高于新风系统的风量，可实现再次回风以防止冷热量相抵，实现环保节能的作用，所以应使用再次回风，再次回风步骤中可以分成由新风系统担负所有的热冷湿负荷和由新风系统及循环风各自担负热冷湿两种形式，其总的热冷湿负荷是一致的，应按照项目的实际情况有效使用。针对室内的显热负荷大（热湿比大）气体流动循环量大的洁净车间，因送风系统的温度与室温的温度差较小，使用新风空调机加风机过滤单元和干表冷一同担负热冷负荷是环保节能的。

空调净化系统气体流动加工处理的改进对环保节能的作用非常显著，改进的作用便是降低或解决热冷相抵状况和降低风机升温。

2、降低气体流动循环量

（1）降低单向流洁净车间的范围

把主要的标准严的洁净作业区与周边标准不高的洁净车间环境进行物理上的防护，即对主要地区使用“点”、“线”的保障而不使用“面”的保障，以降低单向流洁净车间的范围，如果在非单向流洁净室内的安装洁净工作台、洁净作业棚或层流罩等部分单向流洁净区：使用微环境等。

（2）降低气体流动速度、换风次数

因为高效过滤装置及环境污染控制程度的提高，和流体力学工艺的进步，实践经验和科学研究已指出可降低洁净车间的气魄度／换风次数，有规程等对气体流动速度／换风次数的基准值已有一定的降低。在现实的设计、校准、生产过程中，应以符合要求标准、制作工艺的实际需求为标准，不应留过髙的充裕量。尤其是在校准、测试环节及工程竣工前期运作中，各类指标值远高于设计及要求的标准对环保节能是有不良影响的。

3、降低气体流动系统阻力

洁净车间的循环排风量和新风系统的风量都较大，应按实际情况酌情考虑有效地降低气体流动系统的阻力。降低气体流动系统阻力，预示着输送气体流动功率的降低，风机功率的降低是环保节能，更关键的是降低了系统的热耗，环保节能作用比较突出，在高等级的洁净车间中使用风机过滤单元的形式与使用集中化送风系统形式对比，可使空调系统热耗有很大程度地降低。降低气体流动系统阻力，可使用的具体方法涉及：

1.使用科学的气体传送系统，

2.风道应使用低风速等级并留意平滑衔接以减少阻力

3.使用高效机器设备，减少气体处理设备的阻力？

4.减少多空地板的阻力，

5.减少干表冷的阻力，如有可能的情况下提高干表冷的范围以减少干表冷迎风面速使用圆钢管式的干表冷热换器等，

4、洁净空调机组增设能量收回段

对使用直排式空调机组或排风量较大的洁净空调，在洁净空调机组内设定能量收回段是一个有效的、科学合理的环保对策。能量收回段的本质，便是一个热换器，即在排风的情况下，借助热交换器的基本原理，把排气的能量收回，进入到新风中等同于使新风获得了前处理。

5、应用节能保温材料

可用在洁净空调风管及换热段管路的保温隔热材料越来越多，通常有：用在隔热保温的岩棉板、硅酸铝纤维毡、泡沫石棉纤维玻璃丝棉等，用在保冷的玻璃丝棉、塑胶高密度海绵聚乙烯和聚苯乙烯等。现阶段，在风道隔热保温中较常用的节能保温材料有玻璃丝棉、塑胶高密度海绵。这两种保温隔热材料，除隔热保温功能模块有效外，还具备较好的难燃或阻燃性能，使用也非常简单。塑胶高密度海绵使用极其简便，风道表面清理后涂以专用的强力胶，再将裁好的塑胶高密度海绵材质粘平就可以了，不用防水防潮、隔汽层。该保温隔热材料外形效果明显，存在的问题是费用稍贵。

6、加强装备程度

洁净空调节能的核心在洁净空调机组，发电机组中关键的环保控点除开以上的变频调速排风机、电动式水阀汽阀等，还包含低阻高效化的过滤装置、热传导功能模块好的热换器和发电机组机体隔热保温、封密等。现代化的生产加工工艺对发电机组的能源资源使用程度也影响较大，如热换器的焊接工艺、发电机组内腔的光泽度、排风机的动平衡等。

7、提高自动化控制程度

洁净空调的智能控制系统，具体由温度感应器，湿度控制器，压力感应器，差压开关警报器，阀门控制器、水流量调节阀门、蒸汽调节阀，流量计，风机电机变频器等自控电子器件构成，以达到温湿度监控的显现与自控、风量风压的稳定、过滤装置及排风机先后压力差警报、热换器水流量把控、新回风量自控等功能模块。因为天气形势的变化多端，户外气体的基本参数也是变化多端的，而洁净空调设计时是以“户外计算基本参数”当作标准及系统处在最有害情况下考量的，在某一阶段必定出现能源资源上的消耗，对洁净空调机组实施自控，其环保功效是不言而喻的。

结语：洁净空调的节能环保空间极大，应受到建筑工程设计和管理者的十分重视，并实施积极主动措施。在项目设计环节，从新风比、换风次数、温度湿度等设计技术参数的明确上，设计人员和管理者均应建立节能环保思想意识，并积极主动选择能量收回段等节能环保设备，积极主动运用变频调速等节能环保技术，全面提高洁净空调的自动控制程度；变频调速电机风机提高了初投资，但节能环保成效显著，从整体利益来说，是非常值得的。

参考文献：

[1]高向荣.探究医药行业净化空调的节能设计[J].中国设备工程,2020(20):143-145.

[2]刘禹,王昊鲁.工业厂房暖通空调的节能设计探讨[J].设备管理与维修,2020(20):179-181.DOI:10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2020.10D.101.

[3]何丽.谈电子厂房暖通空调的节能设计[J].山东工业技术,2016(08):145.DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.136.