浅析电子工业洁净厂房

王华

摘要：洁净空调系统是电子工业洁净厂房能源消耗的重要组成部分，洁净空调系统的运行能耗是构成电子工业洁净厂房生产产品成本的主要内容之一。随着我国电子工业洁净厂房建设规模的迅速发展，从电子工业洁净厂房设计上采取有力措施来降低系统能耗、节约能源，已到了刻不容缓的地步。结合设计工作经历中总结的心得，对如何制定电子工业洁净厂房洁净空调系统节能措施、提高系统能效进行分析。

关键词：能耗；节能；措施

随着科学技术的发展，电子产品生产的规模化和高可靠性能等要求，常需采用连续生产、多工序集成的大型精密生产设备，因此电子工业厂房通常为大面積、大空间厂房。电子工业厂房的工艺常要求洁净度高，温湿度波动小，各类工艺排风量较大，所以电子工业厂房通常需配置送风量和新风量均较大的洁净空调系统，用于处理送风和新风的冷量、热量等所需能量也同样很大，且电子工业厂房一般为全年全天昼夜运行，因此电子工业洁净厂房洁净空调系统（以下简称“洁净空调系统”）的能耗总量巨大，成为构成电子工业洁净厂房生产产品成本的主要内容之一。

如何有效降低洁净空调系统能耗，节约洁净厂房运行成本，已成为行业内特别关注和重视的问题。鉴于此，结合之前设计和接触的洁净空调系统经验，浅析洁净空调系统的节能措施。

一、合理规划洁净室工艺平面

在洁净空调系统设计中，对房间洁净等级的确定，应在满足工艺需求、保证生产质量的前提下，综合考虑工艺生产要求、设备大小、操作方式、前后生产工序连接方式、操作人数、设备自动化程度等因素，合理规划各洁净区域面积、高度及工艺平面图，通过减少洁净空间、降低污染值、减少换气次数等方式来降低投资和运行成本，达到节能效果。

减少洁净空间。洁净空间的减少，可直接减少洁净空调风量，意味着洁净空调系统的空气处理能耗、送风动力能耗都随之降低。根据一般经验，若减少洁净体积30%，可节约25%能耗，万级洁净区的运行能耗是十万级洁净区的2.5倍，因此，设计时应按不同空气洁净度等级要求分别集中布置洁净室，尽最大努力减少洁净室，特别是高级别洁净室的面积，从而减少洁净空调系统的能耗。

降低污染值。洁净室空气的主要污染来源于工艺生产产生的废水、废气、以及建筑装饰材料等。因此，对工艺废水、废气进行分类集中收集，处理至合格后再排放，避免泄漏和交叉污染，同时使用低污染值的绿色环保材料，可降低洁净室的污染值，也可减少洁净空调的新风需求，从而降低能耗。

减少换气次数。在保证洁净室洁净度的前提下，减少洁净室换气次数，从而减少洁净空调送风量是节能的重要手段之一。换气次数与生产工艺、设备先进程度以及人员密度等密切相关。如布置有普通灌封机的房间就需要较高的换气次数，而带有空气净化装置的洗灌封联动机的高精度电子生产间，则只需较低换气次数即可保持相同的生产需求。因此，掌握工艺需求，通过采取局部高洁净设置代替整个区域高洁净设置等方式减少洁净空调风量，从而减少换气次数，是降低洁净空调系统能耗的重要途径。

二、采用节能技术措施

洁净空调系统能耗的组成主要包括空调主机 、水泵、冷却塔、排风机、末端空调设备等的运行能耗。在项目设计阶段，采取节能技术措施，选用低能耗产品，综合项目的初投资和运行投资，选择节能环保设计方案，可有效控制项目能耗。在项目初步设计阶段对空调系统进行整体规划，选择节能环保原理的空调系统，如新风预处理加循环空调系统、二次回风系统等节能空调系统处理方式，从系统原理上减少能耗抵消。在项目施工图设计阶段，通过在设计图纸中，制定明确空调主机COP值要求、配置直流变频FFU、水泵和风机的电机变频设置、空调主机冷凝器清洗装置、空调冷凝水回收再用、工艺设备余热回收利用等措施，降低洁净空调系统能耗，达到节能目的。

明确空调主机COP值要求。空调主机为空调系统主要耗能设备，其COP值直接影响空调系统的运行能耗。在《公共建筑节能技术设计标准》（GB 50189-2005）中对各类空调主机COP值均有明文写出最低要求值，各省市的地方标准中对空调主机COP值也均有不得低于最低值要求。因而在项目设计中，空调主机COP值的选型需查设计标准及地方标准的不得低于要求值，在满足此值的前提下，综合考虑整个工程的初投入，尽可能选COP值高的空调主机。

配置直流变频FFU。由于电子工业洁净厂房的大面积、大空间特征，决定其洁净空调系统的循环风量非常大，洁净空调系统常选用洁净新风机组（MAU）+风机过滤单元（FFU）+干盘管（DDC）的系统，循环风量大，导致末端送风的FFU数量多，此时，宜选用直流变频FFU。直流变频FFU配套有全直流变频调控系统，变频器通过轻负载降压实现节能，可根据环境的不同进行自动调整风速，需要较大风量时，自动增加功率，需要较小风量时，电机的转矩会明显下降，可有效减少循环风机的能耗，节能效果显著。

水泵、风机的电机变频设置。空调系统风机、水泵的配置为根据生产工艺最大需求和满足最不利室外环境需求来设计，其实际运行参数为根据厂房空调系统实际需求的变化值。因而，对空调系统风机、水泵的电机进行变频设置，根据空调系统实际需求来变频运行风机和水泵，提高风机、水泵的工作效率，减少风机、水泵及整个空调系统的不必要能源浪费，有效实现降低系统能耗。

空调主机冷凝器清洗装置。因空调主机冷凝器的热交换水系统一般采用开式冷却塔系统，开式冷却塔的冷却水中带有悬浮固体、有机物、低溶盐和沉积物，此类杂质进入冷凝器在热交换时，将逐渐在铜管内壁结垢，阻隔传热造成热交换效率降低。采用冷凝器自动循环清洗装置配合旁路清洗系统，清洗和收集悬浮固体、有机物、低溶盐和沉积物等，确保管道清洁，保持热交换器处于设计效率工作，达到高效节能效果，同时，可延长机组使用寿命，且无需定期手动清洗空调主机冷凝器。

工艺设备余热回收利用。电子工业洁净厂房洁净室环境要求全年保持恒温恒湿，能耗比常规舒适空调大很多，尤其是过渡季节，由于室外空气低温高湿，为保证洁净内湿度，需减少新风含湿量，新风机组需对新风进行降温除湿处理，导致除湿后的新风温度很低，而此时洁净室内的冷负荷需求较少，因此需要用大量的热能来对新风进行再热处理，才能使新风达到要求的送风温度，新风处理过程中存在大量的能源抵消。在设计时，可将部分较清洁的工艺热排风进行余热回收利用，对此类工艺热排风集中回收并进行必要的过滤处理后引入洁净空调系统，与降温除湿后的新风混合，重新进入新风系统，可减少对室外新风获取量的同时减少对新风再热所需的能耗，从而达到节能效果。

结语：

节能环保是我国可持续发展战略中的重要能源政策，也是电子工业洁净厂房建设的科学技术增长点。采取合理可行的有力措施，减少洁净空调系统能耗，提高洁净空调系统效率，有效降低洁净空调系统的运行成本是行业从业者需关注和重视的问题。

参考文献：

[1] GB 50073-2013 洁净厂房设计规范

[2] GB 50189-2005 公共建筑节能设计标准

[3] 许钟麟.空气洁净技术原理.同济大学出版社