浅谈洁净室净化空调系统的节能方案

石小雷

（江苏嘉合建设有限公司，江苏 苏州 215000）

浅谈洁净室净化空调系统的节能方案

石小雷

（江苏嘉合建设有限公司，江苏 苏州 215000）

在科学技术研究不断进步的时代，很多领域都需要高标准的研究空间，洁净室确保了科研环境的洁净度，温湿度、压力等等。洁净室运行过程中，其净化空调系统是一项耗能较大的体系，能够占到洁净室整体能耗消耗的一半甚至以上。所以，从节能环保的角度来看，研究洁净室净化空调的节能已经成为一个趋势。

洁净室；净化空调系统；节能

代表高科技的电子产品，再加上我国的制药行业不断的进步和升级，对药物制备和研发过程中的外部条件要求也越来越高，包括对温湿度、洁净度等，很多环境对某一条件还有特殊的要求，所以洁净室的净化空调系统起到重要的作用。

而且，在人们的生活水平不断提升的当下，人们对生活质量的要求也越来越高，尤其是对周围生活的环境、自身的健康状况及人身安全等都更加重视，与此相应的对生活相关的食品、药品及医疗等条件和环境的要求也逐渐升高。洁净室是和人们的衣食住行紧密相关的，尤其是随着科学技术的不断进步，洁净室的建筑面积及标准也都有所提升。洁净室内的净化空调系统为确保其达到相应的标准提供了基础，但是作为洁净室中主要的能耗装置，为了响应国家对节能减排的要求，应该制定合理的节能措施。

1 洁净室的能源消耗

在洁净室运行过程中，净化空调系统是能源消耗最大的设备，只有净化空调系统具备足够的送风量，才能确保洁净室内的温湿度计洁净度达到相应的标准。而具体需要多大的风量还需要根据洁净度等级的不同来确定具体的送风换气频率。比方说，根据国家标准的I S O4级和I S O5级单向流洁净室送风换气次数就能达到每小时400至600次。除此之外，这一送风的过程还承担着去除室内及运行过程中造成的余热和余湿等，确保工程生产过程中的温度和湿度达到相应的标准，这就要求净化空调系统必须具备较高的控制温度和湿度的能力。其次，净化空调系统的风机也需要具备一定的压力，才能有效抵御设备运行过程中产生的各种阻力。除此之外，要想让洁净室的洁净度维持在一定的范围内，还需要产生一定的新风量，此时风量的大小不仅需要能够抵消掉系统的排风量，还需要确保室内正压的渗漏风量，而且新风量的标准还需要确保整个室内每个操作人员对新鲜空气的需求量即40 m3/h。

由此可见，洁净室内的净化空调系统承担的任务更多，消耗的能源也会更多。就拿洁净室内净化空调系统的冷负荷和普通的楼房中的空调系统做对比来看，由于特殊的工作环境的需求，洁净室内的冷负荷能达到500至1500 W/m2，而普通写字间的空调产生的冷负荷却是在100～150 W/m2,可以说两者之间冷负荷的差别高达近10倍。综上可见，由于洁净室净化空调系统承担的任务更加的繁重，所需要达到的送风量、加热量及加湿量等都比较高，其所消耗的能源自然也比普通场所的空调系统要高很多。据有关计算可得，比较大型的集成电路工厂的洁净室的空调系统所消耗的电能几乎占到总长耗电的一半；药物生产企业洁净室空调系统的用电总量也会达到总厂所有用电量的一半以上。可见，无论是什么产业的洁净室，其耗电量都是比较大的，所以有必要采取适当的措施来降低洁净室空调系统的能耗。

2 洁净室净化空调系统的节能方案

可以说，空调系统的节能措施还是比较多的，本文主要从空气处理、新风量的控制、减少运动负荷及做好节能运行管理几个方面出发进行阐述。

2.1 合理选择空气处理方案

洁净室内的净化空调处理系统对空气的处理可以选择一、二次回风；也可以选用空调机组和风机过滤机组；或者选用新风机组和风机过滤器机组以及干冷盘管的结合，这样的组合能够有效降低空气处理过程中造成的冷热抵消，避免浪费不必要的能源。通常情况下，应该避免施工一次回风的处理方法。这主要是由于要想达到洁净室对室内净化等级的需求就需要较大的送风量，但是室内的余热余湿的送风温差却并不大，如果此时采用的是一次回风方法，为了达到降低湿度的目的，就需要消耗较多的冷量将所有的送风量尽可能的维持在机械露点，之后还需要将室内的温度升高到送风点，在这个过程中就消耗了很多不必要的能量，造成电能的浪费。以面积为100平方米、洁净室等级要求为I S O6的洁净室的空气处理方法做对比来看，送风量为1.8万m3/h，新风量为1500 m3/h，洁净室的温度控制在23℃上下，相对湿度保持子啊50%左右。如果空气处理方式采用的是一次回风的方法，所造成的夏季消耗冷量将会达到93 k W，再热量将会达到34 k W。但是如果采用的是一、二次回风相结合的处理方法，夏季的消耗冷量却只有47.3 k W，再热量降低到0。如果采用的是空调机组和风机过滤器机组的结合，产生的夏季消耗却只有46 k W，再热量也是为0。所以说，洁净室内的空调系统的空气处理方案的合理选择能有效避免这一过程中的冷热抵消所造成的能源浪费。

2.2 合理控制新风量的大小

洁净室内需要一定的新风量，这样不仅能够确保室内的正压，还有助于补充室内操作产生的排风量以及确保正压稳定的渗漏风量，同时，也是为了满足室内工作人员对新鲜空气的需要。但是洁净室内新风量的供应所消耗的能量是比较多的。通过计算可以看出，如果以一个I S O6级的，大小为100 m2的洁净室，总的送风量为1.8万m3/h,如果新风量设定为900 m3/h,其造成的夏季冷量就能够达到11.5 k W，而采用一、二次回风方案的夏季冷量总消耗为38.5 k W，其占比约为1/3；而如果新风量的比例提高，变成1800 m3/h,所消耗的冷量就会上升至23.3 k W，约占到总冷量的50%。由此可见，对新风量的控制将会对空调系统消耗的冷量造成较大的影响。所以说，将新风量的大小控制在合理的范围之内，尽可能的选择较小的新风量将能够有效节约洁净室空调系统的能源消耗。而要合理的控制新风量的大小，并不是靠单纯的减少新风量，可以从减少排风量及正压渗风量两个方面入手。而要减少洁净室内的排风量还需要做好室内空间的密闭工作，这样能够有效降低室内排风的效果。而要想降低正压漏风量，就需要在建设洁净室时做好围护结构的密封工作和风管的密闭性。

2.3 尽可能的降低运动负荷

首先，确定好合理的换气次数。在洁净室的实际运行过程中，很多室内的换气次数并不能完全按照最初的设计进行，往往实际的次数要比规划的多，这就会引起送风速度和室内风速的上升，容易带来较多的灰尘，不仅影响室内的洁净度，还将明显增加送风的动力负荷，所以，应对换气次数合理的控制。其次，合理的调节风量。风量的调节可以通过对洁净室发尘量和实际工作人数的监测和统计来进行计算，根据的实际的需求来确定风量的大小，以免造成不必要的浪费，做到合理的调节风量的大小。最后，如果能够采用低阻的过滤器就尽可能的不选择高阻力的高效过滤器。当然，最重要的一点就是，在满足实际需求的情况下，应尽可能的减小洁净室的面积，这样才能够有效降低能耗。

2.4 加强净化空调系统的节能运行管理工作

通过上面的叙述，我们已经认识到洁净室净化空调系统的能耗在企业能源消耗中所占的比例的大小，所以说做好空调系统的节能工作是迫在眉睫的。通过对空调运行过程中的能耗进行分析发现，很多能源的消耗都是由于疏于对系统的管理和维护造成的，而这些能源的消耗往往容易被人们所忽视。通过对净化空调系统的能源消耗分析可以发现，造成能源消耗大的主要原因在于体系的冷热负荷，以及确定好系统的合理运行参数，并对其运行过程进行合理的维护，就能够有效降低整个体系的能源消耗。

首先，随着过滤器阻力的改变，空调风机的送风量及压力的损失也会随之有所改变，但是要想确保洁净室内的洁净度标准，还需要确保新风、送风和回风的大小，这样就可以采用变频风机，根据实际的需求来变化风机的频率，确保室内的标准还能有效降低能源的消耗。其次，在使用之前有必要做好系统的打压试验，并进行必要的清洁和去垢等，以便提高系统的换热效率，降低运行的总能源消耗。最后，对系统中使用的初、中效过滤器进行定期的更换，也能够有效降低能源的消耗。目前，采取合理的措施降低洁净室的能源消耗是各个厂家面临的重要难题，也是他们提升自身竞争力的条件。尤其是在制药行业、电子行业中，洁净室已经成为他们进行研发的重要场所，只有具备高标准的洁净室环境，才能为新产品的研发提供可靠的环境，包括洁净度、温度和湿度等。但是，要确保洁净室室内环境的标准达到相应的要求，所需要的净化空调系统所消耗的能量是比较大的，几乎能够占到洁净室能量总消耗的一半。为了能够有效的节约能源，降低生产的成本，很多行业对洁净室的节能问题都比较关注。这不仅需要做好整个系统的选择，还需要合理的控制风量、防止污染物、选择合理的净化空调机组等，在有效节约能源的同时，还能确保净化空调机组能够稳定的运行。

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[2]王华药厂净化空调系统的节能设计研究[J].中国新技术新产品，2016(21).

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