淺析電子工業(yè)潔凈廠房的布局與節(jié)能方案
華銳凈化 2020-09-12 09:51:20 閱讀
潔凈空調(diào)系統(tǒng)是電子工業(yè)潔凈廠房能源（解釋:向自然界提供能量轉化的物質)消耗的重要組成部分，潔凈空調(diào)系統(tǒng)的運行能耗是構成電子工業(yè)潔凈廠房生產(chǎn)產(chǎn)品成本的主要網(wǎng)站內(nèi)容之一。隨著我國電子工業(yè)潔凈廠房建設規(guī)模的迅速發(fā)展，從電子工業(yè)潔凈廠房設計上采取有力措施來降低系統(tǒng)能耗、節(jié)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)潔凈廠房潔凈空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施、提高系統(tǒng)能效進行分析。
如何有效降低潔凈空調(diào)系統(tǒng)能耗，節(jié)約潔凈廠房運行成本，已成為行業(yè)內(nèi)特別關注和重視的問題。層流手術室凈化高效安全的手術室空氣凈化系統(tǒng)，保證手術室的無菌環(huán)境，可以滿足器官移植、心臟、血管、人工關節(jié)置換等手術所需的高度無菌環(huán)境。由于各?？频氖中g往往需要配置專門的設備及器械，因此，?？剖中g的手術間宜相對固定。鑒于此，結合之前設計和接觸的潔凈空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)驗，淺析潔凈空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施。
一、合理規(guī)劃潔凈室工藝平面
在潔凈空調(diào)系統(tǒng)設計中，對房間潔凈等級的確定，應在滿足工藝需求、保證生產(chǎn)質量的前提下，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(shù)、設備自動化程度等因素，合理規(guī)劃各潔凈區(qū)域面積、高度及工藝平面圖，通過減少潔凈空間、降低污染值、減少換氣次數(shù)等方式來降低投資和運行成本，達到節(jié)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(diào)風量，意味著潔凈空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理能耗、送風動力能耗都隨之降低。根據(jù)一般經(jīng)驗（experience)，若減少潔凈體積30%，可節(jié)約25%能耗，萬級潔凈區(qū)的運行能耗是十萬級潔凈區(qū)的2.5倍，因此，設計時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(diào)系統(tǒng)的能耗。
降低污染值。潔凈室空氣的主要污染來源于工藝生產(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、廢氣進行分類集中收集，處理至合格后再排放，避免泄漏和交叉污染，同時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(diào)的新風需求，從而降低能耗。
減少換氣次數(shù)。在保證潔凈室潔凈度的前提下，減少潔凈室換氣次數(shù)，從而減少潔凈空調(diào)送風量是節(jié)能的重要手段之一。換氣次數(shù)與生產(chǎn)工藝、設備先進程度以及人員密度（單位:g/cm3或kg/m3)等密切相關。如布置有普通灌封機的房間就需要較高的換氣次數(shù)，而帶有空氣凈化裝置的洗灌封聯(lián)動機的高精度（精確度）電子生產(chǎn)間，則只需較低換氣次數(shù)即可保持相同的生產(chǎn)需求。因此，掌握工藝需求，通過采取局部高潔凈設置代替整個區(qū)域高潔凈設置等方式減少潔凈空調(diào)風量，從而減少換氣次數(shù)，是降低潔凈空調(diào)系統(tǒng)能耗的重要途徑。
二、采用節(jié)能技術措施
潔凈空調(diào)系統(tǒng)能耗的組成主要包括空調(diào)主機 、水泵、冷卻塔、排風機、末端空調(diào)設備等的運行能耗。在項目設計階段，采取節(jié)能技術措施，選用低能耗產(chǎn)品，綜合項目的初投資(意義:是未來收益的累積)和運行投資，選擇節(jié)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(diào)系統(tǒng)進行整體規(guī)劃，選擇節(jié)能環(huán)保原理的空調(diào)系統(tǒng)，如新風預處理加循環(huán)空調(diào)系統(tǒng)、二次回風系統(tǒng)等節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)處理方式，從系統(tǒng)原理上減少能耗抵消。在項目施工圖設計階段，通過在設計圖紙中，制定明確空調(diào)主機COP值要求、配置(deploy)直流變頻FFU、水泵和風機的電機變頻設置、空調(diào)主機冷凝器清洗裝置、空調(diào)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(diào)系統(tǒng)能耗，達到節(jié)能目的。
明確空調(diào)主機COP值要求。層流手術室凈化高效安全的手術室空氣凈化系統(tǒng)，保證手術室的無菌環(huán)境，可以滿足器官移植、心臟、血管、人工關節(jié)置換等手術所需的高度無菌環(huán)境。由于各?？频氖中g往往需要配置專門的設備及器械，因此，?？剖中g的手術間宜相對固定?？照{(diào)主機為空調(diào)系統(tǒng)主要耗能設備，其COP值直接影響空調(diào)系統(tǒng)的運行能耗。在《公共建筑節(jié)能技術設計標準》（GB 50189-2005）中對各類空調(diào)主機COP值均有明文寫出最低要求值，各省市的地方標準中對空調(diào)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(diào)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，在滿足此值的前提下，綜合考慮（consider)整個工程的初投入，盡可能選COP值高的空調(diào)主機。
配置直流變頻FFU。由于電子工業(yè)潔凈廠房的大面積、大空間特征，決定其潔凈空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)風量非常大，潔凈空調(diào)系統(tǒng)常選用潔凈新風機(Draught Fan)組（MAU）+風機過濾單元（FFU）+干盤管（DDC）的系統(tǒng)，循環(huán)風量大，導致末端送風的FFU數(shù)量多，此時，宜選用直流變頻FFU。直流變頻FFU配套有全直流變頻調(diào)控系統(tǒng)，變頻器通過輕負載降壓實現(xiàn)節(jié)能，可根據(jù)環(huán)境的不同進行自動調(diào)整風速，需要較大風量時，自動增加功率，需要較小風量時，電機的轉矩會明顯下降，可有效減少循環(huán)風機的能耗，節(jié)能效果顯著。
水泵、風機的電機變頻設置?？照{(diào)系統(tǒng)風機、水泵的配置為根據(jù)生產(chǎn)工藝(production engineering)最大需求和滿足最不利室外環(huán)境需求來設計，其實際運行參數(shù)(parameter)為根據(jù)廠房空調(diào)系統(tǒng)實際需求的變化值。因而，對空調(diào)系統(tǒng)風機、水泵的電機進行變頻設置，根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)實際需求來變頻運行風機和水泵，提高風機、水泵的工作效率，減少風機、水泵及整個空調(diào)系統(tǒng)的不必要能源浪費，有效實現(xiàn)降低系統(tǒng)能耗。
空調(diào)主機冷凝器(類別:換熱設備)清洗裝置。潔凈手術室裝修手術室（operating room 英文簡稱o.r）是為病人提供手術及搶救的場所，是醫(yī)院的重要技術部門。手術室應與手術科室相接連，還要與血庫、監(jiān)護室、麻醉復蘇室等臨近。因空調(diào)主機冷凝器的熱交換水系統(tǒng)一般采用開式冷卻塔(The cooling tower)系統(tǒng)，開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，此類雜質進入冷凝器在熱交換時，將逐漸在銅管內(nèi)壁結垢，阻隔傳熱造成熱交換效率降低。采用冷凝器自動循環(huán)清洗裝置配合旁路清洗系統(tǒng)，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(jié)能效果，同時，可增加機組使用壽命，且無需定期手動清洗空調(diào)主機冷凝器。
工藝設備余熱回收利用。電子工業(yè)潔凈廠房潔凈室環(huán)境要求全年保持恒溫恒濕，能耗比常規(guī)舒適空調(diào)大很多，尤其是過渡季節(jié)，由于室外空氣低溫高濕，為保證潔凈內(nèi)濕度，需減少新風含濕量，新風機組需對新風進行降溫除濕處理，導致除濕后的新風溫度很低，而此時潔凈室內(nèi)的冷負荷需求較少，因此需要用大量的熱能來對新風進行再熱處理，才能使新風達到要求的送風溫度，新風處理過程中存在大量的能源（解釋:向自然界提供能量轉化的物質)抵消。在設計時，可將部分較清潔的工藝熱排風進行余熱回收利用，對此類工藝熱排風集中回收并進行必要的過濾處理后引入潔凈空調(diào)系統(tǒng)，與降溫除濕后的新風混合，重新進入新風系統(tǒng)，可減少對室外新風獲取量的同時減少對新風再熱所需的能耗，從而達到節(jié)能效果。
結語：
節(jié)能環(huán)保是我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的重要能源政策，也是電子工業(yè)潔凈廠房建設的科學技術增長點。采取合理可行的有力措施，減少潔凈空調(diào)系統(tǒng)能耗，提高潔凈空調(diào)系統(tǒng)效率，有效降低潔凈空調(diào)系統(tǒng)的運行成本是行業(yè)從業(yè)者需關注和重視的問題。
如何有效降低潔凈空調(diào)系統(tǒng)能耗，節(jié)約潔凈廠房運行成本，已成為行業(yè)內(nèi)特別關注和重視的問題。層流手術室凈化高效安全的手術室空氣凈化系統(tǒng)，保證手術室的無菌環(huán)境，可以滿足器官移植、心臟、血管、人工關節(jié)置換等手術所需的高度無菌環(huán)境。由于各?？频氖中g往往需要配置專門的設備及器械，因此，?？剖中g的手術間宜相對固定。鑒于此，結合之前設計和接觸的潔凈空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)驗，淺析潔凈空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施。
一、合理規(guī)劃潔凈室工藝平面
在潔凈空調(diào)系統(tǒng)設計中，對房間潔凈等級的確定，應在滿足工藝需求、保證生產(chǎn)質量的前提下，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(shù)、設備自動化程度等因素，合理規(guī)劃各潔凈區(qū)域面積、高度及工藝平面圖，通過減少潔凈空間、降低污染值、減少換氣次數(shù)等方式來降低投資和運行成本，達到節(jié)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(diào)風量，意味著潔凈空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理能耗、送風動力能耗都隨之降低。根據(jù)一般經(jīng)驗（experience)，若減少潔凈體積30%，可節(jié)約25%能耗，萬級潔凈區(qū)的運行能耗是十萬級潔凈區(qū)的2.5倍，因此，設計時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(diào)系統(tǒng)的能耗。
降低污染值。潔凈室空氣的主要污染來源于工藝生產(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、廢氣進行分類集中收集，處理至合格后再排放，避免泄漏和交叉污染，同時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(diào)的新風需求，從而降低能耗。
減少換氣次數(shù)。在保證潔凈室潔凈度的前提下，減少潔凈室換氣次數(shù)，從而減少潔凈空調(diào)送風量是節(jié)能的重要手段之一。換氣次數(shù)與生產(chǎn)工藝、設備先進程度以及人員密度（單位:g/cm3或kg/m3)等密切相關。如布置有普通灌封機的房間就需要較高的換氣次數(shù)，而帶有空氣凈化裝置的洗灌封聯(lián)動機的高精度（精確度）電子生產(chǎn)間，則只需較低換氣次數(shù)即可保持相同的生產(chǎn)需求。因此，掌握工藝需求，通過采取局部高潔凈設置代替整個區(qū)域高潔凈設置等方式減少潔凈空調(diào)風量，從而減少換氣次數(shù)，是降低潔凈空調(diào)系統(tǒng)能耗的重要途徑。
二、采用節(jié)能技術措施
潔凈空調(diào)系統(tǒng)能耗的組成主要包括空調(diào)主機 、水泵、冷卻塔、排風機、末端空調(diào)設備等的運行能耗。在項目設計階段，采取節(jié)能技術措施，選用低能耗產(chǎn)品，綜合項目的初投資(意義:是未來收益的累積)和運行投資，選擇節(jié)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(diào)系統(tǒng)進行整體規(guī)劃，選擇節(jié)能環(huán)保原理的空調(diào)系統(tǒng)，如新風預處理加循環(huán)空調(diào)系統(tǒng)、二次回風系統(tǒng)等節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)處理方式，從系統(tǒng)原理上減少能耗抵消。在項目施工圖設計階段，通過在設計圖紙中，制定明確空調(diào)主機COP值要求、配置(deploy)直流變頻FFU、水泵和風機的電機變頻設置、空調(diào)主機冷凝器清洗裝置、空調(diào)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(diào)系統(tǒng)能耗，達到節(jié)能目的。
明確空調(diào)主機COP值要求。層流手術室凈化高效安全的手術室空氣凈化系統(tǒng)，保證手術室的無菌環(huán)境，可以滿足器官移植、心臟、血管、人工關節(jié)置換等手術所需的高度無菌環(huán)境。由于各?？频氖中g往往需要配置專門的設備及器械，因此，?？剖中g的手術間宜相對固定?？照{(diào)主機為空調(diào)系統(tǒng)主要耗能設備，其COP值直接影響空調(diào)系統(tǒng)的運行能耗。在《公共建筑節(jié)能技術設計標準》（GB 50189-2005）中對各類空調(diào)主機COP值均有明文寫出最低要求值，各省市的地方標準中對空調(diào)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(diào)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，在滿足此值的前提下，綜合考慮（consider)整個工程的初投入，盡可能選COP值高的空調(diào)主機。
配置直流變頻FFU。由于電子工業(yè)潔凈廠房的大面積、大空間特征，決定其潔凈空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)風量非常大，潔凈空調(diào)系統(tǒng)常選用潔凈新風機(Draught Fan)組（MAU）+風機過濾單元（FFU）+干盤管（DDC）的系統(tǒng)，循環(huán)風量大，導致末端送風的FFU數(shù)量多，此時，宜選用直流變頻FFU。直流變頻FFU配套有全直流變頻調(diào)控系統(tǒng)，變頻器通過輕負載降壓實現(xiàn)節(jié)能，可根據(jù)環(huán)境的不同進行自動調(diào)整風速，需要較大風量時，自動增加功率，需要較小風量時，電機的轉矩會明顯下降，可有效減少循環(huán)風機的能耗，節(jié)能效果顯著。
水泵、風機的電機變頻設置?？照{(diào)系統(tǒng)風機、水泵的配置為根據(jù)生產(chǎn)工藝(production engineering)最大需求和滿足最不利室外環(huán)境需求來設計，其實際運行參數(shù)(parameter)為根據(jù)廠房空調(diào)系統(tǒng)實際需求的變化值。因而，對空調(diào)系統(tǒng)風機、水泵的電機進行變頻設置，根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)實際需求來變頻運行風機和水泵，提高風機、水泵的工作效率，減少風機、水泵及整個空調(diào)系統(tǒng)的不必要能源浪費，有效實現(xiàn)降低系統(tǒng)能耗。
空調(diào)主機冷凝器(類別:換熱設備)清洗裝置。潔凈手術室裝修手術室（operating room 英文簡稱o.r）是為病人提供手術及搶救的場所，是醫(yī)院的重要技術部門。手術室應與手術科室相接連，還要與血庫、監(jiān)護室、麻醉復蘇室等臨近。因空調(diào)主機冷凝器的熱交換水系統(tǒng)一般采用開式冷卻塔(The cooling tower)系統(tǒng)，開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，此類雜質進入冷凝器在熱交換時，將逐漸在銅管內(nèi)壁結垢，阻隔傳熱造成熱交換效率降低。采用冷凝器自動循環(huán)清洗裝置配合旁路清洗系統(tǒng)，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(jié)能效果，同時，可增加機組使用壽命，且無需定期手動清洗空調(diào)主機冷凝器。
工藝設備余熱回收利用。電子工業(yè)潔凈廠房潔凈室環(huán)境要求全年保持恒溫恒濕，能耗比常規(guī)舒適空調(diào)大很多，尤其是過渡季節(jié)，由于室外空氣低溫高濕，為保證潔凈內(nèi)濕度，需減少新風含濕量，新風機組需對新風進行降溫除濕處理，導致除濕后的新風溫度很低，而此時潔凈室內(nèi)的冷負荷需求較少，因此需要用大量的熱能來對新風進行再熱處理，才能使新風達到要求的送風溫度，新風處理過程中存在大量的能源（解釋:向自然界提供能量轉化的物質)抵消。在設計時，可將部分較清潔的工藝熱排風進行余熱回收利用，對此類工藝熱排風集中回收并進行必要的過濾處理后引入潔凈空調(diào)系統(tǒng)，與降溫除濕后的新風混合，重新進入新風系統(tǒng)，可減少對室外新風獲取量的同時減少對新風再熱所需的能耗，從而達到節(jié)能效果。
結語：
節(jié)能環(huán)保是我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的重要能源政策，也是電子工業(yè)潔凈廠房建設的科學技術增長點。采取合理可行的有力措施，減少潔凈空調(diào)系統(tǒng)能耗，提高潔凈空調(diào)系統(tǒng)效率，有效降低潔凈空調(diào)系統(tǒng)的運行成本是行業(yè)從業(yè)者需關注和重視的問題。
醫(yī)院潔凈手術室的發(fā)展及建設標準要求依據(jù)
淺談凈化工程中潔凈室等級百級、千級、萬級、十萬級的劃分標