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洁净厂房的净化空调系统相对于一般的舒适性商用空调,有以下几个特点:

(1)风量大,洁净室循环风量一般按照室内换气次数来计算设计,根据不同的洁净等级取值不同,通常要求达12-25次/h,甚至更高;

2)风机压头高,因为净化空调中安装有精密过滤系统(空气经初、中、高效三级过滤器过滤),风机的压头至少要求达到300Pa;

3)温湿度的控制要求,根据洁净室用途不一样,控制要求有些精确严谨或只控制一定范围内即可,但空气处理机组中至少要具备制冷、制热、加湿、除湿等功能段。

这些特点导致了净化空调的耗能较大,节能成了洁净工程一个重点问题。 如何落实净化空调的节能?一方面,管理人员要在初期投资时把加强节能降耗意识,把控设计方案图纸在节能方面评审机制,同时,从合理的设计方案、精心的施工安装和科学的运行管理方面来考虑提高能源利用率。另一方面,提升厂务工程设备管理人员素质,加强对空调操作员工的培训。

洁净空调系统节能的方法

空调系统的能耗占厂房设施总能源消耗的50%左右,是比较大的生产成本;空调系统的节能降耗与很多因素有关,主要取决于工程方案设计、施工安装质量、设备技术参数与质量、以及日常使用管理等四方面的因素。

净化空调的设计方案,应按照GMP和生产工艺要求的洁净级别,从安全、适用、舒适、节能等方面选择参数,进行严谨科学的空调冷热负荷计算,把冷热负荷作为选择设备参数的主要依据,选择性价比佳的空调设备品牌。

空调系统包括一系列处理机组,新风段、回风段、混合段、初效段、表冷段、加热加湿段、风机段、中效段、送风段等,经风管分配到末端高效过滤器,再将洁净的、温湿度适宜的风送到各个室内房间,因此,风机盘管和空调机组的节能在整个净化空调系统节能效能中也很重要。其中,初效、中效和高效过滤器应选择风阻小、过滤效果高的滤材和产品;表冷和换热器盘管的材质一般选用传热效率高的薄壁铜管,采用高效率的亲水翅片以提高系统设备的传热效率;选用保温效果好的保温材料等,这些都是切实可行从设备选型角度考虑的节能方法。

在空调系统运行过程中,应用较广节能方法是使用变频器和感应器。一般随着系统的投入时间增长,过滤器阻力越来越大,空调系统风量将会减少,变频器通过反馈信号将风机的转速变大,就可以满足系统风量的要求,对房间的正负压保持有良好的调节作用。在回风处和冷冻水管道上,增设温度控制器也能使冷水机组压缩机随负荷大小自动调节变化。同时,通过空调变频控制器自动跟踪冷水机组能量变化,对水泵电机有效功率输出进行精确的控制,当回风处温度下降,控制器使冷水机组压缩机随符合调小,水泵控制输出频率会自动下调,这样可大大节约能源,又能系统运行的要求,避免因电机的直接启动而造成对电网的冲击,可以大大延长系统中设备的使用寿命,还可以使室内的温度变化更小,也减少了冷热损失。

随季节的变化,环境温度、湿度、空气质量都会有相应的变化,洁净空调系统的冷水机组所设定温度、冷却水与冷冻水温度、压力等参数应做相应调整;同时随着生产工艺的不同,所需温度、湿度也可能有较大的变化。这些都需要及时调节。另外,关机不及时也会造成能源的巨大浪费,故下班前10min关冷水机组,可以节省电能。

当环境条件与负荷都已成为定值时,冷凝热负荷也为定值。对整个制冷系统而言,尽量地提高冷却塔风机的风量,增加进、出水温差,降低冷水机组负荷是节能的,所以可常规调整冷却水的进出水流量,使进、出水温差在5℃以上。但是,也应注意当冷却水的进出水流量对进、出水温差影响不大时应尽量降低冷却水泵的负荷。

冷冻水系统操作时,应注意开机前关闭不运行机组的冷冻水进水阀,防止窜水和能源浪费,排尽冷冻水系统的空气。一般可打开需运行机组蒸发器上的进出水阀,开启相应的冷冻水泵,冷水机组工况规定冷水供回水温差5℃。这也就规定了机组的冷冻水流量。

夏季室外空气焓值大于室内空气焓值,为了减轻冷冻水的降温除湿负荷,在不影响空调控制范围的前提下,将夏季一直开的冷冻水除湿、加热升温的空调设定点适当上调,夏季新风量和排风量开到最小;冬季室外空气焓值小于室内空气焓值,在空调许可的情况下将新风量和排风量开到适当;在过渡季节应该加大新风量运行,这不仅可缩短制冷机的运行时间,减少耗能量,同时可改善室内环境的空气质量。因此,空调系统设计时不仅要保证最小新风,而且在过渡季节应能增加和开足新风门。在保证生产的条件下,合理利用自然能,从而减少空调能源消耗。舒适性空调则安装温控器,将环境温度真正控制在26-28℃,以达到最大限度节能的目的。

另外,晚上开值班风机时,应尽量关闭新风达到保温保压的目的,避免洁净室结露而造成设备生锈。在满足空调需求的前提下,尽量减少机组的运行时间,随时掌握各用冷场合的具体情况,勤做巡查。注意各通往室外的门窗关闭,防止漏冷气和室外热空气的侵入,适时开/停有关冷水机组、冷冻水泵、风柜及风机盘管等设备,实际上可降低机组的耗电量和末端设备的耗电量。

洁净空调系统节能的日常管理

洁净空调系统的日常管理是节能降耗工作的重要环节,科学的管理能使设备处于良好的运行状态,产生可观的经济效益,应从以下方面入手:

(1)在确保温湿度符合GMP和生产要求的基础上,控制房间温湿度略低于上限(或略高于下限);

(2)定期对房间的送风量进行检测,保证风量满足要求又不使其过大,也可以通过自动控制系统来完成,配置空调系统的自动控制系统能使系统更经济运行;

(3)定期清洗、更换空调过滤器。根据SOP,按压差大小或定期对空调机组的过滤网、过滤器进行清洗和更换,同时对管道过滤器、表冷器也要定期清洗(或冲洗),以减少阻力节省能源,冬、夏两季要清洗过滤网。据有关资料统计,通过及时清洗过滤网等措施可节省5%左右的电能;

(4)洁净空调系统保持适当的压差。按GMP要求不同洁净空调系统洁净级别的房间或区域保持一定的压差,但压差过高会增加从高往低方向(非洁净区或室外大气)运动的空气量,造成能量损耗;

(5)整个空调区域保持一定的密闭性,减少外逸的空气,减低能耗;

(6)认真观察设备运行情况,及时调整运行的技术参数,使系统处于最佳工况,以节省能耗。通过以上措施可以明显提高空调的能效,减低空调运行成本,提高企业的经济效益。