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深圳市俊安环境科技有限公司

​洁净厂房工程空调系统节能技术的研究 (二)

日期 :2019-06-24

承上文


2.2、减少空气循环量


洁净室空气循环量的减少对节能是很主要的内容,主要是:一是减少单向流或要求严格的洁净室的面积,二是合理降低洁净室的平均气流速度/换气次数,三是提升洁净室的密封性能,以及正压控制不过髙。


1)减少单向流洁净室的面积


把关键的要求严的洁净加工区与周围要求不严的洁净室环境加以物理分隔,即对关键区域采用“点”或“线”的保护而不采用“面”的保护,以减少单向流洁净室的面积,如在非单向流洁净室内设置洁净工作台、洁净工作棚或层流罩等局部单向流洁净区:采用微环境/隔离装置等。


2)降低气流速度、换气次数由于髙效过滤器及污染控制水平的提髙,以及流体动力学技术的发展,经验和研究已经认为可降低洁净室的气醜度/换气次数,有导则等对气流速度/换气次数的推荐值已有所降低。在实际的设计、调试、生产过程中,应以满足规范要求、生产工艺的需求为标准,不宜留过髙的富余量。尤其是在调试、检测过程及工程竣工初期运行中,各项指标远远髙于设计及规范的要求对节能是不利的。


3)提升洁净室的密封性能及正压控制不过高提升洁净室的密封性能,及意味着外界污染物进入洁净室几率的减少,洁净室可以在更低的气流速度/换气次数的条件下达到要求。监理应更多的关注这方面内容,一定要请专业洁净工程施工严把工程质量。


2.3、减少空气系统阻力


洁净厂房工程的洁净室的循环风量和新风量都很大,应按具体情况慎重考虑合理的减少空气系统的阻力。减少空气系统阻力,意味着输送空气功率的减少,风机功率的减少是节能,更重要的是降低了系统的热负荷,节能效果非常明显,如前所述,在髙级别的洁净室中采用FFU(风机过滤单元)的形式与采用集中送风方式比较,可使空调系统热负荷大幅下降。减少空气系统阻力,可采用的方法包括:


1)采用合理的空气输送系统,

2)风道应采用低风速并注意平滑过渡以减少阻力》

3)采用髙效设备,减少空气处理设备的阻力?

4)降低多空地板的阻力,

5)降低干表冷的阻力,如有可能的条件下增加干表冷的面积以降低干表冷迎风面速《采用椭圆管式的干表冷换热器等,

6)合理选用HEPA/ULPA过滤器并降低其迎面风速。


2.4、雜控制排风系统的排赌


洁净工程技术中排风量的控制对有些洁净室的节能意义重大,如1C生产工艺的排风较大,工艺设备更新快,一些设备的排风量不易精确确定,往往采用很保守的数据,运行时排风量的波动亦较大。排风量的增大必然会造纖风负荷的加大。控制排離,可采取的方法包括:


1)尽量采用变賊排離,

2)采取密闭式排风罩在同等的排风效果下尽量减少排Mi,

3)—组排风机组所带末端不宜过多,不同工艺设备需要的排风风压是不同的,是否共用一个系统,应经过经济技术比较确定

4)所有排风支管的末端均应装设密闭性能好的调节阀,因排风系统工作时并不是所有的工艺设备均需排风,末端调节阀密闭性能不好,会造成较大漏风,这点在请专业洁净工程施工安装、验收时应与特别关注

5)除有毒、有害、易燃易爆等排风系统外,在一般排风系统的热回收也是重要的节能的途径。


2.5、工艺设备的发热量、空调参数


工艺设备的发热量只能通过工艺设备本身解决,空调参数的确定在满足生产工艺要求的前提下,不应过高过严要求。否则,其能耗会大幅度上升。另外负荷计算时安全裕量不应留有过大,否则设备的耗电会大大增加。


2.6、空调系统各设备的效率及节能方式洁净室的空调系统(包括冷冻水系统)能耗较大,因此采用髙效率的风机、水泵、冷水机组及电机等具有明显的节能和经济效益。在选择设备时还要注意设备在运行点时保持较髙的效率。


1)空调机组风机的变频控制


洁净室的空调机组通常是指空调雛(AHU)、新风机组(MAU)、循环机组(RAU),一般情况下,新风机组(MAU)应采用变频控制,空调机组(AHU)、循环相组(RAU)是否采用变频控制,应根据工艺生产特点,空调工况计算后经经济技术比较后作出。


在洁净厂房工程的新风系统中,粗、中、高效过滤器的阻力是随系统投入运行时间变化的,在新风机组设计时其风机风压一般是按中、高效过滤器的终阻力来确定的,过滤器的终阻力通常按初阻力的2倍计算。这样新风机组在相当长的运行时间内系统的实际阻力远远低于所配风机的压头,如没变频调节措施,只能靠关小新风系统总风管上的阀门来达到系统送风量,当系统运行一段时间后,由于空气过滤器容尘量的增加而阻力逐渐上升,系统送风量也会随之逐渐下降,为系统送风量满足维持房间洁净等级的要求,只能定期开大新风管上的阀门,这样不仅浪费能源,对运行管理也带来很大不便,故洁净工程技术中新风机组应采用变频控制,多采用根据洁净厂房的正压值控制风机转速以确保必须的新风量。


随着变频技术的发展和变频系统价格的下降,以及**、社会、业主对节能降耗的重视,空调机组(AHU)、循环机组(RAU)也越来越多的采用变频控制,这不仅节省能源,同时也解决了不生产时低风量运行问题。


2)风机和电机采用直联


风机的驱动采用电机直联的方式,不仅风机的传动效率高(电动直联为100%,三角皮带传动为95%),而且可以减少机组震动对工艺设备的影响。


3)直流式FFU的应用


FFU(风机过滤单元)从电源方面分为直流和交流两种形式,交流式一般设3:5档调节电压的方式来调节电机的转速,以满足FFU出风口风速的需要,由于控制元件为FFU自带,分布在洁净室吊顶各个位置,控制起来极不方便。直流式FFU配一个直流调速器,电机无电刷,噪音小,直流电机的转子是永磁的,节省了三相异步电动机的转子电流消耗。同交流FFU相比,直流式FFU电机功率更小,电机发热更少,减少无关能耗,也有效降低空调负荷。有资料表明,同交流式FFU相比,直流式FFU经过2年左右时间可将前期投入的差值拉平(按每台FFU每年运行350天,每天运行24h计)。同交流式FFU相比,直流式FFU控制更为方便,简单,这一优点在大型的洁净工程中比较突出。


4)中低温冷冻水系统分别设置和采用带热回收式冷水机组


在老的电子工厂中,通常只设置单一温度的冷冻水供应系统,为了保证新风机组的除湿,只能设置低温冷冻水系统,有的系统、用冷点均对冷冻水温度要求很是宽松,尤其是随着干表冷器越来越多的应用,对冷冻水的最低温度也提出要求,这就使中低温冷冻水系统的设置不仅成为可能,而且是必须。对于大型的电子工厂,冷冻水的供应可分成中低温两个系统,采用中温冷水机组的方式。中温冷水机组制冷性能优于低温冷水机组,如前所述:一般冷水机组出水温度提高,能耗降低2%,出力增加3%(需视具体机组情况而定),这样采用12X:的冷冻水系统可使冷水机组运行比5X:时节省15%-18%,节能效果明显。需要指出的是,为了达到最大程度的节能目的,一旦设置了中温冷冻机组,应尽量扩大中温冷冻水的使用范围,如新风处理系统的一级表冷,变配电所降温空调系统的表冷器,工艺冷却水系统,纯水系统的冷却等。


洁净室一年四季均需要冷水,同时,冬季电子工厂也需要大量的低热水,经经济技术比较后可采用带热回收式的冷水机组,以达到节能目的。


5)冷冻水、冷却水采用大温差常规空调中,冷水机组冷冻水供回水温度为7/12℃,冷却水供回水温度32t:/37r,均采5℃温差。


如将冷冻水的供回水温度调整为7℃/14℃,采用TC温差,则冷冻水流量约可减少为原来的71.5%,由于水泵的动力与流量成正比,因此能耗也为原来的71.5%(注意需核算空调机等的盘管面积)。冷却水温度也可采用大温差的方式,如冷却水供回水温度32X:40℃,但是冷却水温度的提髙,冷水机组的COP性能有所下降,不过这种情况主要发生在夏季的白天,在夏季晚上,过渡季节,冬季和部分负荷运行时,冷却水回水温度一般不会达到4(TC,冷水机组运行工况大部分时间没有设计工况严苛,对冷水机组性能影响不大。需要注意的是采用大温差的冷却水运行温度只适用于一年四季运行的冷水机组,单纯的舒适空调、公共建筑等的冷水机组采用这种方法意义不大,甚至更加耗能。


6)自由冷却洁净工程技术系统的应用


所谓自由冷却洁净工程技术系统,根据当地的气候特点,在冬季或过渡季节,利用自然环境的“冷量”供冷,即利用工程项目中的制冷系统,在冬季或过渡季节冷水机组不制冷,而用冷却塔循环冷却供冷。自由冷却系统阀门控制较多,宜采用全自动控制方式,以确保净化空调所需温度的冷水。


7)准确、有效、方便、快捷的控制系统不论何时,准确、有效、可靠的自动控制系统是非常重要的,只有系统可靠运行,参数符合设计要求,才不会造成浪费,才能节能。



结论


洁净厂房工程的节能是一个综合的系统工程,并不是所有的方式均适用。要根据项目的具体情况综合考虑一次投资和日常运行费用有选择的采用。


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