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摘要：随着全球能源危机形势的日益紧张，节能减排已成为任何国家面对的问题之一。中国经济又好又快发展和经济发展方式的转变对节能减排工作提出了更高的目标和要求，节能降耗是每个行业当前面对的问题之一。洁净空调系统主要应用于高端行业中，由于对室内空气品质要求高，对电能的消耗远大于普通的中央空调系统。根据有关报道，其用电量约占整个企业的总用电量的60%左右。因此，降低洁净空调系统的能耗，已是当前研究热点之一。因此，本文对洁净厂房空调系统节能技术进行分析研究。
关键词：洁净厂房；空调系统；节能技术
空调系统作为洁净厂房非常重要的一个系统之一，其消耗的能量占洁净厂房能耗的比重非常大，是能量消耗的大户。基于这个原因，生产厂商为了降低生产成本，提高产品的竞争力，对洁净厂房空调系统的节能问题给予了越来越多的关注。
1洁净厂房空调系统的特点
由于洁净厂房的空调系统的作用与普通民用空调系统存在着较大的不同，这也使得洁净厂房空调系统呈现出了一些不同于民用空调系统的特点，无论是对环境的洁净度，还是对温度、湿度、震动和噪声都有比较严格的要求。总的来看，洁净厂房空调系统的特点主要表现在以下几个方面：
1.1送风量大
控制洁净度是洁净厂房空调系统最重要的功能，而如何控制厂房内的洁净程度主要依靠的是空调系统的送风量，越大的送风量洁净度也就越高，同时对能源的消耗也越大。普通建筑的空调系统的换气大概在1小时6次左右，但为了保障洁净厂房的洁净程度，换气次数要有较大幅度的增长，导致产生的循环风量也较大。6级的洁净厂房的换气次数可以达到1小时60次左右。
1.2新风负荷大
一些高端电子产品在生产的同时也会产生一些有害气体，这种情况下就需要利用排风来进行消除和排放，同时也加大了洁净厂房内的新风量。洁净厂房必不可少的3个制冷负荷分别为新风、风机温度和设备的散热，其中新风占的比例最大，最高可以达到70%左右。而洁净厂房需要的新风量平均也在每平方米1小时45到60立方米左右。
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1.3风机全压高
洁净厂房对洁净度的高要求也导致了洁净厂房的空调系统需要较多的过滤器，而通常过滤器的阻力都较高，高效过滤器的阻力初期就可以达到200Pa以上，终期可以升至400Pa左右。洁净度要求更高的厂房需要安装的超高效过滤器的阻力更大，因此新风机组的风力压力通常都会在2500Pa，这些因素都使得风机拥有较高的静态压力，导致风机的能源消耗加大。
1.4节能潜力大
由于洁净厂房需要较多的送风设备和风力过滤器，因此洁净厂房运行的同时往往伴随着巨大的能源消耗。洁净厂房的空调系统对能源的需求是普通厂房的10倍以上，所以洁净厂房空调系统的运行具有较大的节能潜力，可以通过合理布置厂房内空调系统的管道线路、组织气流的流通方式、对洁净厂房进行节能改造等方式来达到节能目的。
2洁净厂房空调系统节能技术
2.1设计合理节能的空调系统
设计空调系统，首要是选用合理的室内设计参数。目前大多数空调系统总是采用非常保守的设计，而随着空调设备技术的进步，室内参数已能够更加精确地实现和维持，因此，室内参数的设计已不能按照传统的观念进行考虑，设计人员需要具有节能意识。一个工程，上马投产之后再进行设备、安装等方面的改造相对容易，但要改变设计参数就不是那么容易的事了。因此，设计节能空调，设计参数尤为重要。
2.2洁净风量与空调风量分开
洁净室送风的功能，一是空调（空气进行温、湿处理，满足沽净室的温、湿度要求）；二是净化（空气过滤满足洁净室的洁净度要求）。一般情况下净化风量大大超过空调风量。如果让空调送风同时起到空调和净化的作用，即空调风量和净化风量不分开，所有的回风都要经过空调箱集中处理。此非常大风量经过空气处理设备时，阻力会很大，风机耗能急剧增大。同时，为了除湿，所有回风都要处理到露点状态，后为了不使室内温度过低，还需对送风进行再热。冷热抵消，造成不必要的浪费。而如果把空调和净化两部分风量分开处理，净化风量就只进行过滤处理，可大大缩短净化风量输送管道长度；而对于空调风量，由于风量变小，可以节省空气冷热处理，并且同时可以减小输送断面和输送耗能。
2.3合理组织气流
为了使洁净厂房空调系统在运行过程中达到良好的节能效果，需要根据厂房内不同地方对洁净度要求不同的特点，对洁净厂房内空气流动的形态和分布进行合理布置，即需要做好气流流型的设计。目前，洁净厂房气流流型主要分为单向流、非单向流和混合流。单向流洁净厂房的气流是从室内的送风一侧比较平稳地过渡到与其对应的回风侧，因此可以获得比较高的清洁程度，但采用该种气流方式时所需的风量比较大，能耗也比较高。非单向流的气流方向和速度在洁净厂房内不同的地方有所差别，在该种气流形式中利用高效过滤器处理过的空气将污染物冲淡稀释，从而使生产中所需要的洁净度等级得到了保证。在混合气流洁净厂房中包括了单向流和非单向流两种气流形式，在对洁净程度要求高的部位采用单向流形式，在对洁净程度要求不高的地方采用非单向流形式，采用这种形式的气流组织形式在满足设计要求的情况下实现了节能的目的。
2.4减小洁净面积
缩小洁净面积，一面减少了净化系统的送风量；另一方面还可以减小和控制人员发尘对洁净区域的影响。把要求高的洁净区与周围要求不严的洁净面积区分开来。例如在IC厂，洁净控制面积一般都比较大，可以把工艺设备的核心加工区与维护服务及维修区加以物理分割，把关键加工区置于层流罩下，由单向流维持和控制很高的洁净度，而其他区域所要求的洁净度得以降低。由于核心区的面积相对还是较小，采用这样的方式可明显降低系统的总运行费用。在当前的IC厂房中，控制线宽要达到到一定程度，一般都需采用微环境（Mini-environment）技术，才能满足非常高的环境要求。所谓的“微环境”实质上是为硅片的机械传递和工艺加工的周围提供一个局部洁净小室。微环境内不但洁净度级别能够达到非常高，而且温度、相对湿度、气流速度可以控制在非常严格的范围内。实践证明，在微环境内，可实现更佳的空气途径，更高的空气质量，更容易的污染控制手段，可达到更严格的技术要求和更高的加工质量。
2.5减少新风量
在一般的空调系统中，夏季和冬季系统采用最小新风量，而在过渡季，系统可采用全新风运行。但对于洁净厂房的空调系统，过渡季增大新风量，虽可以减小系统冷热处理耗能，但却增大了系统过滤的负担，因此，不一定会经济合理，特别是洁净级别要求高的系统，鉴于我国室外空气含尘量比较高，不建议在过渡季增大新风的做法。此外，如果过渡季增大新风，还需要调节相应阀门，带来运行控制方面的问题。
结束语
随着人们对洁净厂房空调系统节能工作的重视程度逐渐提高，洁净厂房空调系统节能技术在我国的发展也越来越快，但我国在这方面与国外先进水平相比仍存在较大的差距，这需要我们不断提高自身的技术水平，做好洁净厂房空调系统的节能设计和改造工作。
参考文献
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[2]李新.洁净厂房空调系统节能探讨[J].建筑节能，2010，（11）
[3]张从丽.高大空间洁净厂房空调设计与节能性分析[D].北京建筑大学，2014
论文作者:徐伟军,山淼岩
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/2
标签：洁净论文; 厂房论文; 空调系统论文; 风量论文; 节能论文; 气流论文; 新风论文; 《建筑学研究前沿》2018年第29期论文;