
一、潔淨室的概述
潔淨(jìng)室是通過多專業係統方麵的高度集成,達到對(duì)整個空間環境的潔淨度、溫濕(shī)度、噪聲、照度、靜電等的控製,以滿足(zú)現代生產、實驗及研究所需的環境要求。潔淨室在現在的科(kē)技發展中雖然*,但(dàn)是(shì)在保持潔淨室環境(jìng)的控製過程中(zhōng)所消耗的能源也(yě)是巨大(dà)的,如在電子工(gōng)業中,一般潔淨空間每天需要24小時(shí)都正常運行,而(ér)為保證生產空間的潔淨度,空氣淨化係統的換氣次數zui少也要15次,zui多達到幾百次,潔淨室的能源消耗主要用於生產設備用電和用熱,淨化空調係統的耗電、耗熱和冷負荷,冷凍機組(zǔ)的好點,排氣裝置的耗電和耗熱,超純水(shuǐ)和氣體的製(zhì)取和輸(shū)送一級照明及消防的用電(diàn)等。
一(yī)般萬級潔淨廠房,整個(gè)潔淨室廠(chǎng)務設備的用電量占整個的60%左右(yòu),而在常務設(shè)備中的(de)用電(diàn)量(liàng)中以冷水(shuǐ)機組占64%為zui大,其次是新風機(jī)組MAU能耗其次,而在冷(lěng)水機組的供(gòng)冷量中(zhōng)又是主要供(gòng)給MAU使用。美國大部分使用潔(jié)淨室的廠房(fáng)中,其潔淨室係統的能(néng)耗占整(zhěng)個廠房能耗的50%以上,在各種空調係統中,潔淨室係統(tǒng)的空調能耗是普通建築空調能耗的幾(jǐ)倍到幾十倍(bèi)。由此可見潔淨室係統的能耗還是(shì)非常大,在現在世界能源緊張和(hé)競爭激烈的時代中,如何(hé)能(néng)有效使用(yòng)能源,節約能源,對社會的可持續性發展和對企業(yè)降低成本,提高競爭力都(dōu)有著重要的意義(yì)。
二、潔淨室節能(néng)設計
在設計規劃潔(jié)淨室時可(kě)以按以下原則(zé)進行考慮:
(1)能滿足工(gōng)藝所需(xū)求的環境需求;
(2)潔淨係統運行的安全性和可靠行;
(3)提高潔淨室係統(tǒng)的成本效率,盡力(lì)保證運行(háng)成本的降低。
在滿足以上原則下(xià),要考慮後期長期運行所到(dào)來的高成本,如何提高能源使(shǐ)用的效率,節約使用能源,對(duì)企業來說也是(shì)直接影響到企業(yè)的運行成(chéng)本,以末端高調過濾器的截(jié)麵風(fēng)速(sù)0.3-0.5m/s來計算,一(yī)個平方麵積換氣(qì)量就在1080-1800m³/h。而有些麵積較大的潔淨(jìng)車間,若以一年要每天24小時(shí)運行的話(huà),維持潔淨室運行的費用還是相當高的,為提高潔淨室後期(qī)運行中提高能(néng)源(yuán)成本效率。在潔淨室設計中,要進行以下方麵的考慮:
1、以(yǐ)滿足工藝生產需(xū)求的前提下,合理降低潔淨室的空間或麵積至zui小zui合適(shì),提高潔淨室使用效率,例如ISO6級至9級要求的正壓亂流式潔淨室(shì),其送風量與潔淨室的等(děng)級需求的換氣次數(shù),以及(jí)空間大小都成正比關係,ISO0-5級的正(zhèng)壓單(dān)向(xiàng)流潔(jié)淨室,其送風量與(yǔ)截麵(miàn)風速,及送風的(de)截麵麵積也都成正比,設(shè)計師對於潔淨室的送風量的計算常以參考經驗公式之類。而此類經(jīng)驗公式一般都相對保守,選取的參數(shù)都比較(jiào)大,有資料顯示,對於亂流式潔淨室,若減少潔淨體積30%,可節能25%。可見,對於潔淨室的合理布局規劃,會帶來明顯的節能效果。
2、在能滿足工業生產設備的運作及人員操作活動所產生的散熱負荷的前(qián)提下,降低截麵風速至(zhì)zui低,對於常年實時運行的潔淨室,以3000平方米的潔淨室(shì),滿布率為60%,風速(sù)每降低0.1m/s,其帶(dài)來的效果是沒小時減少6480m³風量。同時顯著減少了處理(lǐ)空氣的製冷量。
3、對於潔淨(jìng)麵積需求較大的車間,可考慮分區域(yù),新風(fēng)分散處理這樣就以便於各區域若有停產(chǎn)維護等(děng)時,方便減少機組運(yùn)行(háng),既能節約能源且不影響其他區域(yù)的正常運行。
4、對生產工業設備的熱負(fù)荷等做細致的調研,計算核實以確定合適的較小的空調製冷設備,勿為圖省事隻是簡(jiǎn)單的取(qǔ)大係數(shù)。造成(chéng)後期運行的浪費。
5、對(duì)於工(gōng)藝上的排(pái)風(fēng)熱(rè)量大,可以經行節能的寂靜效益分析(xī),以考慮是否(fǒu)可采(cǎi)用熱回收方式。
6、對有不同潔淨級別(bié)要求的工序流程,可對高潔淨要求的工序進行微環境,潔淨棚,潔淨工作台等方式做局部高潔淨環境要求的控製,減小(xiǎo)高能耗的高潔淨度的麵積與空間。
7、對空調係統(tǒng)風機采用變頻控製方式運行,因流量Q與點擊轉速V的一次方成正比,風壓H與點(diǎn)擊轉(zhuǎn)速V的二次(cì)方成正比(bǐ),電機軸功率P與電(diàn)機轉速V的三次方成正比。當需要小風量時,用變頻控製(zhì)裝置降低(dī)風機轉速,其電動(dòng)機的輸入功率也相應的減(jiǎn)少,如風量減少到80%,點(diǎn)擊(jī)轉速(V)也下降到80%,其軸公立(P)則下降到額定功率的51%;若風量下降到60%,軸功率將下降到額定功率的22%,其節能潛力非常大(dà)。
三、製冷設備方麵
潔淨室的能源(yuán)消耗隻要在製冷負荷(hé)和風機(jī)運行負荷(hé)中,從潔淨室負荷指標可見,製冷和通風設備基本占了生產能耗的50%附近潔淨潔淨室的需求,選(xuǎn)擇合適的製冷設(shè)備,可通過電能,天(tiān)然氣(qì),廢熱吸收,蒸汽,地熱等多種能源方式(shì)對潔(jié)淨(jìng)室(shì)進(jìn)行全部或部分的供應冷熱水(shuǐ),通過地域資源,綜合規劃,以求*搭配的製冷組合方式,在選擇製冷機組時,盡量結合實(shí)際需求,在相(xiàng)同工況下,選擇性能係數(COP值)更高的機組。
四、分布式(shì)燃氣冷熱電三聯供係(xì)統
分布式(shì)燃氣冷熱電三聯(lián)供係統主(zhǔ)要由燃(rán)機設備和餘熱利用設備構成,其中燃機設備(bèi)是係(xì)統的核(hé)心,包括燃氣輪機,內燃機等,餘熱利用設備包括餘熱鍋爐,吸收式製冷機,換熱裝置,電製冷(lěng)機,燃氣鍋爐等,其工作原理是燃機通過燃(rán)燒天然氣發電後,產(chǎn)生的高溫煙氣送入餘熱利用設(shè)備,冬季可用於取暖(nuǎn),夏季可用於供冷,還可生產生活熱水(shuǐ),驅動熱量不足(zú)部分可由補燃的燃氣進行供應。
當潔淨室的廠區對電能,冷(lěng)水(shuǐ)熱水的需求都較大時,所在的城(chéng)市周邊(biān)附近天然氣資源較充足時,綜合考慮天(tiān)然氣價格與(yǔ)潔淨項(xiàng)目政策,可以在經濟性核算(suàn)後,使用冷熱電三聯供係統,同事若還可結合采用冰蓄冷裝置,蓄熱裝置,熱泵等設備配(pèi)置,對能源係統做(zuò)多種(zhǒng)方式搭(dā)配考慮,以(yǐ)提高整個係統的節能效果。