关键词：空调系统；洁净厂房；特点；节能
目前，很多行业的发展，均要求有着很纯净的生产环境。而伴随有关专业技术方面要求的提高，在洁净室方面的要求也显得愈高。洁净室不仅在增大面积，而且应用层数也越来越多，但其中的空调系统从属于大能耗的部分，所以减小洁净室的整体能耗意义深远。
一、洁净厂房空调系统的基本特点
在洁净厂房内，空调系统有别于普通民用建筑内的空调系统，在控制区域的洁净度方面有着极高的要求。例如，在导体器件的生产厂房内，一旦有一定大小的尘埃掉落在硅衬底上，则可能会引起芯片电路出现短路。目前，集成半导体的电路正在快速发展，各种线宽的高端芯片也大量涌现，极大地促进了生产环境整体洁净度的提升。
因为半导体器件的加工工艺，所以，提出洁净厂房内需要24h内始终维持一定的洁净度。故此，洁净空调的整个系统及其有关的冷热源、电力输送等均应24h一直运行，这有悖于其他类型的空调系统。鉴于延长运行时间的原因，故此，空调系统更具节能的潜力及意义。要想降低洁净厂房内整个空调系统的总耗能，则应分析其耗能的基本特点。
1、送风量很大
维持、增大洁净度，是在器件厂房内，设计空调系统运行中的关键性任务，但却需要依赖足够高的送风量，而不得不大量消耗能耗。在送风量方面，普通办公大楼需要进行约10h-1的换气次数。而大规模的器件厂房，要达到洁净度方面的要求，则应增多换气次数，增大循环风量。而100级这样的洁净室，整体换气次数高达400h-1，相应的10000级类型的洁净室，则需要高达40h-1的换气次数，而100000级类型的洁净室，也要30h-1的换气次数。
2、新风负荷过大
在很多厂房内，车间大量散发有害气体，必须通过排风来消除掉，这便有增大系统内的新风量。在洁净室的制冷负荷中，风机温度提高、新风、工艺散热最关键，特别是新风最大。在洁净室，新风平均量为45～60m3/(h·m2)，而新风冷负荷要约大于室内实际的显热冷负荷1倍左右。
3、风机整体全压高
在净化空调内有许多过滤器，且高效过滤器具有超过200Pa的初阻力、超过400Pa的终阻力。而在要求更高的车间内，相应的ULPA阻力也更加大。相应的新风需要三级过滤，以及化学过滤器，且新风机组的整体风压需要控制为约2500Pa。这样均会导致风机静压越来越高，风机耗能也越来越大。
此外，在工艺设备的整体发热方面，伴随各种生产工艺的改变而更改，部分工艺设备属于高发热设备，则应通过一定的冷负荷来加以抵消。总体上看，在洁净厂房，使用的空调系统特点很多，如工艺发热多、排送风量大、系统阻力大、静压高，以致洁净厂房空调的耗能很高。
尽管相较于单一化的空调房间，洁净室在平均建设费及能耗上要大很多，但是我国却并未重视洁净室内的各种净化空调方面的节能问题。但是，伴随信息产业不断转向国内，造成洁净厂房内的超大耗能、节能方面的问题，也一度变成能源紧缺国不得不面对的问题之一。所以，研究这方面的节能措施，便具有很积极的深远意义。
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二、洁净厂房内整体空调系统的节能分析
1、布设好工艺管线
在洁净厂房内的空调系统中往往涉及大量的管线，在进行设计时，应科学地分布管线，以满足设计要求，大幅减小系统能耗。例如，在某洁净厂房的设计中，考虑到人文要求，需要车间环境可以满足舒适性，但生产工艺的基本特性却决定了压缩机出炉毛胚温度很高，若根据普通的热负荷算法来算，则定要设计很大的冷冻机整体容量，来弥补高温压缩机中毛胚大量散热的缺陷，以致会增大能耗，导致投产后的整体运行成本快速增多。在与业主沟通后，再认真分析洁净厂房的基本结构后，最终选择层数较高的厂房，并在高位布设压缩机出炉的各种毛胚线路，并引进机械通风，促使压缩机毛胚快速散发掉不需要的热量。在布设风机盘管时，在近地面的员工头部操作的那层空间，基于热冷空气分别位于高低位的基本原理，有效控制了厂房中的整体梯度分层温变。这么一来，除了能达到生产工艺的基本需求外，还能控制工作人员的整体舒适度。在投产后发生的能耗运行，也可以维持在适当的范围，并在这个设计当中，综合考量能耗的各种影响因素，以平衡空调系统的各种设计，促进节能效果的提升。
2、组织好气流
在洁净厂房内，要在空调系统运行中，产生很好的节能作用，则应按厂房中各处的洁净度需要，来合理地布置洁净厂房中的整体空气流动基本形态及分布，也即应设计好气流流型。现阶段，在洁净厂房，主要有单向流、混合流、非单向流这样的气流流型。在洁净厂房，单向流是指从厂房内送风侧，较平稳地逐步过渡至有关回风侧。所以，可提高清洁度，但是在这样的气流下，需要很大的风量，相应的能耗也很高。而在洁净厂房，非单向流对应的气流方向及其速度，在不一样的地方差别各异。鉴于此，经过高效过滤器进行处理后的空气，会冲淡污染物，而确保生产中的洁净度满足等级要求。在洁净厂房混合流有涉及单向流及非单向流，并且在洁净度高的地方选择单向流，而在洁净度低的地方选择非单向流，所以混合气流的形式，在达到设计要求时，能更好地节能。所以，在选择气流形式的过程中，应在达到基本要求的条件下，尽量减小厂房的整体洁净度，又或提高局部的洁净度。与此同时，在布置洁净工作台时，需要有效提高工作区上风侧气流与室内空气的整体清洁度。
3、洁净室的节能改造
在不应用单向流的基础下，因为流线型气流可以达到更高要求的洁净度，而且占据着较小的空间。所以，在现代工厂，很广泛地应用了流线型这种洁净室。在普通的洁净厂房，一般利用AHU机组，来统一、集中进行空气、送回风的处理。尽管处理效率非常高，但是，在输送空气时却大量消耗的能量。所以，在改进送回风机组后，通过适当的小型化，再安装在洁净室。而针对改造后的整个流线型类型的洁净室，最明显的优点为各组合单元能相当灵活地移动或者增减。所以，可利用单元机组增减，来有效控制洁净等级。另外，鉴于可通过不同的ACU单元来单独控制温湿度，所以室内也通过ACU底来直接对空气回风。这么一来，则有效缩短了输送空气的距离及所需的换气次数，而减小运行成本。
三、结语
总之，伴随洁净厂房的快速发展，空调系统中的节能部分也引起了人们的高度重视。所以，应从这种空调系统的基本特点出发，来认真分析需要的节能措施，以促进洁净厂房的快速发展，优化、改造、设计洁净厂房整体空调系统的综合节能效果。
参考文献
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论文作者:任强
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第23期
论文发表时间:2020/1/9
标签：洁净论文; 空调系统论文; 厂房论文; 节能论文; 洁净室论文; 洁净度论文; 厂房内论文; 《工程管理前沿》2019年第23期论文;