摘要：国家经济的快速发展，使得我国各行业发展非常迅速的同时引进先进的科学技术设备，其发展更为如鱼得水。我国洁净厂房建设规模巨大，有关数据表明，洁净厂房的能耗是一般写字楼的10倍-30倍，净化空调系统的能粍是一般空调系统能耗的5倍-15倍，洁净厂房节能意义重大。提出了在洁净厂房空调系统的工程设计阶段可以采取的节能措施，对实际工程有着非常重要的意义。
关键词：洁净厂房；空调系统；节能技术
1.引言
随着世界制造业向我国的战略性转移，我国一跃成为发展中国家的工业大国，其成绩也是有目共睹的。我国出现了越来越多的各式洁净厂房。在这些洁净厂房中，特别是IC（IntegratedCircuit）的生产厂房，洁净度要求特别严格，成为洁净厂房的典型用户。成品率直接决定着企业的生产成本和成败，决定着企业能否在激烈的市场竞争中立于不败之地。企业要迎面竞争，想在激烈的市场竞争中不被淘汰，就必须面对洁净厂房空调系统的节能问题。
2洁净厂房空调系统特点
洁净厂房空调系统与一般民用建筑的空调系统的不同，它首先对控制区的洁净度有很高要求。导体器件厂房内，在硅衬底上只要落有电路线宽1/10～1/3大小的尘埃，就可能导致芯片电路短路。如今，半导体集成电路的发展突飞猛进，最近英特尔公司更是推出了采用32nm线宽的高端处理器芯片，把生产环境的洁净度控制推向了极致。就空调冷负荷而言，一般办公大楼为120W/m2左右，而大规模半导体器件厂房可以达到1400～1600W/m2。同时，由于半导体器件生产工艺的特点，要求洁净厂房内全天（24h）保持相应的洁净度，因此，洁净空调系统（包括排风系统）、为其配套的冷、热源及相应的输送系统需每天24h运行，这也与其他空调系统极其不同。运行时间的增长也使其空调系统的节能更具有潜力和意义。为了减小洁净厂房空调系统的耗能，首先有必要对其耗能的特点进行分析。
2.1送风量大
洁净度的提高和维持是半导体器件厂房空调系统设计和运行的重要任务，这一任务的完成要依赖很高的送风量，是以高能耗为代价的。就送风量而言，一般办公大楼换气次数为10h-1左右，而大规模半导体器件厂房内，为了满足相应的洁净度要求，需要保证很高的换气次数，致使循环风量非常大。100级洁净室的换气次数可达到400h-1，10000级洁净室的换气次数可达到40h-1，100000级洁净室的换气次数也要30h-1。
2.2新风负荷大
在电子厂房中，某些车间散发出有害气体，需要通过排风加以消除，这就加大了系统的新风量。洁净室的各类制冷负荷中，最重要的有新风、风机温升和工艺设备散热3项，而尤以新风最大。根据有关部门统计，新风负荷可以从20%～70%，风机温升从8%～20%多，工艺设备可以从16%～50%。洁净室内平均所需新风量在45～60m3/（h•m2），新风冷负荷比室内显热冷负荷还要大约近1倍。
2.3风机全压高
由于净化空调中过滤器很多，其中仅高效过滤器的初阻力就在200Pa以上，终阻力在400Pa以上；而要求高的车间，ULPA的阻力会更大。其新风要求三级过滤，再加上化学过滤器，新风机组的风压要求在2500Pa左右。这些都会致使所用风机静压很高，导致风机耗能增加。洁净厂房空调系统具有排风量大、送风量大、工艺设备发热量大、阻力大和风机静压高的特点，这些共同造就了洁净厂房空调系统的高耗能。虽然洁净室和单纯空调房间相比，单位面积建设费用和能耗要大得多。但洁净室净化空调系统的节能问题，在国内尚未引起足够的重视。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但随着信息产业向我国的战略性转移，洁净厂房的高耗能、节能问题也成为能源紧缺的我国一个不可回避的问题。因此，洁净室与洁净厂房的空调系统的节能就有着积极的意义。
3洁净室空调系统的节能措施
3.1合理确定空气处理系统
洁净室的空气处理方式应经热负荷、湿负荷、风量平衡计算和经济技术比较后得出，切忌生搬硬套。一般而言，洁净室的循环风量远大于新风量，可实现二次回风以避免冷热量抵消，达到节能的目的，因此应采用二次回风，二次回风流程中可以分为由新风承担全部的冷热湿负荷和由新风及循环风分别承担冷热湿两种方式，其总的冷热湿负荷是相同的，应根据工程的具体情况合理采用。对于室内显热负荷大（热湿比大）空气循环量大的洁净室，因送风温度与室内温度的温差很小，采用新风空调机加FFU（风机过滤单元）和干表冷共同承担冷热负荷是节能的。净化空调系统空气处理过程的优化对节能的效果十分明显，优化的目的就是减少或消除冷热抵消现象和降低风机温升。比如：对干一级洁净手术室（北京）夏季耗冷量，采用一次回风系统时是60kw，而采用二次回风系统时只有25kw，当采用新风机组深冷抽湿处理时其耗冷量只有20kw。
3.2髙级别洁净室是垂直单向流洁净室
其送风机的风量非常大，髙达400次/ｈ-500次/ｈ换气，而且风机的压头也很髙，一般多在1000Pa-1500Pa，因此风机温升的负荷大。按理论计算：在集中送风方式的系统中，风机的温升为1.5＊Ｃ，仅此一项的负荷就是500W/m２￣700W/m２，如果采用FFU送风方式，风机温升的负荷可降低至250W/m２-350W/m２。新麻组需要的冷冻水温度较低（5’C?7ｒ），干表冷需要冷冻水温度较髙（12Ｘ：？14。〇。一般冷水机组出水温度提髙ＩＸ：能耗降低2％，出力增加3％（需视＊体雛情况定），这样采用12°Ｃ的冷冻水系统可使冷水机组运行能耗比5°Ｃ时节省15°/ｃＭ8％1.3４．
3.3减少空气循环量
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。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。施工、监理应更多的关注这方面内容，严把工程质量。
结语
洁净室空调系统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。
参考文献：
[1]GB/T50073-2013洁净厂房设计规范［S］．
[2]GB/T50472-2008电子工业洁净厂房设计规范呀
[3]严德隆.洁净室HVAC系统节能及其进展[J].洁净与空调技术，2004，11（4）：19-22.
论文作者:陈黎
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/17
标签：洁净论文; 洁净室论文; 空调系统论文; 厂房论文; 负荷论文; 风机论文; 节能论文; 《基层建设》2018年第25期论文;