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摘要：随着我国社会经济的快速发展以及科学技术水平的不断提升，高端制造业在我国呈现出了蓬勃发展的势头。在许多高端制造业，如医药生产和集成电路生产中，对厂房的洁净程度要求较高，这在很大程度上促进了洁净厂房在我国的建设和发展。洁净度高是洁净厂房中一个最显著的特点，因为在高端制造业中洁净度的高低直接决定了所生产产品的质量。为了使厂房保持很高的洁净度，需要消耗大量的能量来维持产品生产所需的清洁生产环境。因此，加强洁净厂房的节能控制就具有重要的现实意义，本文主要探讨了洁净厂房空调系统的节能技术。
关键词：洁净厂房；空调系统；节能技术
1洁净厂房空调系统介绍
1.1空调净化系统空气集中处理和集中送风方式
送入洁净厂房的全部空气（即消除室内余热余湿，维持室内正压和保证室内洁净度的全部送风量）都经过设于空调机房内的空调机组（AHU）进行粗、中效过滤和降温降湿或加热、加湿等净化和热湿处理，然后再用送风管道将空气送至洁净厂房送风口，经高效过滤器（HEPA）或超高效过滤器（ULPA）过滤后送到洁净厂房内，以保证洁净厂房内的温、湿度，正压和洁净度等级。全部的回风又经过集中式的回风管内拉回到空调机房与新风重新混合重新再进行一系列的热湿处理，这样往复循环。根据生产工艺对生产环境（温、湿度，洁净度，正压等）的不同要求又可分为4种不同的送风系统。即：①直流送风系统。②一次回风的送风系统。③一、二次回风的送风系统。④新风机组（MAU）加循环机组（RCU）的送风系统。
1.2空调净化系统空气分离处理和分离送风的方式
将消除室内余热余湿的空调送风和保证室内洁净度等级的净化送风分开进行处理分离送风的方法。也就是将消除室内余热、余湿的空调送凤（约占总送风量的10％-30％）由设在空调机房的空调机组（AHU）或新风机组（MAU）内进行热湿处理，以保证室内的温度和相对湿度，而占总送风量70％-90％的净化送风在洁净室就地循环来保证室内的洁净度。此方案又可分为3种不同的组合形式：①新风机组（MAU）加循环机组（RCU）加FFU的送风方案。②空调机组（AHU）[新风机组（MAU）]加FFU的送风方案。③新风机组（MAU）加FFU加干盘管（DC）的送风方案。
2洁净厂房空调系统的特点
2.1风机全压高
在洁净厂房净化空调系统中的过滤器很多，这使得过滤器总的阻力大大增加。以空调系统中的高效过滤器为例，其初阻力和终阻力分别达到了200Pa和400Pa以上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而对于要求比较高的洁净厂房来说，其阻力会更大，其新风通常要求进行三级过滤，另外还要进行化学过滤，这使得新风过滤机组的总阻力达到了2500Pa以上，为了克服过滤系统的阻力，需要增大风机全压，这使得系统的能耗大大增加。
2.2运行成本高
为了达到洁净厂房洁净等级要，需要采用大量的送风和排风过滤系统，这使运行成本大大增加，相对于同等规模的办公建筑，洁净厂房空调系统的运行能耗要提高10-30倍。以单向流洁净室为例，单向流的洁净度一般控制在ISO5级以上，一个高为3m、面积为500m2的洁净厂房如果采用上送下回的垂直单向流形式，厂房内的送风口风速控制在0.2～0.35m/s之间时，那么洁净厂房空调系统的换气次数已经达到了24～60次/h，这会导致巨大的电能消耗。另外，洁净厂房的空调系统散热量也很大，由于产品生产过程中对温度和湿度都有比较严格的要求，因此导致能耗进一步增大，这大大增加了运行成本。
3洁净厂房空调系统的节能技术
3.1合理布置工艺管线
洁净厂房空调系统有很多的管线，在设计时对管线进行合理布置能在达到设计要求的条件下大大降低系统的能耗。以某洁净厂空调系统的节能设计为例对此进行分析。某公司涡轮机项目洁净厂房的空调系统设计工作。在这个项目中，该公司出于人文考虑，要求车间的工作环境能够达到人体舒适的状态，而由于生产工艺的特性，出炉的压缩机毛胚温度相当高，如果按照一般的热负荷计算方法计算，势必需要设计相当大的冷冻机容量去补偿高温的压缩机毛胚散发的热量，这样会使能耗增加很多，也会使投产后的运行成本大大增加。通过和业主进行沟通并对洁净厂房的结构进行了全面分析，决定利用厂房较高的层高，将压缩机出炉的毛胚线路布置在高位，并在厂房的高位引入机械通风，先行带走压缩机毛胚散发的热量；同时，将风机盘管布置在靠近地面操作工人头部的那层空间，充分利用了热空气轻、在高位，冷空气重、在低位的空气原理，使得整个厂房的温度分层梯度变化。这样，既满足了生产工艺的需求，又保证了工作人员的舒适度。
3.2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，以及正压控制不过高。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。由于高效过滤器及污染控制水平的提高，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流速度/换气次数，有关规定、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，各项指标远远高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。
3.3对洁净室进行节能改造
由于流线型气流在不使用单向流的情况下就能达到满足更高洁净要求的洁净度，且所占空间较小，因此流线型的洁净室在现代工厂中得到了比较广泛的应用，在一般洁净厂房中通常采用AHU机组集中处理空气、集中送风和回风，这样虽然处理效率较高，但在空气的输送方面消耗的能量过大，因此可以通过对送回风机组进行改进，使其小型化后安装在洁净室内。对于改造后的流线型洁净室来说，其最大的优点在于每个组合单元可以灵活地进行移动和增减，因此可以通过增减单元机组的方式来实现洁净等级的控制。另外，由于温度和湿度由各个ACU单元进行单独控制，室内的空气也通过ACU底部进行直接回风，因此这大大减少了空气的输送距离和换气次数，使运行成本大大降低。
4结束语
综上所述，随着人们对洁净厂房空调系统节能工作的重视程度的逐渐提高，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，这需要我国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，从而降低洁净厂房的能耗，促进洁净厂房更好的发展。
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论文作者:王寅,钟力,佘紫云,郑志枭,付廷华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/25
标签：洁净论文; 厂房论文; 空调系统论文; 机组论文; 洁净室论文; 新风论文; 空气论文; 《建筑学研究前沿》2018年第36期论文;