[摘要] 洁净室的洁净度主要依靠净化空调系统的送、回风系统来维护,净化空调系统对洁净室来
洁净室的洁净度主要依靠净化空调系统的送、回风系统来维护,净化空调系统对洁净室来说至关重要。降低洁净室的运行费用首要是降低净化空调系统的能耗。笔者在经历了几个兽药生物制品GMP厂房建设与改造后,进行了认真地总结和思考,从设计、设备选择、工程施工和运行管理4个方面对净化空调系统的节能降耗措施提出几点体会和想法,供大家参考。
一、设计时要有节能理念
1、减少净化系统送风能耗
1.1 厂址选择、建筑布局与工艺设置的合理性厂址的选择应避免产尘较多的地方,或择其上风口,减小灰尘对净化空调系统的影响。建筑布局和工艺设置减少净化空间,净化系统送风量主要取决于洁净区域体积和换气次数,而换气次数大多由洁净级别所确定。减少净化空间便可降低洁净系统的风量,低风量化即合理地选取换气次数可以减少送风动和消耗。避免全室高洁净级别的设计,对洁净度级别要求高的操作部位,尽量采用局部再净化的措施,如使用超净工作台、自净器、层流罩及洁净隧道等来实现局部气流高净化级别的要求。
1.2 控制系统的新风量和排风量
净化空调系统的运行中,新风量的多少在很大程度上决定系统的耗能大小,设计时一般多考虑人的舒适度因素,取参考值的上限,而往往在生产中操作者并不多,由此带来的能耗也常被忽略。系统中所有的排风量一般都是靠新风来补充的,排风量应根据室内的工作状况进行必要调节,可以将排风量控制在适当的范围内,既可满足工艺条件对排风的要求,又可减少系统所消耗的新风量,减少净化空调系统对新风处理所消耗的冷、热量。新风尽量采用集中处理,这样也利于应用地下水预冷、除尘和加湿。
1.3 减少静压差
《洁净厂房设计规范》规定,不同等级的洁净室及洁净区与非洁净区之间的静压差不应小于5Pa,洁净区与室外的静压不应小于10Pa。设计单位为安全起见,在此基础上又增加1~2Pa。实践表明:在洁净室系统运行过程中,不同等级的洁净室及洁净区与非洁净区之间的静压差保持在4Pa,洁净室与室外的静压差保持在8Pa,即可对洁净室起到屏障作用。静压差越低,维持正压所需的风量和区域间的泄漏风量都会越少,从而也减少系统的新风量和送风量。
2、合理选用温、湿度参数
在满足工艺生产要求的前提下,洁净室夏季可采用18~26℃的上限值,冬季采用下限值。据测量夏季室内温度设定值降低1℃,可节能5%~10%,冬季室内温度设定值每提高1℃,可节能10%~20%。
3、管路设计中尽可能减少系统的阻力
管路设计中减少系统的阻力,也可达到降低送风动力消耗的效果。尽量避免长距离送风,缩短风管长度,减少弯头、三通等产生阻力的风管构件。在满足风速要求的前提下,采用低风速送风,选择合适的风速,能降低过滤器的阻力。
4、采用二次回风处理
为降低电能耗,在可避免交叉污染的情况下通过亚高效过滤,尽量使用回风。二次回风不但能满足温湿度及洁净度要求,而且大大节省空调机组的能源消耗,空调机组运行费用可节省2/3左右。采用二次回风系统相对于一次回风系统,既可节省设备投资,又可降低运行成本。
5、考虑热回收
设计时考虑选用热回收装置,对于排风量较大的系统,可通过转轮式热交换器或管式热交换器,利用热交换原理,把排风的能量回收到新风中,使新风得到预处理。据估算,这可节省运行费25%以上,具有可观的经济意义。
6、实现空调系统的自动控制和电机的变频调节
洁净室净化系统环境一般可分为2个时间段:即有人操作时间和维护洁净时间。维护洁净时间对净化空调系统要求相对要简单些。设计自动控制和风机变频调节可以满足这2个时间段的不同要求,虽在初期投资中增加一些投入,但在实际运行后,节省的运行费用使初始投资很快地得到回收,有着明显的经济效益。但在施工和运行管理上有着相应的严格要求。
二、设备选择考虑节能途径
1、正确确定生产设备的热负荷对选定空调制冷设备有直接关系。目前市场制冷设备种类、生产厂家都很多,选择时除要求质量性能可靠外还要考虑设备的能耗比参数,使用高效节能的制冷(热)设备也是降低净化空调系统能耗的一个重要途径。
2、空调系统对洁净室十分关键,空调末端设备的选择必须考虑能量效率、可控性、可靠性和成本与效果等因素。末端设备的循环空气处理装置尽量和空调空气处理装置分开,冷却和加热盘管的静压不致影响到较大的循环空气量。风机应能变速运行,风机压头具备可调性,这样有利于延长过滤器的使用寿命。
三、施工时要灌输节能思想
(1)在实际施工过程中,安装人员往往更多考虑施工的易操作性,缺乏节能观点。只有重视了施工质量,才能保证设计时的节能降耗措施落到实处。
(2)加强系统的密闭性,减少系统的泄漏点。净化空调系统的余压大,从而就要求整个系统的高严密性。系统任何地方出现泄漏点都造成能量的丧失。控制风管系统漏风的重要环节是施工现场,应从风管、构件的制作,拼装、安装及检验上层层把关。
控制空调机组的漏风,在实际安装过程中,需对空调机组的新风口、回风口和送风口3处进行风量监测,观察是否符合设计要求,并采取确实可靠的措施控制机组的漏风量。同时加强维护结构的气密性处理,控制门、传递窗等的泄漏量。
(3)加强隔热、保温。洁净室墙体、吊顶(或屋面)、门窗的构造和材质的选择以及风管、水管、设备等,均要对它们加强隔热保温,对局部有特殊温度要求的房间地面也要保证地面材料的隔热性。在隔热保温施工中,保温材料要保质保量,施工工艺和施工质量必须符合规范要求。
四、运行管理时要强调节能降耗
1、提高运行管理人员的素质
设计上的节能净化空调系统能否真正节能,与运行管理的水平和规范化操作使用不无关系。应加强对运行管理人员的专业培训,提高他们的专业素质,实行节能目标责任制。
2、系统维护工作要勤,解决问题要及时
通风系统中过滤器运行一段时间后两侧风压就会增大,无疑会导致系统中阻力上升、能耗增加、设备损伤,故应对系统中过滤器定期进行清洗或更换。管道保温材料受湿、受损都会降低保温性能,造成的能量损失也在所难免,必须及时维护或更换。
注意冷水机组与周围环境热交换是否畅通,保证换热翅片表面的清洁和不受腐蚀。维护人员要及时做到换热系统中水质进行处理或对系统进行清洗,防止热交换系统设备的结垢而导致传热效果的下降。
3、严格按自控系统的要求操作
节能措施与可靠的自控系统是分不开的,而自控系统对运行管理者又提出了更高的要求。净化系统的使用者和运行管理者,应当制定一系列制度和措施来保证白控系统的有效运转,把它作为净化空调系统正确操作使用的重要内容,这样才能实现节能降耗的目的。
五、结束语
高耗能已成为空调净化厂房运行一个无法回避的现实,如何降低净化空调系统的能耗,无疑对我们工程技术人员和管理者提出了更高的要求,责任和任务更加重大,前景也更广阔。
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