潔凈廠房的暖通節(jié)能設計研究

柯雪芬

杭州娃哈哈集團有限公司 浙江 杭州 310018

伴隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們對電子、食品、醫(yī)療用品等的需求提升，品質要求也不斷攀升。而這些產(chǎn)品的生產(chǎn)離不開潔凈廠房，特別是醫(yī)藥對室內環(huán)境的要求極高。另外如果不注重潔凈廠房的節(jié)能設計，將會帶來巨大的能源消耗。也不利于各行各業(yè)的發(fā)展，因此針對潔凈廠房做暖通節(jié)能設計研究尤為重要。潔凈暖通空調系統(tǒng)是潔凈廠房所需溫度、濕度的保障，還是環(huán)境清潔、衛(wèi)生的保障，能夠保障生產(chǎn)工作得以高效進行。

一、暖通節(jié)能設計現(xiàn)狀

（一）一次回風系統(tǒng)降溫除濕，再加熱，能耗損失大。

在室外新風和房間回風混合后，進入表冷器冷卻降溫除濕，為了控制受控房間的相對溫度，經(jīng)過表冷器后的空氣，還要進行加熱回溫，這樣在夏季空氣焓濕處理過程中就存在著冷、熱抵消的能量浪費現(xiàn)象。由于潔凈空調系統(tǒng)換氣次數(shù)大，系統(tǒng)送風量大，其冷熱抵消的能耗也就越大，因此，一次回風系統(tǒng)在系統(tǒng)節(jié)能方面存在很大的問題。

（二）潔凈廠房的暖通空調系統(tǒng)承擔的冷負荷過大

其冷負荷是一般廠房的5倍之多，最高達到2600KJ/(m2.h)。暖通空調凈化系統(tǒng)和制冷設備用電量達到整個工廠的六成之多。再加上日益增多的運行成本，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟負擔。

（三）大部分企業(yè)片面注重安裝建設成本，忽略能耗問題

潔凈廠房創(chuàng)建之初，更多企業(yè)考慮的是創(chuàng)建成本，導致在運行過程中能源消耗增多，企業(yè)負擔逐漸加劇。在暖通空調系統(tǒng)設計時，忽略節(jié)能問題?？此瞥踅ǖ慕ㄔO成本較高一些，但是長此以往，能源使用大大降低，為企業(yè)降低了運行成本，獲得了更多的經(jīng)濟效益。

二、暖通節(jié)能設計可行性分析

主要以“節(jié)能減排”為設計理念，通過暖通節(jié)能設計實現(xiàn)能耗的節(jié)約。確保生產(chǎn)任務完成的同時，耗能最低。暖通空調系統(tǒng)的設計是節(jié)能的關鍵，也是經(jīng)濟壓力降低的關鍵。但由于設計部門和設計人員的不重視，技術性問題難以突破。而且耗資巨大，能耗消耗超出了國家標準很多。據(jù)統(tǒng)計，空調能耗占建筑能耗的55%左右，約占社會總能耗的20%。因此空調系統(tǒng)的節(jié)能不容忽視，降低空調系統(tǒng)的能耗對減少建筑系統(tǒng)總能耗的意義重大，同時對緩解用電緊張局面，優(yōu)化能源結構和提高能源利用率也具有十分重要的意義。

（一）二次回風系統(tǒng)設計

常規(guī)的一次回風系統(tǒng)，新回風混合后經(jīng)表冷器冷卻到露點（13～15℃左右），然后由加熱器再熱到送風狀態(tài)點（20℃，送風溫差5℃左右）。這種操作實際上就是空氣制冷后再加熱的狀態(tài)，大量的能量會損失掉。而二次回風完美的解決了這一點，特別是在新風比小于50%的時候優(yōu)勢較為明顯，不需要再加熱也是可以的。

雖然采用二次回風，可以有效降低降低初投資和運行費用，前景非常好，但也有難點需要去解決。房間壓力需要反復調試，伴隨著一次回風和二次回風的比例調整，相應的房間已調整好的壓力會波動，增加了調試的工作量。因此可以通過定風量送風+變風量回風系統(tǒng)來解決這一問題。

（二）熱回收

空調機組采用熱回收型，好處在于新風與房間排風熱交換之后，再與回風混合。全熱回收率為50%。采用房間風過濾后回風，將大大降低降低初投資和運行費用。而對于特殊的醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房，交叉感染的程度需要去驗證。這一批次是否會對下一批次藥品產(chǎn)生影響。而對于散發(fā)活性成分的房間，交叉污染明顯增大，則不可采用過濾回風的方式。

（三）通風設計

潔凈廠房對通風情況要求相對較高，有別于傳統(tǒng)廠房。1、設備排風系統(tǒng)。潔凈區(qū)、消毒室等房間需要設置排風系統(tǒng)。目的在于通過在回風管道上設置帶壓力感應的電動風閥，保證房間壓差。2、消毒排風系統(tǒng)。一般來說，生物潔凈廠房需要定期消毒滅菌，可以防止細菌繁殖。甲醛消毒比臭氧消毒將耗費更多的能耗，而且會有消毒劑殘留。臭氧因為其擴散性高，分布均勻等可以有效殺死細菌。殘留的氧原子也能結合成氧分子，對廠房無害無污染。3、負壓空調排風系統(tǒng)。安裝在房頂，目的是確保有毒氣體不會向大氣泄露。利用排風機箱，內設排風風機、中效+高效+粗效過濾器實現(xiàn)。

（四）根據(jù)實際需要設置空調器數(shù)目，減少能耗

由于產(chǎn)品的不同，潔凈廠房的暖通節(jié)能設計也不同。再加上生產(chǎn)區(qū)域的功用差異，在每一個階段的工藝流程也大不相同。因此需要針對性的分設空調系統(tǒng)，合理布置數(shù)量，減少能耗。

（五）選擇變頻空調系統(tǒng)，避免不必要的能耗消耗

在運行初期和末期，因為空氣過濾器中容塵量的多少導致空氣阻力發(fā)生較大變化，因此會出現(xiàn)耗能嚴重的情況。而定頻風機雖然能夠在初期有效的控制空氣阻力，送風量也比較大。但是通過調節(jié)風閥來控制風力，卻造成了嚴重的能源浪費。長此以往，空氣阻力也會由小變大，送風量也會慢慢減小。因此定頻風機將無法滿足潔凈廠房對于潔凈度的標準。而變頻調速風機能夠保證送風量恒定，這樣能夠有效的保障潔凈室內的空氣質量。減少了能源的浪費，降低了更多不必要的運行費用。

（六）利用自控系統(tǒng)，實現(xiàn)房間內的智能調節(jié)

空調自控采用PLC控制系統(tǒng)。水系統(tǒng)設置供、回水壓差控制，冷量控制及機組和設備運行臺數(shù)控制。通過調節(jié)冷卻塔風機轉速實現(xiàn)對冷卻塔回水溫度控制。新風機設送風溫度控制實現(xiàn)等焓送風。

（七）通過高COP值的冷水機組，降低能耗

冷水機組的COP指的是壓縮機制冷量與消耗的電功率比值。系統(tǒng)COP隨發(fā)生溫度的升高而降低，表示制冷系統(tǒng)（制冷機）能源利用效率高。

三、結束語

由于潔凈廠房本身的特殊性，空調系統(tǒng)的設計需要兼顧方方面面的事情。在滿足工業(yè)生產(chǎn)的同時，還要避免交叉污染帶來的危險等。其中最大的難點則是怎樣才能最大限度的節(jié)能，獲得更多經(jīng)濟效益。針對不同行業(yè)的潔凈廠房，暖通節(jié)能設計有很大程度的不同。根據(jù)不同的產(chǎn)品特征，針對性的設計技能手段，才能獲得更多的經(jīng)濟效益。