近年來 ,人類發(fā)展需求與能源緊張之間的矛盾日益凸顯,節(jié)能減排已經(jīng)成為各項電氣設備設計的重要原則之一。同時電力設備的迅速發(fā)展給電力供給也帶來了巨大的考驗,且用電成本也在逐步提高。潔凈室的空調系統(tǒng)設備容量大、耗電量多,增加了企業(yè)的不少負擔。相關數(shù)據(jù)表明,潔凈室空調通風系統(tǒng)的電能消耗占潔凈室電力消耗的40%以上。所以,早在十幾年前,潔凈室空調通風系統(tǒng)的節(jié)能研究就已經(jīng)開始了,且越來越受關注。
一、合理控制凈化空調系統(tǒng)參數(shù)節(jié)能
潔凈室對室內的環(huán)境要求較高 ,對溫度 、濕度等的要求較精確 ,有時為保證潔凈室內的要求,空調系統(tǒng)的控制參數(shù)設置也都是“寧高勿低 "。本文以某潔凈室為實驗對象,其溫度要求為23+1℃,相對濕度要求為50+5%,在生產(chǎn)工藝允許的條件下,將潔凈室內的溫度控制要求相應放寬1℃,相對濕度放寬 5%,設置不同的參數(shù)系統(tǒng),根據(jù)數(shù)據(jù)進行計算,見下表。
從表中的數(shù)據(jù)分析得知,在保證潔凈室內環(huán)境達標的基礎上,適當放寬空調通風系統(tǒng)的溫度、濕度設置 ,能夠從很大程度上降低空調系統(tǒng)的能耗,實現(xiàn)節(jié)能的目的。
二、風機變頻合理控制節(jié)能
1、空調通風系統(tǒng)變頻節(jié)能的原理
空調的耗電量與電機的轉速是正比例關系,風機的流量與轉速的一次方是正比例關系,壓力和轉速的二次方成正比,軸功率與轉速的三次方成正比。因此,為空調通風系統(tǒng)設置合理的風機變頻控制,可以在空調系統(tǒng)總流量不變的情況下,大幅度降低其所耗電量。假設將空調的電機運行頻率由工頻的5OHz下調到45Hz,那么流量就是原來的90%,功率為原來的73%,節(jié)約耗電27%。若將頻率調至40%,則耗電節(jié)約能達到45%以上。
2、空調風機變頻設置的節(jié)能分析
潔凈室的風量與空調的換氣次數(shù)和潔凈室的面積有關。在《潔凈廠房設計規(guī)范》中,對潔凈室的換氣次數(shù)作了明確要求:凈化級別1000級以上的換氣次數(shù)為50~60次/h,一萬級別以上的為l5~25次/h,十萬級別以上的為不低于15次/h。所以,為了保證潔凈室內的空氣達標,在進行空調風機設置時,通常選取最大值。但是,從節(jié)能的角度來說,這樣明顯會造成電力浪費。實驗也表明,空調系統(tǒng)的設計對換氣次數(shù)留有的余量較大,當潔凈室內的溫度較高時,換氣次數(shù)就會增加很多,風量會比實際需要大出很多。但是如果在空調系統(tǒng)中進行變頻設計,就可以利用變頻器來控制風量,既能滿足風量的要求,又能達到節(jié)能的目的。
同時,通過同行研究者的塵埃粒子標準實驗,我們也可以得知,當空調的風機頻率不斷降低時,潔凈室內的塵埃粒子依舊能夠滿足潔凈級別標準,這也說明潔凈度和換氣次數(shù)不存在直接關系,而是與潔凈室內的設備使用狀況、人員數(shù)量及活動、潔凈室內的溫濕度、壓差等諸多因素息息相關。所以,潔凈室內的空調通風系統(tǒng)風機采用變頻設計能夠達到一定的節(jié)能效果。但是在實際設計中頰率的設定還要考慮上述諸多因素,按實際情況設定。
三、新風量控制節(jié)能
潔凈空調通風系統(tǒng)的功能是保證潔凈室內的空氣潔凈度,通常情況下所需風量要高于一般空調。在潔凈空調系統(tǒng)中,新風的功能主要是保證潔凈室內的空氣質量,將壓差控制在合理范圍內。潔凈室在使用過程中會有害氣體的產(chǎn)生,對室內的壓差控制也較為嚴格,因此對新風的需求量就較大。另外,新風中的污染物含量較高,需要進行高效的過濾。總之,新風系統(tǒng)的能耗也較大。
通過新風系統(tǒng)的控制來降低能耗,主要有以下三方面措施:
1、在獨立的新風管上設置可調節(jié)風閥,根據(jù)潔凈室內的實時狀態(tài)參數(shù),來控制送出的新風量。
2、在潔凈室使用過程中,根據(jù)潔凈室內工作人員的數(shù)量、排出的二氧化碳的濃度的變化,調節(jié)新風量的需求。
3、排風管上的風閥由微壓差測控器控制,根據(jù)潔凈室內的正壓情況來調節(jié)排風量和新風量。
總之,為了改善潔凈室的空氣品質和節(jié)約能源,研究隨潔凈內情況來送入新風量是十分有必要的。一套優(yōu)秀的新風控制策略,不僅能提高室內空氣品質,也可達到節(jié)能的目的。
四、廢熱利用節(jié)能
在工業(yè)的潔凈室里,有些潔凈車間的排風熱量非常的大,相應供給的新風也非常的大。通常情況下,排風溫度與室外的溫度一般存在較大的溫差,如室內溫度25℃,室外是35℃或冬季的5℃的情況下(溫差在10-20℃),排風溫度與室外的溫度的溫差在20℃左右,這種情況就宜考慮排風熱量回收的措施,新風在處理前利用熱回收交換設備與排風進行熱交換,節(jié)省了新風預冷或預熱的能量。這種情況一般可回收總熱量的50%~60%。利用廢熱的節(jié)能方式已經(jīng)在IC廠和較大的藥廠的潔凈室中采用。
五、排放量控制節(jié)能
在潔凈室的使用方面,有些產(chǎn)品的生產(chǎn)設備的排風量較大,工藝設備的更新較快,例如IC的生產(chǎn),工藝更新速度很快,導致設備的排風量難以精確計算,因此在進行空調通風系統(tǒng)設計時,通常采用較為保守的數(shù)據(jù)作為依據(jù),這樣就容易造成生產(chǎn)設備在運行時的排風量波動較大。由此可見,采用變風量的排風機能夠根據(jù)實際情況決定排風量的大小,能夠實現(xiàn)排風機的節(jié)能。