2024-05-21
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更多洁净室的空调系统设备容量大、耗电量多，增加了实验室的负担，其节能研究已经迫在眉睫。本篇将从洁净室空调通风系统参数、风机变频、新风量、废热利用、排风量等控制来探讨空调通风系统的节能措施。
近年来，人类发展需求与能源紧张之间的矛盾日益凸显，节能减排已经成为各项电气设备设计的重要原则之一。同时电力设备的迅速发展给电力供给也带来了巨大的考验，且用电成本也在逐步提高。洁净室的空调系统设备容量大、耗电量多，增加了实验室不少负担。相关数据表明，洁净室空调通风系统的电能消耗占洁净室电力消耗的40％以上，所以早在十几年前，洁净室空调通风系统的节能研究就已经开始了，且越来越受关注。
一、合理控制净化空调系统参数节能
众所周知，洁净室对室内的环境要求较高，对温湿度等的要求较精确 ，有时为保证洁净室内的要求，空调系统的控制参数设置也都是“宁高勿低 ”。举个例子，其温度要求为23+1℃，相对湿度要求为50+5％，在生产工艺允许的条件下，将洁净室内的温度控制要求相应放宽1℃，相对湿度放宽 5％，设置不同的参数系统，根据数据进行计算，见下表。
近年来，人类发展需求与能源紧张之间的矛盾日益凸显，节能减排已经成为各项电气设备设计的重要原则之一。同时电力设备的迅速发展给电力供给也带来了巨大的考验，且用电成本也在逐步提高。洁净室的空调系统设备容量大、耗电量多，增加了实验室不少负担。相关数据表明，洁净室空调通风系统的电能消耗占洁净室电力消耗的40％以上，所以早在十几年前，洁净室空调通风系统的节能研究就已经开始了，且越来越受关注。
一、合理控制净化空调系统参数节能
众所周知，洁净室对室内的环境要求较高，对温湿度等的要求较精确 ，有时为保证洁净室内的要求，空调系统的控制参数设置也都是“宁高勿低 ”。举个例子，其温度要求为23+1℃，相对湿度要求为50+5％，在生产工艺允许的条件下，将洁净室内的温度控制要求相应放宽1℃，相对湿度放宽 5％，设置不同的参数系统，根据数据进行计算，见下表。
从表中的数据分析得知，在保证洁净室内环境达标的基础上，适当放宽空调通风系统的温湿度设置 ，能够从很大程度上降低空调系统的能耗，实现节能的目的。
二、风机变频合理控制节能
1.空调通风系统变频节能的原理
我们知道，空调的耗电量与电机的转速是正比例关系，风机的流量与转速的一次方是正比例关系，压力和转速的二次方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。因此，为空调通风系统设置合理的风机变频控制，可以在空调系统总流量不变的情况下，大幅度降低其所耗电量。假设将空调的电机运行频率由工频的5OHz下调到45Hz，那么流量就是原来的90％，功率为原来的73％，节约耗电27％。若将频率调至40％，则耗电节约能达到45％以上。
2.空调风机变频设置的节能分析
洁净室的风量与空调的换气次数和洁净室的面积有关。在《洁净厂房设计规范》中，对洁净室的换气次数作了明确要求：净化级别千级以上的换气次数为50~60次／h，万级以上的为l5～25次／h，十万级别以上的为不低于15次／h。所以，为了保证洁净室内的空气达标，在进行空调风机设置时，通常选取最大值。但是，从节能的角度来说，这样明显会造成电力浪费。
相关资料也表明，空调系统的设计对换气次数留有的余量较大，当洁净室内的温度较高时，换气次数就会增加很多，风量会比实际需要大出很多；但是如果在空调系统中进行变频设计，就可以利用变频器来控制风量，既能满足风量的要求，又能达到节能的目的。
二、风机变频合理控制节能
1.空调通风系统变频节能的原理
我们知道，空调的耗电量与电机的转速是正比例关系，风机的流量与转速的一次方是正比例关系，压力和转速的二次方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。因此，为空调通风系统设置合理的风机变频控制，可以在空调系统总流量不变的情况下，大幅度降低其所耗电量。假设将空调的电机运行频率由工频的5OHz下调到45Hz，那么流量就是原来的90％，功率为原来的73％，节约耗电27％。若将频率调至40％，则耗电节约能达到45％以上。
2.空调风机变频设置的节能分析
洁净室的风量与空调的换气次数和洁净室的面积有关。在《洁净厂房设计规范》中，对洁净室的换气次数作了明确要求：净化级别千级以上的换气次数为50~60次／h，万级以上的为l5～25次／h，十万级别以上的为不低于15次／h。所以，为了保证洁净室内的空气达标，在进行空调风机设置时，通常选取最大值。但是，从节能的角度来说，这样明显会造成电力浪费。
相关资料也表明，空调系统的设计对换气次数留有的余量较大，当洁净室内的温度较高时，换气次数就会增加很多，风量会比实际需要大出很多；但是如果在空调系统中进行变频设计，就可以利用变频器来控制风量，既能满足风量的要求，又能达到节能的目的。
同时，通过同行研究者的尘埃粒子标准实验，我们也可以得知，当空调的风机频率不断降低时，洁净室内的尘埃粒子依旧能够满足洁净级别标准，这也说明洁净度和换气次数不存在直接关系，而是与洁净室内的设备使用状况、人员数量及活动、洁净室内的温湿度、压差等诸多因素息息相关。所以，洁净室内的空调通风系统风机采用变频设计能够达到一定的节能效果；但是在实际设计中颊率的设定还要考虑上述诸多因素，按实际情况设定。
三、新风量控制节能
洁净空调通风系统的功能是保证洁净室内的空气洁净度，通常情况下所需风量要高于一般空调。在洁净空调系统中，新风的功能主要是保证洁净室内的空气质量，将压差控制在合理范围内；洁净室在使用过程中会有害气体的产生，对室内的压差控制也较为严格，因此对新风的需求量就较大；另外，新风中的污染物含量较高，需要进行高效的过滤，总之新风系统的能耗也较大。
通过新风系统的控制来降低能耗，主要有以下三方面措施：
▣在独立的新风管上设置可调节风阀，根据洁净室内的实时状态参数，来控制送出的新风量。
▣在洁净室使用过程中，根据洁净室内工作人员的数量、排出的二氧化碳的浓度的变化，调节新风量的需求。
▣排风管上的风阀由微压差测控器控制，根据洁净室内的正压情况来调节排风量和新风量。
三、新风量控制节能
洁净空调通风系统的功能是保证洁净室内的空气洁净度，通常情况下所需风量要高于一般空调。在洁净空调系统中，新风的功能主要是保证洁净室内的空气质量，将压差控制在合理范围内；洁净室在使用过程中会有害气体的产生，对室内的压差控制也较为严格，因此对新风的需求量就较大；另外，新风中的污染物含量较高，需要进行高效的过滤，总之新风系统的能耗也较大。
通过新风系统的控制来降低能耗，主要有以下三方面措施：
▣在独立的新风管上设置可调节风阀，根据洁净室内的实时状态参数，来控制送出的新风量。
▣在洁净室使用过程中，根据洁净室内工作人员的数量、排出的二氧化碳的浓度的变化，调节新风量的需求。
▣排风管上的风阀由微压差测控器控制，根据洁净室内的正压情况来调节排风量和新风量。
总之，为了改善洁净室的空气质量和节约能源，研究随洁净内情况来送入新风量是十分有必要的。一套优秀的新风控制策略，不仅能提高室内空气品质，也可达到节能的目的。
四、废热利用节能
在洁净室里，有些洁净室的排风热量非常的大，相应供给的新风也非常的大。通常情况下，排风温度与室外的温度一般存在较大的温差，如室内温度25℃，室外是35℃或冬季的5℃的情况下（温差在10-20℃），排风温度与室外的温度的温差在20℃左右，这种情况就宜考虑排风热量回收的措施，新风在处理前利用热回收交换设备与排风进行热交换，节省了新风预冷或预热的能量。这种情况一般可回收总热量的50%～60%，利用废热的节能方式已经在一些较大的药厂洁净室中采用。
五、排放量控制节能
在洁净室的使用方面，有些产品的生产设备排风量较大，工艺设备的更新较快，例如IC的生产，工艺更新速度很快，导致设备的排风量难以精确计算，因此在进行空调通风系统设计时，通常采用较为保守的数据作为依据，这样就容易造成生产设备在运行时的排风量波动较大。由此可见，采用变风量的排风机能够根据实际情况决定排风量的大小，能够实现排风机的节能。
节能环保已成为当今世界关注的两大主题，如何采用更好的方法和方式达到最佳的节能效果，更是各个企业所迫切关注的问题。相信经过多方的共同努力，一定能早日实现洁净室空调通风系统的节能目标。
广州嘉东提供专业的实验室设计规划，涉及1000+行业案例，规划设计众多行业类型实验室，经验丰富，详情请致电400-052-0378或咨询在线客服。
四、废热利用节能
在洁净室里，有些洁净室的排风热量非常的大，相应供给的新风也非常的大。通常情况下，排风温度与室外的温度一般存在较大的温差，如室内温度25℃，室外是35℃或冬季的5℃的情况下（温差在10-20℃），排风温度与室外的温度的温差在20℃左右，这种情况就宜考虑排风热量回收的措施，新风在处理前利用热回收交换设备与排风进行热交换，节省了新风预冷或预热的能量。这种情况一般可回收总热量的50%～60%，利用废热的节能方式已经在一些较大的药厂洁净室中采用。
五、排放量控制节能
在洁净室的使用方面，有些产品的生产设备排风量较大，工艺设备的更新较快，例如IC的生产，工艺更新速度很快，导致设备的排风量难以精确计算，因此在进行空调通风系统设计时，通常采用较为保守的数据作为依据，这样就容易造成生产设备在运行时的排风量波动较大。由此可见，采用变风量的排风机能够根据实际情况决定排风量的大小，能够实现排风机的节能。
节能环保已成为当今世界关注的两大主题，如何采用更好的方法和方式达到最佳的节能效果，更是各个企业所迫切关注的问题。相信经过多方的共同努力，一定能早日实现洁净室空调通风系统的节能目标。
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