淺析電子工業(yè)潔凈廠房的布局與節(jié)能方案

潔凈空調(diào)系統(tǒng)是電子工業(yè)潔凈廠房能源（解釋:向自然界提供能量轉(zhuǎn)化的物質(zhì))消耗的重要組成部分，潔凈空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗是構(gòu)成電子工業(yè)潔凈廠房生產(chǎn)產(chǎn)品成本的主要網(wǎng)站內(nèi)容之一。隨著我國電子工業(yè)潔凈廠房建設(shè)規(guī)模的迅速發(fā)展，從電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)上采取有力措施來降低系統(tǒng)能耗、節(jié)約能源，已到了刻不容緩的地步。結(jié)合設(shè)計(jì)工作經(jīng)歷中總結(jié)的心得，對(duì)如何制定電子工業(yè)潔凈廠房潔凈空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施、提高系統(tǒng)能效進(jìn)行分析。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品生產(chǎn)的規(guī)?；透呖煽啃阅艿纫?，常需采用連續(xù)生產(chǎn)、多工序集成的大型精密(precise)生產(chǎn)設(shè)備，因此電子工業(yè)廠房通常為大面積、大空間廠房。電子工業(yè)廠房的工藝常要求潔凈度高，溫濕度波動(dòng)小，各類工藝排風(fēng)量較大，所以電子工業(yè)廠房通常需配置送風(fēng)量和新風(fēng)量均較大的潔凈空調(diào)系統(tǒng)，用于處理送風(fēng)和新風(fēng)的冷量、熱量(Heat)等所需能量也同樣很大，且電子工業(yè)廠房一般為全年全天晝夜運(yùn)行，因此電子工業(yè)潔凈廠房潔凈空調(diào)系統(tǒng)（以下簡稱“潔凈空調(diào)系統(tǒng)”）的能耗總量巨大，成為構(gòu)成電子工業(yè)潔凈廠房生產(chǎn)產(chǎn)品成本的主要網(wǎng)站內(nèi)容之一。
如何有效降低潔凈空調(diào)系統(tǒng)能耗，節(jié)約潔凈廠房運(yùn)行成本，已成為行業(yè)內(nèi)特別關(guān)注和重視的問題。層流手術(shù)室凈化高效安全的手術(shù)室空氣凈化系統(tǒng)，保證手術(shù)室的無菌環(huán)境，可以滿足器官移植、心臟、血管、人工關(guān)節(jié)置換等手術(shù)所需的高度無菌環(huán)境。由于各?？频氖中g(shù)往往需要配置專門的設(shè)備及器械，因此，?？剖中g(shù)的手術(shù)間宜相對(duì)固定。鑒于此，結(jié)合之前設(shè)計(jì)和接觸的潔凈空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，淺析潔凈空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施。
一、合理規(guī)劃潔凈室工藝平面
在潔凈空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)房間潔凈等級(jí)的確定，應(yīng)在滿足工藝需求、保證生產(chǎn)質(zhì)量的前提下，綜合考慮工藝生產(chǎn)要求、設(shè)備大小、操作方式、前后生產(chǎn)工序連接方式、操作人數(shù)、設(shè)備自動(dòng)化程度等因素，合理規(guī)劃各潔凈區(qū)域面積、高度及工藝平面圖，通過減少潔凈空間、降低污染值、減少換氣次數(shù)等方式來降低投資和運(yùn)行成本，達(dá)到節(jié)能效果。
減少潔凈空間。潔凈空間的減少，可直接減少潔凈空調(diào)風(fēng)量，意味著潔凈空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理能耗、送風(fēng)動(dòng)力能耗都隨之降低。根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)（experience)，若減少潔凈體積30%，可節(jié)約25%能耗，萬級(jí)潔凈區(qū)的運(yùn)行能耗是十萬級(jí)潔凈區(qū)的2.5倍，因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按不同空氣潔凈度等級(jí)要求分別集中布置潔凈室，盡最大努力減少潔凈室，特別是高級(jí)別潔凈室的面積，從而減少潔凈空調(diào)系統(tǒng)的能耗。
降低污染值。潔凈室空氣的主要污染來源于工藝生產(chǎn)(Produce)產(chǎn)生的廢水、廢氣、以及建筑裝飾材料等。因此，對(duì)工藝廢水、廢氣進(jìn)行分類集中收集，處理至合格后再排放，避免泄漏和交叉污染，同時(shí)使用低污染值的綠色環(huán)保材料，可降低潔凈室的污染值，也可減少潔凈空調(diào)的新風(fēng)需求，從而降低能耗。
減少換氣次數(shù)。在保證潔凈室潔凈度的前提下，減少潔凈室換氣次數(shù)，從而減少潔凈空調(diào)送風(fēng)量是節(jié)能的重要手段之一。換氣次數(shù)與生產(chǎn)工藝、設(shè)備先進(jìn)程度以及人員密度（單位:g/cm3或kg/m3)等密切相關(guān)。如布置有普通灌封機(jī)的房間就需要較高的換氣次數(shù)，而帶有空氣凈化裝置的洗灌封聯(lián)動(dòng)機(jī)的高精度（精確度）電子生產(chǎn)間，則只需較低換氣次數(shù)即可保持相同的生產(chǎn)需求。因此，掌握工藝需求，通過采取局部高潔凈設(shè)置代替整個(gè)區(qū)域高潔凈設(shè)置等方式減少潔凈空調(diào)風(fēng)量，從而減少換氣次數(shù)，是降低潔凈空調(diào)系統(tǒng)能耗的重要途徑。
二、采用節(jié)能技術(shù)措施
潔凈空調(diào)系統(tǒng)能耗的組成主要包括空調(diào)主機(jī) 、水泵、冷卻塔、排風(fēng)機(jī)、末端空調(diào)設(shè)備等的運(yùn)行能耗。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，采取節(jié)能技術(shù)措施，選用低能耗產(chǎn)品，綜合項(xiàng)目的初投資(意義:是未來收益的累積)和運(yùn)行投資，選擇節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)方案，可有效控制項(xiàng)目能耗。在項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)階段對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行整體規(guī)劃，選擇節(jié)能環(huán)保原理的空調(diào)系統(tǒng)，如新風(fēng)預(yù)處理加循環(huán)空調(diào)系統(tǒng)、二次回風(fēng)系統(tǒng)等節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)處理方式，從系統(tǒng)原理上減少能耗抵消。在項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)階段，通過在設(shè)計(jì)圖紙中，制定明確空調(diào)主機(jī)COP值要求、配置(deploy)直流變頻FFU、水泵和風(fēng)機(jī)的電機(jī)變頻設(shè)置、空調(diào)主機(jī)冷凝器清洗裝置、空調(diào)冷凝水回收再用、工藝設(shè)備余熱回收利用等措施，降低潔凈空調(diào)系統(tǒng)能耗，達(dá)到節(jié)能目的。
明確空調(diào)主機(jī)COP值要求。層流手術(shù)室凈化高效安全的手術(shù)室空氣凈化系統(tǒng)，保證手術(shù)室的無菌環(huán)境，可以滿足器官移植、心臟、血管、人工關(guān)節(jié)置換等手術(shù)所需的高度無菌環(huán)境。由于各?？频氖中g(shù)往往需要配置專門的設(shè)備及器械，因此，?？剖中g(shù)的手術(shù)間宜相對(duì)固定?？照{(diào)主機(jī)為空調(diào)系統(tǒng)主要耗能設(shè)備，其COP值直接影響空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。在《公共建筑節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50189-2005）中對(duì)各類空調(diào)主機(jī)COP值均有明文寫出最低要求值，各省市的地方標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)空調(diào)主機(jī)COP值也均有不得低于最低值要求。因而在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，空調(diào)主機(jī)COP值的選型需查設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及地方標(biāo)準(zhǔn)的不得低于要求值，在滿足此值的前提下，綜合考慮（consider)整個(gè)工程的初投入，盡可能選COP值高的空調(diào)主機(jī)。
配置直流變頻FFU。由于電子工業(yè)潔凈廠房的大面積、大空間特征，決定其潔凈空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)風(fēng)量非常大，潔凈空調(diào)系統(tǒng)常選用潔凈新風(fēng)機(jī)(Draught Fan)組（MAU）+風(fēng)機(jī)過濾單元（FFU）+干盤管（DDC）的系統(tǒng)，循環(huán)風(fēng)量大，導(dǎo)致末端送風(fēng)的FFU數(shù)量多，此時(shí)，宜選用直流變頻FFU。直流變頻FFU配套有全直流變頻調(diào)控系統(tǒng)，變頻器通過輕負(fù)載降壓實(shí)現(xiàn)節(jié)能，可根據(jù)環(huán)境的不同進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整風(fēng)速，需要較大風(fēng)量時(shí)，自動(dòng)增加功率，需要較小風(fēng)量時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩會(huì)明顯下降，可有效減少循環(huán)風(fēng)機(jī)的能耗，節(jié)能效果顯著。
水泵、風(fēng)機(jī)的電機(jī)變頻設(shè)置。空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)、水泵的配置為根據(jù)生產(chǎn)工藝(production engineering)最大需求和滿足最不利室外環(huán)境需求來設(shè)計(jì)，其實(shí)際運(yùn)行參數(shù)(parameter)為根據(jù)廠房空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際需求的變化值。因而，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)、水泵的電機(jī)進(jìn)行變頻設(shè)置，根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際需求來變頻運(yùn)行風(fēng)機(jī)和水泵，提高風(fēng)機(jī)、水泵的工作效率，減少風(fēng)機(jī)、水泵及整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的不必要能源浪費(fèi)，有效實(shí)現(xiàn)降低系統(tǒng)能耗。
空調(diào)主機(jī)冷凝器(類別:換熱設(shè)備)清洗裝置。潔凈手術(shù)室裝修手術(shù)室（operating room 英文簡稱o.r）是為病人提供手術(shù)及搶救的場所，是醫(yī)院的重要技術(shù)部門。手術(shù)室應(yīng)與手術(shù)科室相接連，還要與血庫、監(jiān)護(hù)室、麻醉復(fù)蘇室等臨近。因空調(diào)主機(jī)冷凝器的熱交換水系統(tǒng)一般采用開式冷卻塔(The cooling tower)系統(tǒng)，開式冷卻塔的冷卻水中帶有懸浮固體、有機(jī)物、低溶鹽和沉積（sedimentation)物，此類雜質(zhì)進(jìn)入冷凝器在熱交換時(shí)，將逐漸在銅管內(nèi)壁結(jié)垢，阻隔傳熱造成熱交換效率降低。采用冷凝器自動(dòng)循環(huán)清洗裝置配合旁路清洗系統(tǒng)，清洗和收集懸浮固體、有機(jī)物、低溶鹽和沉積物等，確保管道清潔，保持熱交換器處于設(shè)計(jì)效率工作，達(dá)到高效節(jié)能效果，同時(shí)，可增加機(jī)組使用壽命，且無需定期手動(dòng)清洗空調(diào)主機(jī)冷凝器。
工藝設(shè)備余熱回收利用。電子工業(yè)潔凈廠房潔凈室環(huán)境要求全年保持恒溫恒濕，能耗比常規(guī)舒適空調(diào)大很多，尤其是過渡季節(jié)，由于室外空氣低溫高濕，為保證潔凈內(nèi)濕度，需減少新風(fēng)含濕量，新風(fēng)機(jī)組需對(duì)新風(fēng)進(jìn)行降溫除濕處理，導(dǎo)致除濕后的新風(fēng)溫度很低，而此時(shí)潔凈室內(nèi)的冷負(fù)荷需求較少，因此需要用大量的熱能來對(duì)新風(fēng)進(jìn)行再熱處理，才能使新風(fēng)達(dá)到要求的送風(fēng)溫度，新風(fēng)處理過程中存在大量的能源（解釋:向自然界提供能量轉(zhuǎn)化的物質(zhì))抵消。在設(shè)計(jì)時(shí)，可將部分較清潔的工藝熱排風(fēng)進(jìn)行余熱回收利用，對(duì)此類工藝熱排風(fēng)集中回收并進(jìn)行必要的過濾處理后引入潔凈空調(diào)系統(tǒng)，與降溫除濕后的新風(fēng)混合，重新進(jìn)入新風(fēng)系統(tǒng)，可減少對(duì)室外新風(fēng)獲取量的同時(shí)減少對(duì)新風(fēng)再熱所需的能耗，從而達(dá)到節(jié)能效果。
結(jié)語：
節(jié)能環(huán)保是我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的重要能源政策，也是電子工業(yè)潔凈廠房建設(shè)的科學(xué)技術(shù)增長點(diǎn)。采取合理可行的有力措施，減少潔凈空調(diào)系統(tǒng)能耗，提高潔凈空調(diào)系統(tǒng)效率，有效降低潔凈空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行成本是行業(yè)從業(yè)者需關(guān)注和重視的問題。