洁净厂房的暖通节能设计研究

柯雪芬

杭州娃哈哈集团有限公司 浙江 杭州 310018

伴随着经济的飞速发展，人们对电子、食品、医疗用品等的需求提升，品质要求也不断攀升。而这些产品的生产离不开洁净厂房，特别是医药对室内环境的要求极高。另外如果不注重洁净厂房的节能设计，将会带来巨大的能源消耗。也不利于各行各业的发展，因此针对洁净厂房做暖通节能设计研究尤为重要。洁净暖通空调系统是洁净厂房所需温度、湿度的保障，还是环境清洁、卫生的保障，能够保障生产工作得以高效进行。

一、暖通节能设计现状

（一）一次回风系统降温除湿，再加热，能耗损失大。

在室外新风和房间回风混合后，进入表冷器冷却降温除湿，为了控制受控房间的相对温度，经过表冷器后的空气，还要进行加热回温，这样在夏季空气焓湿处理过程中就存在着冷、热抵消的能量浪费现象。由于洁净空调系统换气次数大，系统送风量大，其冷热抵消的能耗也就越大，因此，一次回风系统在系统节能方面存在很大的问题。

（二）洁净厂房的暖通空调系统承担的冷负荷过大

其冷负荷是一般厂房的5倍之多，最高达到2600KJ/(m2.h)。暖通空调净化系统和制冷设备用电量达到整个工厂的六成之多。再加上日益增多的运行成本，给企业带来巨大的经济负担。

（三）大部分企业片面注重安装建设成本，忽略能耗问题

洁净厂房创建之初，更多企业考虑的是创建成本，导致在运行过程中能源消耗增多，企业负担逐渐加剧。在暖通空调系统设计时，忽略节能问题。看似初建的建设成本较高一些，但是长此以往，能源使用大大降低，为企业降低了运行成本，获得了更多的经济效益。

二、暖通节能设计可行性分析

主要以“节能减排”为设计理念，通过暖通节能设计实现能耗的节约。确保生产任务完成的同时，耗能最低。暖通空调系统的设计是节能的关键，也是经济压力降低的关键。但由于设计部门和设计人员的不重视，技术性问题难以突破。而且耗资巨大，能耗消耗超出了国家标准很多。据统计，空调能耗占建筑能耗的55%左右，约占社会总能耗的20%。因此空调系统的节能不容忽视，降低空调系统的能耗对减少建筑系统总能耗的意义重大，同时对缓解用电紧张局面，优化能源结构和提高能源利用率也具有十分重要的意义。

（一）二次回风系统设计

常规的一次回风系统，新回风混合后经表冷器冷却到露点（13～15℃左右），然后由加热器再热到送风状态点（20℃，送风温差5℃左右）。这种操作实际上就是空气制冷后再加热的状态，大量的能量会损失掉。而二次回风完美的解决了这一点，特别是在新风比小于50%的时候优势较为明显，不需要再加热也是可以的。

虽然采用二次回风，可以有效降低降低初投资和运行费用，前景非常好，但也有难点需要去解决。房间压力需要反复调试，伴随着一次回风和二次回风的比例调整，相应的房间已调整好的压力会波动，增加了调试的工作量。因此可以通过定风量送风+变风量回风系统来解决这一问题。

（二）热回收

空调机组采用热回收型，好处在于新风与房间排风热交换之后，再与回风混合。全热回收率为50%。采用房间风过滤后回风，将大大降低降低初投资和运行费用。而对于特殊的医药工业洁净厂房，交叉感染的程度需要去验证。这一批次是否会对下一批次药品产生影响。而对于散发活性成分的房间，交叉污染明显增大，则不可采用过滤回风的方式。

（三）通风设计

洁净厂房对通风情况要求相对较高，有别于传统厂房。1、设备排风系统。洁净区、消毒室等房间需要设置排风系统。目的在于通过在回风管道上设置带压力感应的电动风阀，保证房间压差。2、消毒排风系统。一般来说，生物洁净厂房需要定期消毒灭菌，可以防止细菌繁殖。甲醛消毒比臭氧消毒将耗费更多的能耗，而且会有消毒剂残留。臭氧因为其扩散性高，分布均匀等可以有效杀死细菌。残留的氧原子也能结合成氧分子，对厂房无害无污染。3、负压空调排风系统。安装在房顶，目的是确保有毒气体不会向大气泄露。利用排风机箱，内设排风风机、中效+高效+粗效过滤器实现。

（四）根据实际需要设置空调器数目，减少能耗

由于产品的不同，洁净厂房的暖通节能设计也不同。再加上生产区域的功用差异，在每一个阶段的工艺流程也大不相同。因此需要针对性的分设空调系统，合理布置数量，减少能耗。

（五）选择变频空调系统，避免不必要的能耗消耗

在运行初期和末期，因为空气过滤器中容尘量的多少导致空气阻力发生较大变化，因此会出现耗能严重的情况。而定频风机虽然能够在初期有效的控制空气阻力，送风量也比较大。但是通过调节风阀来控制风力，却造成了严重的能源浪费。长此以往，空气阻力也会由小变大，送风量也会慢慢减小。因此定频风机将无法满足洁净厂房对于洁净度的标准。而变频调速风机能够保证送风量恒定，这样能够有效的保障洁净室内的空气质量。减少了能源的浪费，降低了更多不必要的运行费用。

（六）利用自控系统，实现房间内的智能调节

空调自控采用PLC控制系统。水系统设置供、回水压差控制，冷量控制及机组和设备运行台数控制。通过调节冷却塔风机转速实现对冷却塔回水温度控制。新风机设送风温度控制实现等焓送风。

（七）通过高COP值的冷水机组，降低能耗

冷水机组的COP指的是压缩机制冷量与消耗的电功率比值。系统COP随发生温度的升高而降低，表示制冷系统（制冷机）能源利用效率高。

三、结束语

由于洁净厂房本身的特殊性，空调系统的设计需要兼顾方方面面的事情。在满足工业生产的同时，还要避免交叉污染带来的危险等。其中最大的难点则是怎样才能最大限度的节能，获得更多经济效益。针对不同行业的洁净厂房，暖通节能设计有很大程度的不同。根据不同的产品特征，针对性的设计技能手段，才能获得更多的经济效益。