無菌室凈化空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施

一、無菌室凈化空調(diào)系統(tǒng)的特點：

1、凈化空調(diào)系統(tǒng)的特點是能量消耗巨大。為達到無菌室要求的空氣潔凈度等級，無菌室的送風量或循環(huán)空氣量大，一般空調(diào)房間每小時換氣次數(shù)僅數(shù)次，而無菌室是10~600次；有的無菌室為確保生產(chǎn)環(huán)境要求，尚需設(shè)有必要的局部排風甚至全室排風即直排系統(tǒng)，所以無菌室所需冷(熱)量、耗電量均很大，無菌室的能量消耗是一般寫字樓的10~30倍，冷量負荷是一般寫字樓的5~15倍，甚至更大。

2、凈化空調(diào)系統(tǒng)的標準較高。凈化空調(diào)系統(tǒng)要求控制室內(nèi)溫度、濕度、潔凈度、細菌總數(shù)、特殊氣體濃度以及氣流分布，保證室內(nèi)人員所需的新風量，其中重要的是控制室內(nèi)細菌總數(shù)。與一般建筑物的空調(diào)要求相比，凈化空調(diào)系統(tǒng)具有以下特點：

(1) 空氣的凈化和除菌。

(2)控制各區(qū)域的氣流和風速。

(3)保證不同區(qū)域之間合理的氣流流向和壓力分布。

(4)保證生產(chǎn)工藝上必要的溫度及濕度。

(5)排出廢氣和氣體，保證室內(nèi)空氣新鮮。

(6) 對排出的廢氣進行處理，防止污染室外環(huán)境。

二、凈化空調(diào)系統(tǒng)的主要能耗

凈化空調(diào)系統(tǒng)的能耗比普通建筑的能耗要高，主要原因是室內(nèi)各參數(shù)標準高、新風量大、空氣處理要求高，運行時間較長，各房間功能要求不同，管理復雜。

1、無菌室的溫濕度要求較高。

2、凈化空調(diào)系統(tǒng)要求較大的換氣次數(shù)，以滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求，這部分的能耗占有較大比重。

3、對細菌總數(shù)，潔凈度有一定的要求。在增大新風量的同時，須依據(jù)不同要求裝設(shè)高效、亞高效過濾器等設(shè)備，送風阻力增大，耗能也增加。

4、凈化空調(diào)系統(tǒng)越來越先進，設(shè)備和室內(nèi)條件越來越好，導致散熱設(shè)備越來越多，而這些設(shè)備在一定程度上缺乏良好的節(jié)能管理，造成室內(nèi)設(shè)備、照明等負荷增大。

5、由于凈化空調(diào)系統(tǒng)管理復雜，管理上容易出現(xiàn)漏洞，額外負荷也占有一定的比重，能源回收利用也做的不夠好，能耗浪費較嚴重。

三、凈化空調(diào)系統(tǒng)的主要節(jié)能措施

1、設(shè)計時要有節(jié)能理念

為降低無菌室的能量消耗，無菌室的規(guī)劃、設(shè)計是十分重要的環(huán)節(jié)。

(1)盡量選擇大氣污染小、產(chǎn)塵量少的場地建廠；廠內(nèi)布置時無菌室應(yīng)布置在污染少的場所，注意朝向的安排，加強綠化帶的設(shè)置等。

(2)無菌室的平面布置應(yīng)盡量減少無菌室的面積或減少潔凈度要求嚴格的無菌室面積；能不設(shè)置在無菌室內(nèi)的工序、設(shè)備應(yīng)設(shè)在非潔凈區(qū)；恰當?shù)拇_定各類房間的空氣潔凈度等級，不應(yīng)隨意提高潔凈度要求；組織好人流、物流和安排好輔助用房；與相關(guān)專業(yè)配合選擇好無菌室的形式、空間布置等。

(3) 合理確定墻體、頂棚構(gòu)造及選材，特別注意圍護結(jié)構(gòu)的確定及建材選擇，門窗的構(gòu)造及選材；在立面選型、門窗數(shù)量的確定注意無菌室的特點，避免大窗、多窗以降低冷量損失。

(4) 控制系統(tǒng)的新風量和排風量：凈化空調(diào)系統(tǒng)的運行中，新風量的多少在很大程度上決定系統(tǒng)的耗能大小，設(shè)計時一般多考慮人的舒適度因素，取參考值的上限，而往往在生產(chǎn)中操作者并不多，由此帶來的能耗也常被忽略。系統(tǒng)中所有的排風量一般都是靠新風來補充的，排風量應(yīng)根據(jù)室內(nèi)的工作狀況進行必要調(diào)節(jié)，可以將排風量控制在適當?shù)姆秶鷥?nèi)，既可滿足工藝條件對排風的要求，又可減少系統(tǒng)所消耗的新風量，減少凈化空調(diào)系統(tǒng)對新風處理所消耗的冷、熱量。新風盡量采用集中處理，這樣也利于應(yīng)用地下水預冷、除塵和加濕。

(5)管路設(shè)計中盡可以減少系統(tǒng)的阻力：管路設(shè)計中減少系統(tǒng)的阻力，也可達到降低送風動力水泵的效果，盡量避免長距離送風，縮短風管長度，減少彎頭、三通等產(chǎn)生阻力的風管構(gòu)件。在滿足風速要求的前提下，采用低風速送風，選擇合適的風速，能降低過濾器的阻力。中凈環(huán)球凈化可提供無菌室、潔凈廠房的咨詢、規(guī)劃、設(shè)計、施工、安裝改造等配套服務(wù)。

(6) 采用二次回風處理：為降低電能耗，在可避免交叉污染的情況下通過亞高效過濾，盡量使用回風。二次回風不但能滿足溫濕度及潔凈度要求，而且大大節(jié)省空調(diào)機組的能源消耗，空調(diào)機組運行費用可節(jié)省2/3左右。采用二次回風系統(tǒng)相對于一次回風系統(tǒng)，既可節(jié)省設(shè)備投資，又可降低運行成本。

(7)根據(jù)不同季節(jié)調(diào)控溫濕度：在滿足生產(chǎn)工藝的前提下，從節(jié)能的角度出發(fā)，需要確定合適的潔凈度等級、溫度、相對濕度等參數(shù)。

(8)減少無菌室換氣次數(shù)：在保證潔凈效果的前提下，減少換氣次數(shù)、送風量是節(jié)能的重要手段之一。換氣次數(shù)與生產(chǎn)工藝、設(shè)備先進程度及布置情況、無菌室大小及形狀，以及人員密度等密切相關(guān)。

(9)適當降低照明強度。無菌室照明應(yīng)以能滿足工人生理、心理上的要求為前提。對于高照度操作點可以采用局部照明，而不宜提高整個車間的低照度標準。

(10) 綜合利用潔凈氣流：將工藝過程和空調(diào)系統(tǒng)的熱回收，是可以直接獲益的節(jié)能措施。對于無塵粒影響的GMP無菌室，實行潔凈氣流串聯(lián)，將無菌室按潔凈度高低串聯(lián)起來，送風經(jīng)過高級別送至低級別的房間后再回到空調(diào)機組，可省去若干高效過濾器。對于以消除余熱為主、凈化要求不太高的房間，可交叉利用潔凈氣流，并采用下送上回流向，下送可減少送風速度，提高送風溫度，減少溫差，而上回則可提高回風溫度。

(11)考慮熱回收：設(shè)計時考慮選用熱回收裝置，對于排風量較大的系統(tǒng)，可通過轉(zhuǎn)輪式熱交換器或管式熱交換器，利用熱交換原理，把排風的能量回收到新風中，使新風得到預處理。據(jù)估算，這可節(jié)省運行費25%以上，具有可觀的經(jīng)濟意義。

(12)實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的自動控制和電機的變頻調(diào)節(jié)：無菌室凈化系統(tǒng)環(huán)境一般可分為2個時間段，即有人操作時間和維護潔凈時間。維護潔凈時間對凈化空調(diào)系統(tǒng)要求相對要簡單些，設(shè)計自動控制和風機變頻調(diào)節(jié)可以滿足這2個時間段的不同要求，雖在初期投資中增加一些投入，但在實際運行后，節(jié)省的運行費用使初始投資很快地得到回收，有著明顯的經(jīng)濟效益；但在施工和運行管理上有著相應(yīng)的嚴格要求。

2、設(shè)備選擇考慮節(jié)能途徑

無菌室工藝裝備的設(shè)計和選型，在滿足機械化、自動化、程控化和智能化的同時，須實現(xiàn)節(jié)能化。采用高效冷凍機、風機、水泵和換熱設(shè)備；采用高效電氣裝置(含照明)，合理配線；合理配置設(shè)備；采用回風冷(熱)量回收裝置、排氣冷(熱)量利用裝置；在合適的條件下采用冷凍機的冷凝熱利用裝置；生產(chǎn)設(shè)備的冷(熱)量回收；合理配置公用動力設(shè)備，如采用自由冷卻系統(tǒng)、冷熱電聯(lián)產(chǎn)等；選擇低阻高效的過濾設(shè)備，風機和水泵的壓頭選擇不宜過高；電動設(shè)備盡量采取變頻措施；空調(diào)末端設(shè)備的選擇須考慮能量效率、可控性、可靠性和成本與效果等因素。同時應(yīng)采取必要的技術(shù)措施減少生產(chǎn)設(shè)備的排熱量，降低排風量。如盡可能采用水冷式設(shè)備，并加強無菌室內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備和管道的隔熱保溫措施，減少排熱量，降低能耗。

3、施工時要灌輸節(jié)能思想

(1)在實際施工過程中，安裝人員往往更多考慮施工的易操作性，缺乏節(jié)能觀點。只有重視了施工質(zhì)量，才能保證設(shè)計時的節(jié)能降耗措施落到實處。

(2)加強系統(tǒng)的密閉性，減少系統(tǒng)的泄漏點。凈化空調(diào)系統(tǒng)的余壓大，從而就要求整個系統(tǒng)的高嚴密性，系統(tǒng)任何地方出現(xiàn)泄漏點都造成能量的喪失；控制風管系統(tǒng)漏風的重要環(huán)節(jié)是施工現(xiàn)場，應(yīng)從風管、構(gòu)件的制作，拼裝、安裝及檢驗上層層把關(guān)；同時加強維護結(jié)構(gòu)的氣密性處理，控制門、傳遞窗等的泄漏量。

(3)加強隔熱、保溫。無菌室墻體、吊頂(或屋面)、門窗的構(gòu)造和材質(zhì)的選擇以及風管、水管、設(shè)備等，均要對它們加強隔熱保溫，對局部有特殊溫度要求的房間地面也要保證地面材料的隔熱性；在隔熱保溫施工中，保溫材料要保質(zhì)保量，施工工藝和施工質(zhì)量須符合規(guī)范要求。

4、運行管理時要強調(diào)節(jié)能降耗

(1)提高運行管理人員的素質(zhì)。設(shè)計上的節(jié)能凈化空調(diào)系統(tǒng)能否真正節(jié)能，與運行管理的水平和規(guī)范化操作使用不無關(guān)系；應(yīng)加強對運行管理人員的專業(yè)培訓，提高他們的專業(yè)素質(zhì)，實行節(jié)能目標責任制。

(2) 系統(tǒng)維護工作要勤，解決問題要及時。通風系統(tǒng)中過濾器運行一段時間后兩側(cè)風壓就會增大，無疑會導致系統(tǒng)中阻力上升、能耗增加、設(shè)備損傷，故應(yīng)對系統(tǒng)中過濾器定期進行清洗或更換。管道保溫材料受濕、受損都會降低保溫性能，造成的能量損失也在所難免，須及時維護或更換；注意冷水機組與周圍環(huán)境熱交換是否暢通，保證換熱翅片表面的清潔和不受腐蝕；維護人員要及時做到換熱系統(tǒng)中水質(zhì)進行處理或?qū)ο到y(tǒng)進行清洗，防止熱交換系統(tǒng)設(shè)備的結(jié)垢而導致傳熱效果的下降。

(3) 嚴格按自控系統(tǒng)的要求操作。節(jié)能措施與可靠的自控系統(tǒng)是分不開的，而自控系統(tǒng)對運行管理者又提出了更高的要求；凈化系統(tǒng)的使用者和運行管理者，應(yīng)當制定一系列制度和措施來保證自控系統(tǒng)的有效運轉(zhuǎn)，把它作為凈化空調(diào)系統(tǒng)正確操作使用的重要內(nèi)容，這樣才能實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

5、凈化空調(diào)系統(tǒng)的其他節(jié)能措施

(1)非工作時間采用值班風機運行，關(guān)閉系統(tǒng)中的新風機、循環(huán)風機和排風機。

(2)過渡季節(jié)全空氣系統(tǒng)采用變新風比調(diào)節(jié)方式。

(3)盡量利用天然能源作空調(diào)系統(tǒng)的預冷和預熱，如：太陽能、地下水、土壤能等。

(4)利用蓄冰和蓄熱等優(yōu)惠政策等。

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