凈化空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施

潔凈室的能量消耗分布在冷熱源、空氣處理、空氣輸送等各個(gè)環(huán)節(jié)中，節(jié)能也應(yīng)針對(duì)不同的環(huán)節(jié)采取措施。
1、冷熱源環(huán)節(jié)節(jié)能措施
常規(guī)凈化空調(diào)冷熱源采用制冷機(jī)組加鍋爐配置。熱天潔凈室內(nèi)轉(zhuǎn)移的熱量通過(guò)冷卻塔向大氣排放，受天氣影響大，能效在2.8～3.5；冷天靠鍋爐燃煤、油或耗電提供所需熱量，能效在0.3～0.9。
節(jié)能型冷熱源采用地源熱泵加輔助設(shè)施配置，一般不受天氣影響，夏天能效比在4以上，冬天能效比在2.5以上。需要注意的是地埋管的間距不宜過(guò)小，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)赝寥纻鳠崮芰?，合理確定小間距。因?yàn)橥寥赖膫鳠嶂饕繉?dǎo)熱，間距過(guò)小會(huì)造成土壤冷熱量擴(kuò)散不足，設(shè)計(jì)容量無(wú)法達(dá)到，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成機(jī)組停機(jī)。
2、空氣處理環(huán)節(jié)節(jié)能措施
空氣處理分為新風(fēng)處理和循環(huán)風(fēng)處理。對(duì)于高濕高熱的工藝過(guò)程或?qū)穸染纫蟾叩那闆r，需要在冷凝去濕后加熱，造成冷熱相沖，能量損耗。解決的辦法一般是采用二次回風(fēng)空氣處理。下圖是手術(shù)室二次回風(fēng)凈化空調(diào)系統(tǒng)：

夏季新風(fēng)處理中為了保證濕度需要大量去濕，以往做法是先在表冷器將空氣過(guò)冷，讓空氣中水分凝出，再用電或蒸汽加熱，以保證送風(fēng)溫度。這樣做必然帶來(lái)冷熱相沖的能量損失。下圖是國(guó)內(nèi)某凈化設(shè)備企業(yè)開(kāi)發(fā)的新型新風(fēng)處理機(jī)，集制冷機(jī)和空氣處理機(jī)于一體，利用壓縮機(jī)出來(lái)的高溫制冷劑對(duì)蒸發(fā)冷凝后的新風(fēng)進(jìn)行再熱，既避免了冷熱相沖，又減少了冷凝器對(duì)大氣的熱量排放。其所需的PLC控制器，根據(jù)熱濕負(fù)荷調(diào)控高溫制冷劑在冷凝器和再熱冷凝器之間的分配，保證機(jī)組的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

3、空氣輸送環(huán)節(jié)節(jié)能措施
處理后的空氣通過(guò)風(fēng)管送往凈化空間，現(xiàn)在已大量采用變頻風(fēng)機(jī)，根據(jù)潔凈度和正壓變化，與排風(fēng)閥聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量。合理的風(fēng)管系統(tǒng)和分區(qū)布置潔凈室可以大大減少空氣輸送的能量損失。
4、減少凈化空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量和降低系統(tǒng)阻力的節(jié)能措施
1）按生產(chǎn)工藝要求的不同，空氣潔凈度等級(jí)和不同的工作時(shí)間、班次合理劃分凈化空調(diào)系統(tǒng)。對(duì)于不連續(xù)使用或科研用潔凈室，由于工作時(shí)間不同劃分為不同的凈化空調(diào)系統(tǒng)，既方便使用又能減少能耗；對(duì)于不同空氣潔凈度等級(jí)的各個(gè)潔凈房間可以視潔凈室的布置情況和生產(chǎn)工藝要求，由一個(gè)或多個(gè)凈化空調(diào)系統(tǒng)供給凈化空氣。但在制訂方案時(shí)應(yīng)認(rèn)真考慮減少管線長(zhǎng)度，降低風(fēng)管阻力所需采取的技術(shù)措施，做到既降低用電量又不增加較多的建造費(fèi)用。
2）采取必要技術(shù)措施，減少生產(chǎn)設(shè)備的排熱量，降低排風(fēng)量。如將可能采用水冷方式的生產(chǎn)設(shè)備盡可能的選用水冷設(shè)備；加強(qiáng)生產(chǎn)設(shè)備的隔熱、保溫措施等。
3）與產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)提供者密切配合，盡可能減少潔凈室排入大氣的排風(fēng)量。這類技術(shù)措施有：
①改進(jìn)設(shè)備構(gòu)造及性能或選用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，少排或不排入大氣。
②合理組織排風(fēng)系統(tǒng)，盡量將同類、相同使用時(shí)間的排風(fēng)裝置劃分為一個(gè)排風(fēng)系統(tǒng)，避免因各排風(fēng)裝置無(wú)須使用時(shí)仍與排風(fēng)系統(tǒng)接通，增加了排風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)量。
③設(shè)置排風(fēng)量的控制方式，若可能時(shí)將排風(fēng)量的控制裝置與相應(yīng)的凈化空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)裝置聯(lián)動(dòng)控制，可以較好的根據(jù)排風(fēng)量大小控制送風(fēng)量等。
4）合理組織凈化空調(diào)系統(tǒng)中各種空氣過(guò)濾器的設(shè)置，對(duì)較大型的潔凈廠房的凈化空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)集中進(jìn)行空氣凈化處理。
5）凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)合理利用回風(fēng)。在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中不產(chǎn)生有害物或不發(fā)生交叉污染時(shí)，凈化空調(diào)系統(tǒng)在保證新鮮空氣量和保持潔凈室規(guī)定的壓差值的條件下， 為了減少能耗應(yīng)盡量利用回風(fēng)。對(duì)于換氣次數(shù)大的單向流潔凈室，當(dāng)空調(diào)機(jī)房距單向流潔凈室較遠(yuǎn)時(shí)，可以采用一部分空氣不回機(jī)房而直接循環(huán)使用，可使能耗降低。部分空氣潔凈度要求嚴(yán)格的單向流潔凈室已采用新風(fēng)集中處理后與回風(fēng)混合進(jìn)入空氣循環(huán)系統(tǒng)。這種空氣循環(huán)系統(tǒng)有軸流風(fēng)機(jī)豎井式、風(fēng)機(jī)過(guò)濾單元等。風(fēng)機(jī)過(guò)濾單元送風(fēng)方式的凈化空調(diào)系統(tǒng)由多臺(tái)風(fēng)機(jī)過(guò)濾單元設(shè)備組成，實(shí)現(xiàn)潔凈室回風(fēng)的直接循環(huán)。根據(jù)有關(guān)工程項(xiàng)目的實(shí)踐，這類空氣循環(huán)系統(tǒng)在某些條件下比常規(guī)集中凈化空調(diào)系統(tǒng)節(jié)約能量。
當(dāng)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，局部排風(fēng)又不能滿足衛(wèi)生要求，或?qū)ζ渌ば蛴杏绊懟蚪徊嫖廴緯r(shí)，才能采用直流式凈化空調(diào)系統(tǒng)。在生物制藥潔凈室設(shè)計(jì)中，按照GMP的規(guī)定，為避免各類產(chǎn)品的性能特點(diǎn)或各工序間的不同生產(chǎn)特點(diǎn)引發(fā)的交叉污染，常有一些潔凈房間采用直流式排風(fēng)裝置。為防止一些有害物對(duì)周圍環(huán)境的影響，還應(yīng)在排風(fēng)系統(tǒng)通到大氣的出風(fēng)口裝設(shè)排風(fēng)過(guò)濾處理裝置。
6）合理進(jìn)行凈化空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)管設(shè)計(jì)。布置風(fēng)管時(shí)應(yīng)盡量縮短風(fēng)管長(zhǎng)度，減少不必要彎管、附件的設(shè)置，簡(jiǎn)化風(fēng)管形狀，努力降低風(fēng)管系統(tǒng)的阻力，以減少能耗。
7）采用變流量控制風(fēng)量、水量。根據(jù)潔凈室內(nèi)實(shí)際運(yùn)行情況的不斷變化，應(yīng)采用不同的送風(fēng)量和相應(yīng)的冷（熱）水流量。如前所述，潔凈室的送風(fēng)量是由所要求的空氣潔凈度等級(jí)所確定的，但在實(shí)際運(yùn)行中房間的潔凈度等級(jí)經(jīng)常受到發(fā)塵量、壓差等因素的影響，因此送風(fēng)量不可避免的可能發(fā)生變化。為了降低運(yùn)行費(fèi)用、減少能耗，在凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用技術(shù)措施，配置變風(fēng)量、變水量裝置，主要的技術(shù)措施如下：
①根據(jù)檢測(cè)得到的潔凈室內(nèi)的塵粒數(shù)量或房間壓力值控制調(diào)節(jié)送風(fēng)量。
②根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)，采取技術(shù)措施，減少或關(guān)閉不工作的生產(chǎn)工序或房間，從而減少整個(gè)系統(tǒng)的送風(fēng)量。選用檢測(cè)、控制房間或設(shè)備的排風(fēng)的裝置，按需要控制排風(fēng)量或開(kāi)停排風(fēng)機(jī)或排風(fēng)閥。避免房間或設(shè)備不生產(chǎn)時(shí)仍開(kāi)啟排風(fēng)機(jī)或排風(fēng)閥而消耗電能，增加不必要的送風(fēng)量。
③風(fēng)機(jī)、水泵合理的采用變頻機(jī)組，根據(jù)送風(fēng)量、供水量的多少，改變風(fēng)機(jī)、水泵的轉(zhuǎn)速，降低電能消耗。
④凈化空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)機(jī)組采用冷水量、熱水量或蒸汽量的變流量控制。
5、排風(fēng)能量的回收利用
潔凈室的排風(fēng)由于其熱濕狀態(tài)與室內(nèi)要求一致，相對(duì)于新風(fēng)狀態(tài)有可以利用的能量。利用排風(fēng)與新風(fēng)進(jìn)行熱濕交換的各種設(shè)備已大量使用，例如轉(zhuǎn)輪式全熱交換機(jī)、轉(zhuǎn)輪式顯熱交換機(jī)、全熱交換器、顯熱交換器等。
（1）轉(zhuǎn)輪式全熱交換機(jī)。轉(zhuǎn)輪式全熱交換機(jī)的核心部件是一個(gè)蜂窩式轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪由蜂窩狀金屬或陶瓷纖維載體、鋁箔和活性硅膠等吸濕涂層復(fù)合而成，轉(zhuǎn)輪兩側(cè)由特制的密封裝置分成兩個(gè)區(qū)域：新風(fēng)區(qū)域及排風(fēng)區(qū)域，分別接入新風(fēng)進(jìn)風(fēng)管路和排風(fēng)管路。轉(zhuǎn)輪作為蓄熱芯體，一半在新風(fēng)區(qū)，一半在排風(fēng)區(qū)。轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使其各個(gè)部分不斷通過(guò)新風(fēng)區(qū)和排風(fēng)區(qū)。
在夏季，蓄熱芯體轉(zhuǎn)到新風(fēng)側(cè)時(shí)吸收新風(fēng)中的熱（濕）量，當(dāng)轉(zhuǎn)到排風(fēng)側(cè)時(shí)，由于存在溫（濕）差的原因，蓄熱芯體就會(huì)釋放其中的熱（濕）量，當(dāng)再轉(zhuǎn)到新風(fēng)側(cè)時(shí)，又繼續(xù)吸收新風(fēng)中的熱（濕）量。
在冬季，蓄熱芯體轉(zhuǎn)到排風(fēng)側(cè)時(shí)吸收排風(fēng)中的熱（濕）量，當(dāng)轉(zhuǎn)到新風(fēng)側(cè)時(shí)，由于存在溫（濕）差的原因，蓄熱芯體就會(huì)釋放其中的熱（濕）量，當(dāng)再轉(zhuǎn)到排風(fēng)側(cè)時(shí)，又繼續(xù)吸收排風(fēng)中的熱（濕）量。
轉(zhuǎn)輪式全熱交換機(jī)如此旋轉(zhuǎn)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)能量的回收。轉(zhuǎn)輪式全熱交換機(jī)利用室內(nèi)排出空氣與室外引進(jìn)的新鮮空氣進(jìn)行顯熱與潛熱交換而回收能源，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約能源并保持通風(fēng)良好的目的。在夏季可以將新風(fēng)預(yù)冷除濕，在冬季可以將新風(fēng)預(yù)熱加濕，其回收效率可達(dá)75%以上，因此降低了凈化空調(diào)運(yùn)行中的冷熱負(fù)荷和耗電量。
（2）轉(zhuǎn)輪式顯熱交換機(jī)。轉(zhuǎn)輪式顯熱交換機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程與轉(zhuǎn)輪式全熱交換機(jī)相同，但是在蓄熱芯體表面不涂覆吸濕涂層，所以只能傳遞顯熱量。
（3）全熱交換器。全熱交換器的核心由纖維制成的全熱交換紙張與金屬箔構(gòu)成，這種材料透濕率高，氣密性好，抗斷裂，耐老化，適合于溫差小、濕差大的情況。通過(guò)折疊紙張，形成新風(fēng)和排風(fēng)管道。由于紙張透濕和傳熱，實(shí)現(xiàn)了新風(fēng)與排風(fēng)的熱濕交換，減少了空調(diào)機(jī)組的熱濕負(fù)荷。
（4）顯熱交換器。顯熱交換器的空氣通道用金屬板隔成，其它與全熱交換器差不多。新風(fēng)和排風(fēng)之間只能通過(guò)金屬板進(jìn)行熱交換，不能進(jìn)行濕交換，適合于對(duì)濕度要求不高或濕差較小的情況。
需要注意的是，凈化空調(diào)系統(tǒng)中的過(guò)濾器具有較大的阻力，所以，無(wú)論全熱交換器還是顯熱交換器，所配新風(fēng)側(cè)風(fēng)機(jī)的壓頭都在1000Pa以上。