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摘要：本文結(jié)合潔凈空調(diào)實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中所遇到的情況，首先指出潔凈空調(diào)節(jié)能的兩個(gè)誤區(qū)，然后從日常雛護(hù)管理、二次回風(fēng)系統(tǒng)和自動(dòng)控制等幾個(gè)方面提出了在日常積累幾點(diǎn)節(jié)能建議。...

論潔凈空調(diào)節(jié)能

黃棟明   何國(guó)熙

(廣州星群藥業(yè)股份有限佘司510288廣州)

1.前言

    節(jié)能降耗是每個(gè)企業(yè)保持可持續(xù)發(fā)展的永恒話  題，在目前能源緊張的情況下，許多企業(yè)都采取相應(yīng)  的措施以降低成本。在制藥行業(yè)當(dāng)中，潔凈空調(diào)系統(tǒng)  的用電量約占整個(gè)企業(yè)的總用電量的六成左右。本  文是筆者根據(jù)實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中所遇到的情況，指出冷凍  水量調(diào)節(jié)與風(fēng)量調(diào)節(jié)在日常工作中容易碰到的節(jié)能  誤區(qū)，同時(shí)從日常維護(hù)、熱交換與回風(fēng)系統(tǒng)等幾個(gè)方  面提出了在日常積累的幾點(diǎn)節(jié)能建議，希望對(duì)廣大工  程技術(shù)人員的日常管理工作提供一點(diǎn)幫助。

2.潔凈空調(diào)節(jié)能的幾個(gè)誤區(qū)

    2.1減步冷凍水流量以控制送風(fēng)溫度

    對(duì)于一般的舒適性中央空調(diào)而言，通過(guò)減少冷凍水流量，提高送風(fēng)溫度，的確能夠達(dá)到節(jié)能的效果。但對(duì)于潔凈空調(diào)來(lái)說(shuō)，它不單對(duì)送風(fēng)溫度有要求，同樣對(duì)進(jìn)風(fēng)濕度有要求。就目前空調(diào)器的流程來(lái)說(shuō)，若要求送風(fēng)溫度是12，送風(fēng)濕度RH2，那么整個(gè)熱交換如下：(如圖l所示)進(jìn)風(fēng)空氣的溫度T、相對(duì)濕度RH，通過(guò)表冷器除濕后，絕對(duì)含濕量與溫度降下來(lái)了，但相對(duì)濕度卻升高為RHl，再通過(guò)加熱器進(jìn)行升溫，同時(shí)相對(duì)濕度也降低到RH2。由此可見(jiàn)，如果只是通過(guò)減少玲凍水的流量來(lái)調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度，就有可能出現(xiàn)因空氣的絕對(duì)含濕量未能降下去而導(dǎo)致送風(fēng)的濕度不合格。所以，單純靠減少冷凍水流量控制送風(fēng)溫度的做法并不可取。

    2.2全自動(dòng)變頻控制空調(diào)器送風(fēng)風(fēng)量

    在目前各種節(jié)能措施中，變頻控制可以說(shuō)是使用最廣泛的一種手段。從表面來(lái)看，一般空調(diào)器的生產(chǎn)廠家都會(huì)根據(jù)要求的送風(fēng)量加上一定的系數(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，由此通過(guò)變頻調(diào)速就有一定的節(jié)能空間。但從實(shí)際來(lái)看，空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)主要由兩個(gè)部分組成：一是新風(fēng)(即直接從系統(tǒng)外界吸人的風(fēng)量)，二是回風(fēng)(即參與系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)的風(fēng)量)。在宴際運(yùn)行中，新風(fēng)量基本恒定在一定的范圍內(nèi)，但回風(fēng)量則根據(jù)室內(nèi)的狀況隨時(shí)發(fā)生變化，若在自動(dòng)調(diào)頻的系統(tǒng)則導(dǎo)致電機(jī)頻率波動(dòng)很大，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生不良影響。同時(shí)，在送風(fēng)機(jī)功率一定的情況下，影響空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)量的主要參數(shù)是空調(diào)系統(tǒng)的阻力。

    其阻力主要由新風(fēng)濾網(wǎng)、初效過(guò)濾器、表冷器、加熱器、中效過(guò)濾器、高效過(guò)濾器、回風(fēng)濾網(wǎng)以及送、回風(fēng)管道阻力組成。其中表冷器、加熱器以及送、回風(fēng)管道的阻力是基本不變的，而新風(fēng)濾網(wǎng)、初效過(guò)濾器、中效過(guò)濾器、高教過(guò)濾器、回風(fēng)濾網(wǎng)這幾類過(guò)濾器則在空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中阻力不斷變化，影響著送風(fēng)量。若純粹采用全自動(dòng)變頻控制空調(diào)器送風(fēng)風(fēng)量，隨著過(guò)濾器的阻力不斷增大，風(fēng)機(jī)的負(fù)載就會(huì)越來(lái)越大，同時(shí)也容易損壞過(guò)濾器。綜合來(lái)看，變頻控制風(fēng)機(jī)送風(fēng)量有一定的節(jié)能空間，但若是采用全自動(dòng)控制方式，則容易造成設(shè)備損壞；建議在定期檢查、更換(或清洗)過(guò)濾器，使其阻力保持在合理范圍內(nèi)的情況下．對(duì)空調(diào)器的送風(fēng)進(jìn)行手動(dòng)變頻控制，使系統(tǒng)的送風(fēng)量維持在一定的范圍內(nèi)，在保證設(shè)備正常使用的情況下節(jié)能。

3.潔凈空調(diào)節(jié)能的建議

    3.1規(guī)范和有效的日常運(yùn)行、維護(hù)管理

    無(wú)論什么設(shè)備，都需要有一套合理的運(yùn)行管理模式，才能保證設(shè)備能正常、有效地運(yùn)轉(zhuǎn)。以下是我對(duì)潔凈空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理的幾點(diǎn)建議：

    3.2合理確定過(guò)濾器的更換周期

    在本文的前面曾經(jīng)提到．過(guò)濾器的阻力對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量有很大影響：那么定期對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行更換(或清洗)就成了空調(diào)系統(tǒng)日常運(yùn)行、維護(hù)中的一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。但如何合理地確定這個(gè)更換周期也有一定的技巧：若更換周期太長(zhǎng)則使風(fēng)機(jī)處于超負(fù)荷的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，容易造成能源損耗；若更換周期太短則成本提高。具體關(guān)系如下：

    N=QH

    其中，N是指風(fēng)機(jī)的有效功率．Q是指風(fēng)機(jī)輸送的空氣量(即風(fēng)量)，H是風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的風(fēng)壓。在考慮到風(fēng)機(jī)的風(fēng)量不變的前提下(若風(fēng)量減少就無(wú)法達(dá)到使用要求了）風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的風(fēng)壓就與風(fēng)機(jī)的功率成正比例關(guān)系，而風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓是為了克服系統(tǒng)阻力產(chǎn)生的壓力，系統(tǒng)阻力包括：空調(diào)器內(nèi)部阻力(表冷器、加熱器阻力)，風(fēng)管阻力(直管、彎管、變徑、閥門)，以及過(guò)濾器的阻力(包括初、中、高效過(guò)濾器0，其中空調(diào)器內(nèi)部阻力與風(fēng)管阻力是不會(huì)發(fā)生變化的。隨著風(fēng)壓不斷增大，風(fēng)機(jī)的功率也不斷提高。

    一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)過(guò)濾器的阻力達(dá)到初阻力的兩倍時(shí)就應(yīng)進(jìn)行更換，但由于我們的空調(diào)器的進(jìn)風(fēng)量會(huì)隨著過(guò)濾器的阻力增大而減少，導(dǎo)致過(guò)濾器阻力在壓差計(jì)上顯示數(shù)值反而降低，因此阻力只能作為更換過(guò)濾器的一個(gè)參考數(shù)值，同時(shí)還必須根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境以及空調(diào)器的送風(fēng)量來(lái)央定過(guò)濾器的更換周期。3．1．2合理設(shè)定冷凍水的水溫

    作為空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要的耗能部分是冷水機(jī)組及其附屬設(shè)備。那么，從冷凍水系統(tǒng)上動(dòng)腦筋的效果是最明顯的。首先，要合理設(shè)定冷凍水的水溫，一般來(lái)說(shuō)冷凍水的出、回水溫差在5—6℃合理(原因是：一般的冷水機(jī)組的出水溫度是7℃，而根據(jù)GMP要求，生產(chǎn)區(qū)的溫、濕度要求在溫度I8—26℃，濕度45％一65％，以22℃，60％計(jì)算，其空氣中的含水量約1llKJΚy就是說(shuō)表冷器必須達(dá)到的效果是將空氣降到l4—15qc，由于熱交換過(guò)程中的損失，冷凍水的回水溫度則應(yīng)該在12—13℃左右)，若溫差太小則造成冷凍水的冷量容易在管道中的損耗，若溫差太大了就說(shuō)明未能完全達(dá)到使用點(diǎn)的要求。其次，冷凍水的熱交換效果是否良好同樣也可能造成能源的損耗。

    其中，K。為熱交換系數(shù)，αwnα。為內(nèi)、外表面換熱系數(shù)，Φn為表面效率，＆為管壁厚度，λ為管壁導(dǎo)熱系數(shù)，T肋化系Υ數(shù)。當(dāng)中。除了awαn以外，其他系數(shù)都是交換器的固有特性，因此增大熱交換效果節(jié)省冷量的方式是提高內(nèi)、外表面的熱交換系數(shù)。一是內(nèi)部：就是指保證冷凍水的質(zhì)量，盡量避免在管道內(nèi)部產(chǎn)生水垢或細(xì)菌影響熱交換效果；二是外部：就是指定期做好空調(diào)表冷器的外部清潔工作，以免影響熱交換效果。

    3.3利用二次回風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能

    二次回風(fēng)系統(tǒng)是一個(gè)經(jīng)典的空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能方案，在有關(guān)課程中也有提及，但它只能運(yùn)用在散濕量不大的潔凈空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)，下面簡(jiǎn)單介紹一下其特點(diǎn)：

    正常的潔凈空調(diào)系統(tǒng)中，在主回風(fēng)管與空謂器的風(fēng)機(jī)段增加一風(fēng)管連通，這段增加的風(fēng)管就是二次回風(fēng)管。其作用是：部分從潔凈室回來(lái)的風(fēng)量不經(jīng)過(guò)表冷段與初效段面直接在風(fēng)機(jī)段與經(jīng)過(guò)表冷、初效段的新風(fēng)及其余回風(fēng)進(jìn)行混合。其優(yōu)點(diǎn)是：

    (1)二次回風(fēng)是從潔凈室回來(lái)的風(fēng)量，其溫度、濕度已經(jīng)相對(duì)接近潔凈要求，若這部分風(fēng)又重新經(jīng)過(guò)表冷器就會(huì)出現(xiàn)浪費(fèi)冷量的機(jī)會(huì)。

    (2)由于部分回風(fēng)通過(guò)二次回風(fēng)管參與循環(huán)，導(dǎo)致經(jīng)過(guò)表冷段的風(fēng)量有所減少，可以使風(fēng)速下降，有利于熱交換的進(jìn)行，可以更臺(tái)理的利甩玲水，減少浪費(fèi)。

    同時(shí)，在二次回風(fēng)管上增加風(fēng)閥，可根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)以及外界氣候條件的變化，及時(shí)調(diào)整二次回風(fēng)的風(fēng)量，使之達(dá)到合理的使用。但從二次回風(fēng)的流程也可看出，若是在產(chǎn)濕量較大的潔凈空調(diào)系統(tǒng)中，使用二次回風(fēng)則會(huì)出現(xiàn)由于除濕量不足有可能影響送風(fēng)濕度的問(wèn)題。

    3.4自動(dòng)控制對(duì)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

    近幾年，隨著技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)已逐漸開(kāi)始使用在潔凈空調(diào)系統(tǒng)上。當(dāng)然，利用自動(dòng)控制技術(shù)達(dá)到節(jié)能的效果這在許多系統(tǒng)中已經(jīng)得到證明。但如何找出合理的控制模式取得最佳效果，這還有待進(jìn)一步努力。就筆者在日常工作中所遇見(jiàn)的幾個(gè)白控潔凈空調(diào)系統(tǒng)中，就有以下的問(wèn)題：在通常的自控潔凈空調(diào)系統(tǒng)中，一般有三個(gè)控制點(diǎn)，分別是：風(fēng)量(風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速)、冷量(冷凍水閥門開(kāi)啟度)與熱量(蒸汽閩門開(kāi)啟度)。對(duì)于風(fēng)量的控制在前文巳經(jīng)有一段闡述．這里不再細(xì)說(shuō)。對(duì)于冷量與熱量，由于潔凈空調(diào)系統(tǒng)對(duì)溫度及濕度都有要求，無(wú)論是以溫度或濕度作為控制參數(shù)，都會(huì)出現(xiàn)因加大冷凍水進(jìn)行除濕而導(dǎo)致送風(fēng)溫度過(guò)低，然后利用蒸汽進(jìn)行升溫調(diào)節(jié)的現(xiàn)象，這樣同樣導(dǎo)致了自控不但沒(méi)有節(jié)能反而導(dǎo)致能源的浪費(fèi)。筆者的想法是：是否可把兩個(gè)控制參數(shù)轉(zhuǎn)化為—個(gè)，即根據(jù)空氣特性，每一個(gè)溫、濕度條件下都會(huì)有。一個(gè)對(duì)應(yīng)的焓值，以此焙值作為控制參數(shù)，可避免重復(fù)升、降溫而導(dǎo)致的能源損失。當(dāng)然，這在目前來(lái)說(shuō)只是一個(gè)設(shè)想，還盛須通過(guò)實(shí)踐的驗(yàn)證，才能使之不斷完善。

4.結(jié)語(yǔ)

    由于能源短缺的情況日趨嚴(yán)重，節(jié)能也成為了時(shí)下很時(shí)髦的詞匯。從表面來(lái)說(shuō)，通過(guò)利用新技術(shù)、新材料可達(dá)到很高的節(jié)能效率，包括筆者所遇到的很多節(jié)能技術(shù)單位，一下子就可提出節(jié)能20％一40％的方案。但最可靠的，還是需要廣大科技人員與現(xiàn)場(chǎng)操作、管理人員鼎力協(xié)作，共同努力去實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗這一目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李全川  《空調(diào)遣行管理手冊(cè)》[M]上海：上海交通太學(xué)出版社

[2]蔡杰《空氣過(guò)濾ABC)[M]北京：中國(guó)建筑工業(yè) 出版社

[3]國(guó)家藥品監(jiān)督管理局《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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