論潔凈空調節能

黃棟明   何國熙

(廣州星群藥業股份有限佘司510288廣州)

1.前言

    節能降耗是每個企業保持可持續發展的永恒話  題，在目前能源緊張的情況下，許多企業都采取相應  的措施以降低成本。在制藥行業當中，潔凈空調系統  的用電量約占整個企業的總用電量的六成左右。本  文是筆者根據實際運行當中所遇到的情況，指出冷凍  水量調節與風量調節在日常工作中容易碰到的節能  誤區，同時從日常維護、熱交換與回風系統等幾個方  面提出了在日常積累的幾點節能建議，希望對廣大工  程技術人員的日常管理工作提供一點幫助。

2.潔凈空調節能的幾個誤區

    2.1減步冷凍水流量以控制送風溫度

    對于一般的舒適性中央空調而言，通過減少冷凍水流量，提高送風溫度，的確能夠達到節能的效果。但對于潔凈空調來說，它不單對送風溫度有要求，同樣對進風濕度有要求。就目前空調器的流程來說，若要求送風溫度是12，送風濕度RH2，那么整個熱交換如下：(如圖l所示)進風空氣的溫度T、相對濕度RH，通過表冷器除濕后，絕對含濕量與溫度降下來了，但相對濕度卻升高為RHl，再通過加熱器進行升溫，同時相對濕度也降低到RH2。由此可見，如果只是通過減少玲凍水的流量來調節送風溫度，就有可能出現因空氣的絕對含濕量未能降下去而導致送風的濕度不合格。所以，單純靠減少冷凍水流量控制送風溫度的做法并不可取。

    2.2全自動變頻控制空調器送風風量

    在目前各種節能措施中，變頻控制可以說是使用最廣泛的一種手段。從表面來看，一般空調器的生產廠家都會根據要求的送風量加上一定的系數進行生產，由此通過變頻調速就有一定的節能空間。但從實際來看，空調系統的送風主要由兩個部分組成：一是新風(即直接從系統外界吸人的風量)，二是回風(即參與系統內部循環的風量)。在宴際運行中，新風量基本恒定在一定的范圍內，但回風量則根據室內的狀況隨時發生變化，若在自動調頻的系統則導致電機頻率波動很大，對設備產生不良影響。同時，在送風機功率一定的情況下，影響空調系統進風量的主要參數是空調系統的阻力。

    其阻力主要由新風濾網、初效過濾器、表冷器、加熱器、中效過濾器、高效過濾器、回風濾網以及送、回風管道阻力組成。其中表冷器、加熱器以及送、回風管道的阻力是基本不變的，而新風濾網、初效過濾器、中效過濾器、高教過濾器、回風濾網這幾類過濾器則在空調系統的運行過程中阻力不斷變化，影響著送風量。若純粹采用全自動變頻控制空調器送風風量，隨著過濾器的阻力不斷增大，風機的負載就會越來越大，同時也容易損壞過濾器。綜合來看，變頻控制風機送風量有一定的節能空間，但若是采用全自動控制方式，則容易造成設備損壞；建議在定期檢查、更換(或清洗)過濾器，使其阻力保持在合理范圍內的情況下．對空調器的送風進行手動變頻控制，使系統的送風量維持在一定的范圍內，在保證設備正常使用的情況下節能。

3.潔凈空調節能的建議

    3.1規范和有效的日常運行、維護管理

    無論什么設備，都需要有一套合理的運行管理模式，才能保證設備能正常、有效地運轉。以下是我對潔凈空調系統運行管理的幾點建議：

    3.2合理確定過濾器的更換周期

    在本文的前面曾經提到．過濾器的阻力對空調系統的送風量有很大影響：那么定期對過濾器進行更換(或清洗)就成了空調系統日常運行、維護中的一個必不可少的環節。但如何合理地確定這個更換周期也有一定的技巧：若更換周期太長則使風機處于超負荷的狀態下運轉，容易造成能源損耗；若更換周期太短則成本提高。具體關系如下：

    N=QH

    其中，N是指風機的有效功率．Q是指風機輸送的空氣量(即風量)，H是風機所產生的風壓。在考慮到風機的風量不變的前提下(若風量減少就無法達到使用要求了）風機所產生的風壓就與風機的功率成正比例關系，而風機的風壓是為了克服系統阻力產生的壓力，系統阻力包括：空調器內部阻力(表冷器、加熱器阻力)，風管阻力(直管、彎管、變徑、閥門)，以及過濾器的阻力(包括初、中、高效過濾器0，其中空調器內部阻力與風管阻力是不會發生變化的。隨著風壓不斷增大，風機的功率也不斷提高。

    一般來說，當過濾器的阻力達到初阻力的兩倍時就應進行更換，但由于我們的空調器的進風量會隨著過濾器的阻力增大而減少，導致過濾器阻力在壓差計上顯示數值反而降低，因此阻力只能作為更換過濾器的一個參考數值，同時還必須根據空調系統現場的環境以及空調器的送風量來央定過濾器的更換周期。3．1．2合理設定冷凍水的水溫

    作為空調系統來說，主要的耗能部分是冷水機組及其附屬設備。那么，從冷凍水系統上動腦筋的效果是最明顯的。首先，要合理設定冷凍水的水溫，一般來說冷凍水的出、回水溫差在5—6℃合理(原因是：一般的冷水機組的出水溫度是7℃，而根據GMP要求，生產區的溫、濕度要求在溫度I8—26℃，濕度45％一65％，以22℃，60％計算，其空氣中的含水量約1llKJΚy就是說表冷器必須達到的效果是將空氣降到l4—15qc，由于熱交換過程中的損失，冷凍水的回水溫度則應該在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，若溫差太大了就說明未能完全達到使用點的要求。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，αwnα。為內、外表面換熱系數，Φn為表面效率，＆為管壁厚度，λ為管壁導熱系數，T肋化系Υ數。當中。除了awαn以外，其他系數都是交換器的固有特性，因此增大熱交換效果節省冷量的方式是提高內、外表面的熱交換系數。一是內部：就是指保證冷凍水的質量，盡量避免在管道內部產生水垢或細菌影響熱交換效果；二是外部：就是指定期做好空調表冷器的外部清潔工作，以免影響熱交換效果。

    3.3利用二次回風系統進行節能

    二次回風系統是一個經典的空調系統節能方案，在有關課程中也有提及，但它只能運用在散濕量不大的潔凈空調系統內，下面簡單介紹一下其特點：

    正常的潔凈空調系統中，在主回風管與空謂器的風機段增加一風管連通，這段增加的風管就是二次回風管。其作用是：部分從潔凈室回來的風量不經過表冷段與初效段面直接在風機段與經過表冷、初效段的新風及其余回風進行混合。其優點是：

    (1)二次回風是從潔凈室回來的風量，其溫度、濕度已經相對接近潔凈要求，若這部分風又重新經過表冷器就會出現浪費冷量的機會。

    (2)由于部分回風通過二次回風管參與循環，導致經過表冷段的風量有所減少，可以使風速下降，有利于熱交換的進行，可以更臺理的利甩玲水，減少浪費。

    同時，在二次回風管上增加風閥，可根據生產現場以及外界氣候條件的變化，及時調整二次回風的風量，使之達到合理的使用。但從二次回風的流程也可看出，若是在產濕量較大的潔凈空調系統中，使用二次回風則會出現由于除濕量不足有可能影響送風濕度的問題。

    3.4自動控制對空調系統節能

    近幾年，隨著技術的發展，自動控制技術已逐漸開始使用在潔凈空調系統上。當然，利用自動控制技術達到節能的效果這在許多系統中已經得到證明。但如何找出合理的控制模式取得最佳效果，這還有待進一步努力。就筆者在日常工作中所遇見的幾個白控潔凈空調系統中，就有以下的問題：在通常的自控潔凈空調系統中，一般有三個控制點，分別是：風量(風機轉速)、冷量(冷凍水閥門開啟度)與熱量(蒸汽閩門開啟度)。對于風量的控制在前文巳經有一段闡述．這里不再細說。對于冷量與熱量，由于潔凈空調系統對溫度及濕度都有要求，無論是以溫度或濕度作為控制參數，都會出現因加大冷凍水進行除濕而導致送風溫度過低，然后利用蒸汽進行升溫調節的現象，這樣同樣導致了自控不但沒有節能反而導致能源的浪費。筆者的想法是：是否可把兩個控制參數轉化為—個，即根據空氣特性，每一個溫、濕度條件下都會有。一個對應的焓值，以此焙值作為控制參數，可避免重復升、降溫而導致的能源損失。當然，這在目前來說只是一個設想，還盛須通過實踐的驗證，才能使之不斷完善。

4.結語

    由于能源短缺的情況日趨嚴重，節能也成為了時下很時髦的詞匯。從表面來說，通過利用新技術、新材料可達到很高的節能效率，包括筆者所遇到的很多節能技術單位，一下子就可提出節能20％一40％的方案。但最可靠的，還是需要廣大科技人員與現場操作、管理人員鼎力協作，共同努力去實現節能降耗這一目標。

參考文獻：

[1]李全川  《空調遣行管理手冊》[M]上海：上海交通太學出版社

[2]蔡杰《空氣過濾ABC)[M]北京：中國建筑工業 出版社

[3]國家藥品監督管理局《藥品生產質量管理規范》

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)