節(jié)能是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的重要能源政策。但是,長(zhǎng)期以來(lái),無(wú)塵車間設(shè)計(jì)中針對(duì)的主要矛盾是微粒,而節(jié)能問(wèn)題一直未引起高度重視,劇調(diào)查統(tǒng)計(jì),大規(guī)模集成電路制造工廠無(wú)塵車間的凈化空調(diào)系統(tǒng)及其制冷機(jī)的耗電量約占工廠總耗電量的50%左右,制藥工廠無(wú)塵廠房的凈化空調(diào)系統(tǒng)及其制冷機(jī)的耗電量約占工廠總耗電量的60%左右,從建筑布局、工藝條件上采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)和措施,可有效地降低能耗和藥品生產(chǎn)成本。有關(guān)調(diào)查分析表明,即使空氣潔凈度等級(jí)相同的無(wú)塵車間,由于設(shè)計(jì)和設(shè)置配置的不同,能耗量的相差最高可達(dá)50%以上。 一、低斷面風(fēng)速設(shè)計(jì) 斷面風(fēng)速就是空氣處理部件中空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器或者加熱/冷卻盤管的速度。大部分工程師根據(jù)“經(jīng)驗(yàn)”把空氣處理器設(shè)計(jì)成500英寸/分鐘。這樣的設(shè)計(jì)雖然節(jié)省時(shí)間,但是卻增加了運(yùn)作費(fèi)用。在低斷面風(fēng)速設(shè)計(jì)中,使用更大的空氣處理器和更小的風(fēng)機(jī),從而降低空氣的流速,降低能耗和設(shè)備壽命成本 壓降決定了風(fēng)機(jī)的能量損耗。由“平方定則”可知壓降與速度下降的平方成正比如果斷面風(fēng)速降低20%,那么壓降將下降36%;如果斷面風(fēng)速降低50%,壓降將下降四分之三。根據(jù)“立方定則”,風(fēng)機(jī)能耗的變化與流量變化的立方成正比。如果空氣流量降低50%,風(fēng)機(jī)能耗將下降88%。 因此,較大尺寸的空氣處理器、較大的過(guò)濾器和盤管面積,消耗較少的風(fēng)機(jī)能量,可以使用比較小的風(fēng)機(jī)和馬達(dá)。小風(fēng)機(jī)給空氣添加的熱量比較少,降低了冷卻的難度。厚度小的盤管更容易清洗、工作效率更高,所以冷凍水的溫度可以更高。過(guò)濾器在低斷面風(fēng)速情況下,工作效果更好、壽命更長(zhǎng) 設(shè)計(jì)減少了空氣和水的壓降,減小了冷卻盤管的帶水量。流線型設(shè)計(jì),幾乎沒(méi)有尖角,從而使壓降減少10%到15%。設(shè)計(jì)也可以把壓降降低四分之一。目標(biāo)是使能量損耗降低至少25%,減小變速風(fēng)機(jī)的大小。最優(yōu)的斷面風(fēng)速范圍是250-450英尺/分鐘,具體取決于使用情況和能量消耗。 二、通過(guò)降低換氣次數(shù)的方法無(wú)塵車間維持一定的空氣流量來(lái)保持清潔度和顆粒數(shù)。流量根據(jù)每小時(shí)的換氣次數(shù)來(lái)確定,同時(shí)這也決定了風(fēng)機(jī)尺寸、建筑構(gòu)型和能量消耗。在保持潔凈度的前提條件下,空氣流速的降低可降低建造及能耗成本。換氣次數(shù)降低20%就可以使風(fēng)機(jī)的尺寸降低50%。空氣潔凈度比節(jié)約能耗更重要,但是最新的研究成果已經(jīng)有降低潔凈成本的記載了。 關(guān)于最佳換氣次數(shù)還沒(méi)有達(dá)成共識(shí)。許多原則都已過(guò)時(shí),是建立在老觀念上,采用低效的空氣過(guò)濾器。調(diào)查顯示,ISO第5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的潔凈室推薦的換氣次數(shù)變化范圍是從250到700以上。 美國(guó)的一所國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正在確定ISO第5級(jí)無(wú)塵車間的標(biāo)準(zhǔn)。研究顯示,實(shí)際換氣次數(shù)范圍是90到250――比操作規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)低很多,而且不會(huì)影響生產(chǎn)和潔凈度。因此建議ISO第5級(jí)潔凈室的換氣次數(shù)大約是200,保守的上限是300。 三、選擇優(yōu)質(zhì)高效的馬達(dá)提高馬達(dá)效率 馬達(dá)消耗了潔凈室的大部分電能。連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的馬達(dá)每月消耗大量的電力。 適當(dāng)?shù)靥岣咝省⑦m當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)尺寸,在翻新后,經(jīng)濟(jì)效果多半是不錯(cuò)的。效率增加幾個(gè)百分點(diǎn),利潤(rùn)就可增加。 使用優(yōu)質(zhì)高效的馬達(dá),不一定會(huì)花費(fèi)太多。高效率意味著最小,在改變馬達(dá)的尺寸之前先盡量減小負(fù)荷。在輸出量變化時(shí),利用變速驅(qū)動(dòng)可以提高操作效率。
2021-03-25