摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)濟的發(fā)展，潔凈技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。特別是現(xiàn)代大規(guī)模集成電路和醫(yī)藥工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對室內(nèi)生產(chǎn)環(huán)境的潔凈度提出更高的要求。

　　前言 

　　 據(jù)調(diào)查統(tǒng)計大規(guī)模集成電路制造工廠潔凈廠房的潔凈空調(diào)系統(tǒng)及其制冷機的耗電量約占工廠總耗電量的50%左右；制藥工廠潔凈廠房的潔凈空調(diào)系統(tǒng)及其制冷機的耗電量約占工廠總耗電量的60%左右。 
　　 如上所述，潔凈廠房的耗能量是很大的，若潔凈室設(shè)計時采取節(jié)能措施，合理規(guī)劃，節(jié)約能源、降低能量消耗也是可以的。當(dāng)今世界，節(jié)約能源、降低能量消耗，已不僅是減少工廠建設(shè)投資、運行費用和降低產(chǎn)品成本的問題，更被人們關(guān)注的是降低能量消耗就是改善和保護人類生存的環(huán)境，使人們生活的環(huán)境減輕污染，使生存環(huán)境逐漸變得山清水秀。 

　　1．優(yōu)化潔凈區(qū)建筑平面布局 
　　 空調(diào)房間應(yīng)盡量集中布置，室內(nèi)溫濕度基數(shù)和精度、使用時間等要求相近的空調(diào)房間宜相鄰布置。多房間空調(diào)時，宜將其集中在一起，形成一個區(qū)域，在其共用走廊的端頭設(shè)置門斗和保溫門，從而減少每個空調(diào)房間的內(nèi)門斗和保溫門。 
　　 潔凈室的高度，在滿足生產(chǎn)、建筑、氣流組織、管道布置和人體舒適等要求的條件下，盡可能降低。 
　　 不同的生產(chǎn)工藝、不同的生產(chǎn)工序?qū)ιa(chǎn)環(huán)境的要求也是不相同的，因此，確定潔凈室的空氣潔凈度等級時應(yīng)根據(jù)不同工藝、不同工藝對環(huán)境的潔凈度要求而定。 
　　 根據(jù)不同生產(chǎn)工藝、不同生產(chǎn)工序?qū)Νh(huán)境潔凈度的不同要求，該高則高，該低則低，盡量縮小高潔凈度等級部分的面積，以局部高等級凈化和全室較低等級凈化的潔凈室系統(tǒng)代替全室高等級凈化的潔凈室系統(tǒng)。既能確保不同生產(chǎn)工藝對生產(chǎn)環(huán)境的要求，又能大幅度地降低初設(shè)資和運行費用。 
　　2．冷熱負(fù)荷計算 
　　 《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50019-2003第6.2.1“除方案設(shè)計或初步設(shè)計階段可使用冷負(fù)荷指標(biāo)進(jìn)行必要的估算之外，應(yīng)對空氣調(diào)節(jié)區(qū)進(jìn)行逐項逐時的冷負(fù)荷計算。”這是新增的強制性條文。規(guī)范指出在工程設(shè)計過程中濫用單位冷負(fù)荷指標(biāo)，往往造成“一大三大”的后果，即總負(fù)荷偏大，從面導(dǎo)致主機偏大、管道輸送系統(tǒng)偏大、末端設(shè)備偏大。在實際運行時，空調(diào)機組達(dá)不到滿負(fù)荷運行，甚至處于半負(fù)荷狀態(tài)，造成資源和能源的浪費。 
　　 因此，在中央空調(diào)系統(tǒng)施工圖設(shè)計階段，必須進(jìn)行熱負(fù)荷和逐項逐時的冷負(fù)荷計算。 
　　3．合理確定室內(nèi)設(shè)計參數(shù) 
　　 《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》GB50457?2008( 以下簡稱《規(guī)范》)第3.2.3 條“醫(yī)藥潔凈室（區(qū)）的溫度和濕度，應(yīng)符合下列規(guī)定：生產(chǎn)工藝對溫度和濕度無特殊要求時,空氣潔凈度100、10000級的醫(yī)藥潔凈室（區(qū)）溫度應(yīng)為20～24℃，相對濕度應(yīng)為45%～60%；空氣潔凈度100000級、300000級的醫(yī)藥潔凈室（區(qū)）溫度應(yīng)為18～26℃，相對濕度應(yīng)為45％～65％。生產(chǎn)工藝對溫度和濕度有特殊要求時，應(yīng)根據(jù)工藝要求確定。人員凈化及生活用室的溫度，冬季應(yīng)為16～20℃，夏季應(yīng)為26～30℃。”可見，潔凈生產(chǎn)車間對潔凈空調(diào)系統(tǒng)溫濕度及精度要求并不高。合適的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)，決定了潔凈空調(diào)的節(jié)能與否，也是衡量設(shè)計人員是否具有節(jié)能意識的標(biāo)志。 
　　 例如：廣西梧州一個10萬級的綜合固體制劑廠房，室內(nèi)冷負(fù)荷35kW，濕負(fù)荷2.85kg/h，風(fēng)量24000m3/h，新風(fēng)比26%，根據(jù)《規(guī)范》十萬級的醫(yī)藥潔凈室（區(qū)）溫度應(yīng)為18～26℃，相對濕度應(yīng)為45％～65％。在焓濕圖上形成一個大致的平行四邊形（圖1陰影部分），為室內(nèi)參數(shù)允許的波動范圍。 
　　 
　　 
　　 廣西梧州夏季空調(diào)室外計算參數(shù)：干球溫度34.8℃,濕球溫度27.9℃。假如設(shè)計時，夏季室內(nèi)設(shè)計參數(shù)采用溫度24℃，濕度55%，管道溫升1℃，采用一次回風(fēng)空氣處理過程。計算結(jié)果：送風(fēng)點溫度19.2℃，系統(tǒng)所需冷量為125kW，二次加熱量15.9kW。系統(tǒng)二次加熱量占總冷量的12.7%，如果去掉這個二次加熱量，或者減少二次加熱量，那么空調(diào)系統(tǒng)就節(jié)能約10%，這個數(shù)量不能被忽視了。如果才能在滿足規(guī)范和生產(chǎn)需求的前提下，又能減少二次加熱量呢？稍微改動一下室內(nèi)設(shè)計參數(shù)，這樣就可以做到節(jié)能約10%了。這時，夏季室內(nèi)設(shè)計參數(shù)采用溫度24℃，濕度60%，其他條件不變的情況下，計算結(jié)果：送風(fēng)點溫度19.2℃，系統(tǒng)所需冷量為110.9kW，二次加熱量6.45kW。這樣設(shè)計的系統(tǒng)，既能滿足要求，又能節(jié)能。 
　　 
　　 
　　4．合理選定換氣次數(shù) 
　　 設(shè)計中應(yīng)合理地選定換氣次數(shù)。例如對1萬級潔凈空調(diào)系統(tǒng)《規(guī)范》建議換氣次數(shù)是n=15～25次/h ，設(shè)計中不可隨意取到30次/h。因為總風(fēng)量偏大后, 系統(tǒng)所需冷量就增大了，二次加熱量也增加，也會導(dǎo)致送風(fēng)動力負(fù)荷的增加。筆者認(rèn)為應(yīng)緊密結(jié)合當(dāng)?shù)氐拇髿夂瑝m情況以及工程的裝修效果，合理確定換氣次數(shù)。在南方等城市，室外大氣含塵濃度低或者工程項目的裝修標(biāo)準(zhǔn)較高。室內(nèi)塵粒少、工藝本身又較先進(jìn)，這類項目的潔凈空調(diào)可以適當(dāng)降低換氣次數(shù)。 
　　5．新風(fēng)量的確定 
　　 在潔凈空調(diào)中，處理新風(fēng)的耗能占了系統(tǒng)耗能的很大一部分。因此，在滿足工藝生產(chǎn)和操作人員需要的情況下，在《規(guī)范》允許的范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能采用低的新風(fēng)比；潔凈區(qū)內(nèi)的回風(fēng)溫、濕度接近送風(fēng)溫、濕度要求，而且較新風(fēng)要潔凈，能回風(fēng)的凈化系統(tǒng)，盡可能多地采用回風(fēng)，提高系統(tǒng)的回風(fēng)利用量，不能回風(fēng)或采用少量回風(fēng)的系統(tǒng)，要進(jìn)行能量回收。 
　　 新風(fēng)量的確定，可按《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》GB50073-2001 或《規(guī)范》第9.1.3 條之規(guī)定：“醫(yī)藥潔凈室(區(qū))內(nèi)的新鮮空氣量，應(yīng)取下列最大值：1補償室內(nèi)排風(fēng)量和保持室內(nèi)正壓所需新鮮空氣量；2室內(nèi)每人新鮮空氣量不小于40m3/h。”對于密閉程度高的潔凈廠房，新風(fēng)量不能過低，否則，室內(nèi)工作人員易產(chǎn)生“悶”的感覺。 
　　 
　　6．盡量利用回風(fēng) 
　　 在工藝生產(chǎn)過程不產(chǎn)生有害物時，凈化空調(diào)系統(tǒng)在保證新鮮空氣量和保持潔凈室壓差的條件下，為了節(jié)約能源，應(yīng)盡量利用回風(fēng)。 
　　 在醫(yī)藥工業(yè)潔凈空調(diào)設(shè)計當(dāng)中，經(jīng)常會碰到甲、乙類生產(chǎn)廠房，這些廠房又要做潔凈空調(diào)，這樣怎么處理呢？按《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50019-2003的強制條文第5.3.6條“凡屬下列情況之一時，不應(yīng)采用循環(huán)空氣：1甲、乙類生產(chǎn)廠房，以及含有甲、乙類物質(zhì)的其他廠房；2丙類生產(chǎn)廠房，如空氣中含有燃燒或爆炸危險的粉塵、纖維，含塵濃度大于或等于其爆炸下限的25%時；3含有難聞氣味以及含有危險濃度的致病細(xì)菌或病毒的房間；4對排除含塵空氣的局部排風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)排風(fēng)經(jīng)凈化后，其含塵濃度仍大于或等于工作區(qū)容許濃度的30%時。”可見，在甲、乙類生產(chǎn)廠房的潔凈空調(diào)一般是直流式空調(diào)系統(tǒng)，新風(fēng)經(jīng)過初效過濾，表冷除濕段，風(fēng)機段 
　　 當(dāng)生產(chǎn)工藝過程產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，局部排風(fēng)又不能滿足衛(wèi)生要求，并對其它工序有影響時，才能采用直流式凈化空調(diào)系統(tǒng)。因為當(dāng)車間內(nèi)的有害物質(zhì)不能全部排除時，如再使其循環(huán)使用，則會造成車間內(nèi)的有害物濃度越來越大，對人員健康及生產(chǎn)有影響，故應(yīng)采用直流式凈化空調(diào)系統(tǒng)。 
　　 對采用直排式空調(diào)系統(tǒng)(即全部不回風(fēng)) 或排風(fēng)量較大的潔凈空調(diào),在空調(diào)機組內(nèi)設(shè)置能量回收段是一種較好的、切實可行的節(jié)能措施。能量回收段的實質(zhì),就是一個熱交換器,即在排風(fēng)的同時,利用熱交換的原理,把排氣的能量回收,進(jìn)入到新風(fēng)中,相當(dāng)于使新風(fēng)得到了預(yù)處理。 
　　7. 選擇合適的配置 
　　 空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備配置和選型對系統(tǒng)的能源利用也十分重要，如在一設(shè)計方案中，空調(diào)系統(tǒng)增加了一套熱濕交換裝置，通過排風(fēng)與新風(fēng)進(jìn)行熱（冷）濕交換，達(dá)到節(jié)能目的。節(jié)能本身是件好事，但這個方案存在嚴(yán)重缺陷：首先是熱濕交換裝置會增加系統(tǒng)的阻力，克服阻力所使用的風(fēng)機電機消耗電能超過了熱濕交換裝置本身所節(jié)省的能源；其次是該設(shè)備的內(nèi)芯是一種進(jìn)口的紙質(zhì)熱（冷）濕交換器，價格不菲且需要每年更換，每次更換相當(dāng)于設(shè)備的一半價格，等于二年買了一臺新設(shè)備。不但達(dá)不到節(jié)能的目的，還白白浪費了設(shè)備投資和日常零部件更換的費用，最后對方案進(jìn)行了調(diào)整，取消了該裝置。 
　　8 結(jié)束語 
　　 在工程項目設(shè)計階段,從新風(fēng)比、換氣次數(shù)、溫濕度等設(shè)計參數(shù)的確定上，設(shè)計人員就應(yīng)該樹立節(jié)能意識，并積極選用能量回收段等節(jié)能設(shè)備，積極應(yīng)用變頻調(diào)速等節(jié)能技術(shù)，努力提高潔凈空調(diào)的自動化控制水平。 
　　 上述適用于凈化空調(diào)系統(tǒng)的各種節(jié)能措施及方案,是從強調(diào)設(shè)計工作中應(yīng)注重節(jié)能因素而提出的。在實際中推廣這些設(shè)計節(jié)能措施和方案時,還會受到建設(shè)方的投資能力及其對先進(jìn)節(jié)能設(shè)備的管理水平等多種因素的影響。故在應(yīng)用時應(yīng)因地制宜,作出全面的技術(shù)經(jīng)濟分析之后,再加以落實、實施。