無塵車間節能措施

一、 低斷面風速設計 

斷面風速就是空氣處理(lǐ)部件中空氣經過過濾器或者加熱(rè)/冷(lěng)卻盤管的(de)速度。 

 

大(dà)部分(fēn)工程師根據“經驗”把空氣處理(lǐ)器設計成500英寸/分(fēn)鐘(zhōng)。這(zhè)樣的(de)設計雖然節省時(shí)間，但是卻增加了(le)運作費用(yòng)。在低斷面風速設計中，使用(yòng)更大(dà)的(de)空氣處理(lǐ)器和(hé)更小的(de)風機，從而降低空氣的(de)流速，降低能耗和(hé)設壽命成本。 

 

壓降決定了(le)風機的(de)能量損耗。由“平方定則”可(kě)知壓降與速度下(xià)降的(de)平方成正比。如果斷面風速降低20%，那麽壓降将下(xià)降36%；如果斷面風速降低50%，壓降将下(xià)降四分(fēn)之三。根據“立方定則”，風機能耗的(de)變化(huà)與流量變化(huà)的(de)立方成正比。如果空氣流量降低50%，風機能耗将下(xià)降88%。 

 

因此，較大(dà)尺寸的(de)空氣處理(lǐ)器、較大(dà)的(de)過濾器和(hé)盤管面積消耗較少的(de)風機能量，可(kě)以使用(yòng)比較小的(de)風機和(hé)馬達。小風機給空氣添加的(de)熱(rè)量比較少，降低了(le)冷(lěng)卻的(de)難度。厚度小的(de)盤管更容易清洗、工作效率更高(gāo)，所以冷(lěng)凍水(shuǐ)的(de)溫度可(kě)以更高(gāo)。過濾器在低斷面風速情況下(xià)，工作效果更好、壽命更長(cháng)。 

 

設計減少了(le)空氣和(hé)水(shuǐ)的(de)壓降，減小了(le)冷(lěng)卻盤管的(de)帶水(shuǐ)量。流線型設計，幾乎沒有尖角，從而使壓降減少10%到15%。 

 

設計也(yě)可(kě)以把壓降降低四分(fēn)之一。目标是使能量損耗降低至少25%，減小變速風機的(de)大(dà)小。最優的(de)斷面風速範圍是250-450英尺/分(fēn)鐘(zhōng)，具體取決于使用(yòng)情況和(hé)能量消耗。 

 

二、換氣次數 

無塵車間維持一定的(de)空氣流量來(lái)保持清潔度和(hé)顆粒數。流量根據每小時(shí)的(de)換氣次數來(lái)确定，同時(shí)這(zhè)也(yě)決定了(le)風機尺寸、建築構型和(hé)能量消耗。在保持潔淨度的(de)前提條件下(xià)，空氣流速的(de)降低可(kě)以降低建造及能耗成本。換氣次數降低20%就可(kě)以使風機的(de)尺寸降低50%。空氣潔淨度比節約能耗更重要，但是最新的(de)研究成果已經有降低潔淨成本的(de)記載了(le)。 

 

關于最佳換氣次數還(hái)沒有達成共識。許多(duō)原則都已過時(shí)，是建立在老觀念上，采用(yòng)低效的(de)空氣過濾器。調查顯示，ISO第5級标準的(de)潔淨室推薦的(de)換氣次數變化(huà)範圍是從250到700以上。 

       

美(měi)國的(de)一所國家實驗室正在确定ISO第5級無塵車間的(de)标準。研究顯示，實際換氣次數範圍是90到250――比操作規程标準低很多(duō)，而且不會影(yǐng)響生産和(hé)潔淨度。因此建議(yì)ISO第5級潔淨室的(de)換氣次數大(dà)約是200，保守的(de)上限是300。 

 

三、馬達效率 

馬達消耗了(le)潔淨室的(de)大(dà)部分(fēn)電能。連續運轉的(de)馬達每月(yuè)消耗大(dà)量的(de)電力。 适當地提高(gāo)效率、适當地調節尺寸，在翻新後，經濟效果多(duō)半是不錯的(de)。效率增加幾個(gè)百分(fēn)點，利潤就可(kě)增加。 

       

使用(yòng)優質高(gāo)效的(de)馬達，不一定會花費太多(duō)。高(gāo)效率意味著(zhe)最小，在改變馬達的(de)尺寸之前先盡量減小負荷。在輸出量變化(huà)時(shí)，利用(yòng)變速驅動可(kě)以提高(gāo)操作效率。 

 

四、變速驅動的(de)冷(lěng)凍機 

變速驅動冷(lěng)凍機能節省大(dà)量的(de)能量和(hé)金錢。許多(duō)無塵車間的(de)設計人(rén)員(yuán)和(hé)操作人(rén)員(yuán)認爲，沒有必要使用(yòng)變速驅動冷(lěng)凍機，因爲負荷通(tōng)常是恒定的(de)，多(duō)級冷(lěng)凍機機組通(tōng)常控制爲高(gāo)負荷運轉。但是負荷恒定的(de)冷(lěng)凍機通(tōng)常工作在滿負荷以下(xià)。變速驅動冷(lěng)凍機通(tōng)常工作在全負荷的(de)90%-95%以節省能量。一台1000噸的(de)冷(lěng)凍機穩定工作在滿負荷的(de)70%，如果使用(yòng)了(le)變速驅動，每年就可(kě)節省兩萬到三萬美(měi)元。根據生産商的(de)數據，電能的(de)價格是0.05美(měi)元/千瓦時(shí)，這(zhè)樣大(dà)約一年就可(kě)以回收成本。 

       

多(duō)級冷(lěng)凍機冷(lěng)水(shuǐ)式機組很少高(gāo)負荷運轉。通(tōng)常情況下(xià)，現場(chǎng)負荷通(tōng)常不是正好匹配機組的(de)能級變化(huà)。許多(duō)操作人(rén)員(yuán)運行額外的(de)冷(lěng)凍機以求可(kě)靠，一旦某個(gè)冷(lěng)凍機發生故障，其它的(de)冷(lěng)凍機可(kě)以立刻補充，接替其全部負荷，因此冷(lěng)水(shuǐ)式機組經常是讓冷(lěng)凍機在制冷(lěng)能力的(de)60%到80%運轉。 

       

在購(gòu)買新冷(lěng)凍機的(de)時(shí)候，指定購(gòu)買變速驅動冷(lěng)凍機是劃算(suàn)的(de)。用(yòng)變速驅動冷(lěng)凍機可(kě)降低能耗，同時(shí)讓其他(tā)冷(lěng)凍機可(kě)靠性運行。有許多(duō)的(de)研究和(hé)實驗證明(míng)，變速驅動冷(lěng)凍機的(de)效果是很好的(de)。二十多(duō)年來(lái)，變速驅動冷(lěng)凍機制造廠商制造出更可(kě)靠性的(de)産品，用(yòng)在新建的(de)和(hé)升級的(de)潔淨工廠裏面。 

 

五、雙溫度冷(lěng)凍循環 

冷(lěng)凍系統通(tōng)常設計成可(kě)以承受最大(dà)負荷，不管最大(dà)負荷發生得(de)是否頻(pín)繁。流程中處于冷(lěng)凍循環的(de)冷(lěng)凍水(shuǐ)溫度，是由所有負荷中隻占一小部分(fēn)的(de)極端熱(rè)負荷來(lái)确定，這(zhè)隻是許多(duō)情況中的(de)一兩種。這(zhè)會造成冷(lěng)凍能力過剩，在負荷不足的(de)情況下(xià)效率低下(xià)。當供給的(de)冷(lěng)凍水(shuǐ)的(de)溫度較低時(shí)，冷(lěng)凍機的(de)工作效率也(yě)會很低。平均來(lái)說，冷(lěng)凍水(shuǐ)的(de)供給溫度每增加一華氏度，冷(lěng)凍器效率就提高(gāo)一個(gè)百分(fēn)點以上。如果劃分(fēn)負荷，提供兩個(gè)不同溫度的(de)冷(lěng)凍水(shuǐ)，那麽工作效率将會更高(gāo)。