1、GMP清潔廠房空調系統特點分析
高(gāo)耗原因
導緻清潔廠房空調系統高(gāo)能耗的(de)原因有(yǒu)三:第一(yī),對送風量的(de)要求較高(gāo),例如(rú)在相同面積的(de)清潔廠房及常規空間內(nèi),清潔廠房所需的(de)送風量一(yī)般在達到空間舒适度要求送風量的(de)1.5~55倍,風壓要求也更高(gāo),一(yī)般在3倍左右,進而導緻空調系統送風機(jī)産生大量能耗。第二,清潔廠房對新風的(de)需求量高(gāo),通常而言,新風量為(wèi)排風量及正壓漏風量的(de)加總,若廠房內(nèi)工藝流程排風量大,新風量也會随之提高(gāo),并産生較高(gāo)的(de)新風熱濕處理(lǐ)能耗。第三,清潔廠房內(nèi)既有(yǒu)設備、工藝流程在運行(xíng)過程中釋放大量熱能,為(wèi)保持空間環境條件,對空調系統的(de)依賴程度非常大。
2、GMP清潔廠房空調系統節能改造
2.1風系統節能
2.1.1改變送風方式
若GMP清潔廠房空調系統存在可(kě)利用的(de)低(dī)溫冷源,可(kě)通過提高(gāo)送風溫差、降低(dī)送風溫度的(de)方式進行(xíng)空調風系統節能。該節能方式的(de)優點在于可(kě)降低(dī)送風量及風機(jī)能耗,且對送風管直徑要求不高(gāo)。注意在确定最小送風量時,需根據GMP清潔廠房內(nèi)空間空氣質量的(de)要求,确保空氣混合均勻,避免出現局部溫度過高(gāo)或過低(dī)的(de)現象。但該方法主要應用于民營建築及對環境要求不高(gāo)的(de)工業建築內(nèi),GMP清潔廠房空調系統送風量大,因此若條件允許,可(kě)優先采用變量送風的(de)方式,即根據廠房內(nèi)溫度變化,調整送風量大小,以此來降低(dī)空調系統能耗。在使用變量送風方式時,同樣需注意氣流的(de)組織設計,避免內(nèi)部空間出現冷熱不均的(de)現象。目前已有(yǒu)新建的(de)GMP清潔廠房使用基于變量送風的(de)空調系統,設定生産與值班兩種工況模式,在确保室內(nèi)環境參數達标的(de)基礎上,調節送風量,一(yī)般将值班工況下的(de)送風量設定為(wèi)确保空間清潔等級的(de)風量。
2.1.2控制新風供應
空調系統需持續向GMP清潔廠房內(nèi)供應新鮮的(de)清潔空氣,并對空間內(nèi)洩漏風量進行(xíng)彌補。有(yǒu)統計顯示,單位面積的(de)清潔廠房每小時的(de)新風量需求在900m3,供應該風量等級需消耗電能1.1kW左右,即便将一(yī)次回風與二次回風相結合,因新風量供應産生的(de)能耗也非常大。控制新風供應進行(xíng)空調系統節能改造無法通過直接降低(dī)供應量來實現,而是對清潔廠房的(de)洩漏風量做(zuò)嚴格控制。例如(rú),提高(gāo)清潔廠房密閉程度,避免廠房運行(xíng)過程中産生過高(gāo)的(de)風量消耗。
2.1.3加強能量回收
若空調系統排風量較高(gāo)且新風與排風之間存在明顯溫差,可(kě)通過加強風系統能量回收的(de)方式進行(xíng)空調系統節能。在确定回收方式時,新風與排風的(de)溫度差應保持在合理(lǐ)範圍,一(yī)般不低(dī)于8℃,以此來達到最佳的(de)節能效果。此外,能量回收效果與環境溫度間關系密切,冬季氣溫較低(dī)時,能量回收效果更明顯。
2.2水系統節能
水系統能量回收依靠機(jī)組自(zì)帶熱回收裝置及外接熱回收裝置完成,目前冷水機(jī)組生産技術已相對成熟,水系統熱回收節能也得到越來越廣泛的(de)應用。機(jī)組自(zì)帶熱回收裝置一(yī)般為(wèi)雙冷凝器,外置則為(wèi)單冷凝器。其中,雙冷凝器包括标準冷凝器和(hé)熱回收冷凝器兩部分,由機(jī)組控制冷凝熱的(de)回收方式。清潔廠房空調系統中,可(kě)将回收的(de)熱能循環制送風系統。
2.3空調設備節能
GMP清潔廠房空調系統機(jī)組包括空調機(jī)組、循環機(jī)組和(hé)新風機(jī)組,其中新風機(jī)組為(wèi)變頻控制,其他機(jī)組根據廠房實際生産需求,經經濟技術對比後确定控制方式。新風系統過濾器阻力随系統運行(xíng)時間變化而變化,在設計階段,風機(jī)風壓多依照高(gāo)、中過濾器處阻力的(de)2倍确定終阻力。以上設計可(kě)使新風機(jī)組在長(cháng)時間連續運行(xíng)後,系統實際阻力遠小于配風機(jī)壓頭,此時若不存在變頻控制方式,需調節風管閥門開閉狀态調節送風量,随着過濾器阻力的(de)增加,送風量逐漸降低(dī)。因此想要确保送風量達到GMP清潔廠房環境質量要求,必須定期調大風管閥門,導緻空調系統能耗增加,并給廠房管理(lǐ)帶來一(yī)定困難。在空調系統節能改造中,将新風系統調節為(wèi)變頻控制,通過清潔廠房內(nèi)的(de)正壓值對風機(jī)轉速進行(xíng)調整。
3、清潔廠房空調系統節能改造案例
3.1案例背景簡介
某公司GMP清潔廠房空調系統使用先進的(de)耗能設備,在穩定工況下,空調系統月平均耗能在20萬度,成為(wèi)廠房主要耗能單元。空調系統采用螺杆制冷機(jī)組,為(wèi)三十萬級清潔區及普通生産區提供冷源。該空調系統內(nèi)安裝4台循環冷卻水泵,結合廠房生産負荷,常規啓用台數在2~3台;配備2台涼水塔風機(jī),為(wèi)常啓狀态,系統冷卻水進水及出水溫度分别為(wèi)28℃和(hé)31℃。另有(yǒu)循環水制冷機(jī)組2台、循環冷水泵2台、循環熱水泵2台。
3.2節能改造方案
循環冷卻水的(de)進水及出水溫差僅在3℃,冷卻水水量遠大于實際需求,且冷卻水泵與涼水塔風機(jī)非變頻控制,無法根據環境條件變化調整運行(xíng)參數。實際測量中發現,冷卻水系統的(de)供水及回水溫差一(yī)般在4℃,情況較差時溫差僅在2℃,導緻實際水流量達到設計值的(de)2倍左右,大大提高(gāo)了循環冷卻水系統運行(xíng)能耗。經綜合分析決定更換為(wèi)變頻控制方式,全面采集循環冷卻水系統運行(xíng)過程中的(de)水溫、壓力參數及外部環境參數,調整系統運行(xíng)方案将水溫差控制在5℃。
循環冷卻水泵的(de)常規運行(xíng)台數為(wèi)2~3台,結合經濟性考慮,決定将4台水泵中的(de)3台安裝通用變頻器,并在循環水路徑中安裝溫度傳感器及水壓傳感器,使水泵可(kě)通過實際溫及水壓情況判斷需啓用的(de)水泵台數,以将出水與進水溫差穩定在5℃,達到最佳的(de)節能效果。
除循環冷卻水系統,空調系統循環熱水系統、風機(jī)等位置也存在相似問題,因此采用同樣方式,在相應系統內(nèi)加裝變頻器及終端傳感裝置,使各系統能夠根據廠房運行(xíng)實際需求調整運行(xíng)狀态。完成改造後的(de)1月內(nèi),全面采集廠房空調系統運行(xíng)能耗數據,發現空調系統總耗能較之前的(de)月平均值降低(dī)24%,其中以循環冷卻水系統的(de)節能效果最佳,為(wèi)28%。