凈化車間是能量消耗大戶,這是因為要保持潔凈的生產(chǎn)環(huán)境所必需的空氣潔凈度等級、壓差、溫度、相對濕度要求;防止污染和交叉污染,凈化車間內(nèi)應根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的要求排除生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵、熱量、有機溶劑等所需的全室或局部排風裝置,與此同時需向凈化車間內(nèi)送入相應的或必需的室外新鮮空氣;根據(jù)不同的空氣潔凈度等級的要求需要有必須的換氣次數(shù)/送風量。
為進行正常的產(chǎn)品生產(chǎn),凈化車間內(nèi)的生產(chǎn)工藝設備需按產(chǎn)品的特點供應電力、純氣、純水、高純化學品等,這些也需消耗大量的能源,伴隨著電力等能量的消耗,在凈化車間內(nèi)產(chǎn)生的各種形式的發(fā)熱量還需進行冷卻,有時這種需進行冷卻的熱負荷量是不可忽視的。
凈化車間所需的凈化空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷與一般工業(yè)廠房或寫字樓的一般空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷相比,前者因空氣潔凈度等級和無塵室內(nèi)生產(chǎn)工藝要求的不同,冷負荷大約為2093-6280kj/(㎡.h),而寫字樓的一般空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷僅335-502kj/(㎡/h).半導體集成電路制造或生物醫(yī)藥產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工序都要求在無塵室內(nèi)進行,為了保持所必須的空氣潔凈度等級,需要將大量的空氣通過高效過濾后送入無塵室內(nèi),寫字樓的一般空調(diào)房間的換氣次數(shù)為10次.h-1以下,而大規(guī)模集成電路生產(chǎn)所需的5級(100級)、4級(10級)、3級(1級)無塵室的換氣次數(shù)可能達數(shù)百次,其送風量將會比前者大數(shù)十倍以至百倍上,因此無塵室的凈化空調(diào)系統(tǒng)及其制冷機的耗電量比其他類型建筑物的一般空調(diào)系統(tǒng)及其制冷機的耗電量大得多,據(jù)調(diào)查統(tǒng)計大規(guī)模集成電量約占工廠總耗電量的50%左右;制藥工廠潔凈廠房的凈化空調(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!
如果萬級無塵室節(jié)能不采取新的措施——革新設計方法、研制新式節(jié)能設備、提高運行管理水平,則將無法滿足消費者的要求,所以各公司對凈化車間的凈化,無不從設計、運行管理、研究開發(fā)方面考慮各種手段、措施來減少能耗。
一、萬級無塵室節(jié)能方面采取的措施
1.廠址選擇、建筑布局與工藝設置的合理性,可以從根本上降低初投資及運行費用。
2.減少凈化空間是大家共同關注的實現(xiàn)節(jié)能的快捷有效途徑的方向。凈化系統(tǒng)的風量取決于房間體積和換氣次數(shù),而換氣次數(shù)大多由潔凈級別所確定,因此要降低 潔凈系統(tǒng)的風量可以減小凈化空間入手。因為低風量化即合理地選定換氣次數(shù)可以減少送風動力消耗。同時在管路設計中盡可能減少系統(tǒng)的阻力,也可達到降低送風 動力消耗的效果。
3.正確確定生產(chǎn)設備的熱負荷對選定空調(diào)制冷設備有直接關系。
4.空調(diào)和凈化功能的分離有利于發(fā)揮各自的技術經(jīng)濟合理性。
5.工藝過程中和空調(diào)系統(tǒng)的熱回收是可以直接獲益的措施,因此應充分利用這部分熱量,使之達到物盡其用的目的。
6.設計方案應具有較好的適應性(靈活性),它是實驗性車間必須考慮的問題(如單向流/非單向流的轉換、分區(qū)轉換等)。
7.新風集中處理有利于應用地下水預冷、除塵和加濕。
8.室內(nèi)換氣次數(shù)和末級過濾器效率之間的組合(達到相同級別)需進行經(jīng)濟比較。
二、 萬級無塵室運行過程中的注意事項
1.生產(chǎn)工作停止時,排氣柜應減小排風量,新風量亦應隨之調(diào)小。
2.根據(jù)不同的工藝過程應能有效控制室內(nèi)換氣次數(shù)。
3.與一般空調(diào)系統(tǒng)相同,運行中在某些季節(jié)應盡可能利用自然的冷卻作用(室外空氣冷卻、冬季利用冷卻塔獲得冷水)。
4.過渡季是否增加新風比,以及值班運行方式是否提前開動運行均應通過經(jīng)濟比較確定。
5.提高空調(diào)凈化系統(tǒng)的自控水平,能夠實現(xiàn)既保證運行質量,又能達到節(jié)能的目的。