摘要：分析了工業(yè)潔凈車間空調(diào)凈化系統(tǒng)的能耗特點(diǎn)。針對(duì)杭州某工業(yè)潔凈車間空調(diào)凈化運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出了空調(diào)凈化系統(tǒng)節(jié)能降耗的改造控制。對(duì)空調(diào)凈化系統(tǒng)進(jìn)行了集中控制和冷卻水熱回收兩方面的改造。通過(guò)節(jié)能改造后現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比計(jì)算，改造后取得了良好的節(jié)能效果與經(jīng)濟(jì)效益。

0?引言

空調(diào)凈化系統(tǒng)運(yùn)行控制對(duì)空調(diào)凈化能耗有重要影響，風(fēng)機(jī)水泵和制冷機(jī)組的能耗在空調(diào)凈化系統(tǒng)當(dāng)中所占比重較大?？照{(diào)凈化末端冷負(fù)荷的變化對(duì)冷凍機(jī)組的運(yùn)行效率有著重要影響，進(jìn)而影響整個(gè)空調(diào)凈化系統(tǒng)運(yùn)行的能耗。本文通過(guò)一個(gè)工程實(shí)例分析空調(diào)凈化系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)及其他因素對(duì)空調(diào)凈化系統(tǒng)能耗的影響，給出相應(yīng)的改造與改造方案，并總結(jié)改造后的控制效果和節(jié)能收益。

在公共建筑當(dāng)中，暖通空調(diào)凈化系統(tǒng)能耗通常占建筑能耗的60%以上[1]，而冷凍機(jī)房的能耗在暖通空調(diào)凈化能耗中占據(jù)重要部分[2]。筆者通過(guò)在實(shí)際工程當(dāng)中，工業(yè)潔凈車間在生產(chǎn)過(guò)程中影響生產(chǎn)成本的因素有很多，而設(shè)備能耗就是影響生產(chǎn)工藝的重要因素之一。探究冷凍機(jī)房節(jié)能以及空調(diào)凈化系統(tǒng)熱回收的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，因而空調(diào)凈化系統(tǒng)節(jié)能改造成為企業(yè)降低生產(chǎn)成本的重要途徑。

1?案例能耗分析

杭州市某工業(yè)潔凈車間是專注于半導(dǎo)體功率芯片的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)企業(yè)，該廠現(xiàn)有6?臺(tái)制冷壓縮機(jī)組（4?臺(tái)400 RT螺桿式制冷壓縮機(jī)、2臺(tái)550 RT?離心式制冷壓縮機(jī)），運(yùn)行使用情況統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1，2014?年該廠能耗情況統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

2?節(jié)能改造措施

近年來(lái)工廠在節(jié)能改造過(guò)程中總結(jié)出很多實(shí)用的節(jié)能改造措施，根據(jù)工廠產(chǎn)品工藝不同，其可行的節(jié)能改造措施存在較大差異，表3?是近年該工業(yè)潔凈車間在節(jié)能改造實(shí)踐中總結(jié)的半導(dǎo)體芯片工業(yè)潔凈車間的實(shí)用節(jié)能改造措施。

本文主要從機(jī)房節(jié)能、冷卻水熱回收兩個(gè)方面分析其節(jié)能效果。

2.1?冷凍機(jī)房節(jié)能改造

經(jīng)實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該廠現(xiàn)有6?臺(tái)制冷壓縮機(jī)（4?臺(tái)400 RT?螺桿式制冷壓縮機(jī)、2?臺(tái)550 RT?離心式制冷壓縮機(jī)）。循環(huán)水泵和冷卻塔均為定頻控制；冷凍水出水溫度在6~7?℃，回水溫度為9~10?℃；冷卻水溫度根據(jù)天氣和冷卻塔開(kāi)啟臺(tái)數(shù)變化，冷卻塔開(kāi)啟為人工根據(jù)經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)啟停。制冷壓縮機(jī)啟停和臺(tái)數(shù)控制，也是人工根據(jù)經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)完成。目前冷凍機(jī)房控制屬于傳統(tǒng)的一次泵定流量系統(tǒng)，有較大節(jié)能改造空間。此次空調(diào)凈化節(jié)能改造采用空調(diào)凈化機(jī)房節(jié)能改造控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)空調(diào)凈化機(jī)房進(jìn)行節(jié)能改造控制，包括如下內(nèi)容：

1）首先對(duì)冷凍水系統(tǒng)進(jìn)行水力平衡的測(cè)試；

2）在系統(tǒng)適當(dāng)位置增加必要的溫度、壓力和流量傳感裝置，以在線實(shí)時(shí)測(cè)量冷凍機(jī)房的各個(gè)物理指標(biāo)，隨時(shí)了解系統(tǒng)的冷/?熱量需求及室外焓值變化。跟蹤末端冷負(fù)荷變化情況，對(duì)冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔進(jìn)行變流量調(diào)控，冷凍水和冷卻水流量可根據(jù)需求自動(dòng)調(diào)節(jié)，減少輸配系統(tǒng)浪費(fèi)現(xiàn)象；

3）采用基于系統(tǒng)行為特性的全局改造軟件，在滿足系統(tǒng)冷熱負(fù)荷及供水溫度需求并確?？煽窟\(yùn)行的情況下，對(duì)冷凍水、冷卻水、熱水流量及溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)始終在最高效率下運(yùn)行；

4）為空調(diào)凈化機(jī)房能耗設(shè)備增加電力監(jiān)測(cè)儀表，配合分項(xiàng)計(jì)量及能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)，提供能效分析、運(yùn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄以及多種形式的能耗報(bào)表，以實(shí)現(xiàn)持續(xù)管理節(jié)能。

空調(diào)凈化節(jié)能測(cè)試中使用了溫度傳感器、超聲波流量計(jì)、網(wǎng)絡(luò)電力儀表等儀器儀表見(jiàn)圖2。測(cè)試方法為：約定空調(diào)凈化系統(tǒng)節(jié)能率為R，機(jī)房總用電量E，則節(jié)電量△E=E×R/(1-R)。約定空調(diào)凈化節(jié)能率每季度測(cè)試一次，每年測(cè)試四次。按照以上方法測(cè)算一個(gè)（m.gxshunjiang.com）周期的節(jié)能量公式為：本月節(jié)能效益=本月改造后能耗×R/(1-R)×平均電價(jià)。以此根據(jù)每月空調(diào)凈化機(jī)房改造后的實(shí)際能耗對(duì)比測(cè)試節(jié)能率R?計(jì)算節(jié)能量。節(jié)能量和技能率統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4～7?空調(diào)凈化機(jī)房節(jié)能量和節(jié)能率統(tǒng)計(jì)。

由以上數(shù)據(jù)可知，通過(guò)對(duì)暖通空調(diào)凈化系統(tǒng)中的冷凍機(jī)房進(jìn)行節(jié)能改造控制改造，節(jié)能效果較為明顯，全年的節(jié)能收益約為68.1萬(wàn)元。

2.2?冷卻水熱回收

冷卻水系統(tǒng)能耗是空調(diào)凈化系統(tǒng)能耗的重要組成部分，占15%～20%[6-7]，冷卻水節(jié)能對(duì)于空調(diào)凈化系統(tǒng)節(jié)能具有重要意義。文獻(xiàn)中提到空調(diào)凈化冷卻水系統(tǒng)節(jié)能的控制策略的關(guān)鍵在于如何獲得各個(gè)設(shè)備的數(shù)學(xué)模型，控制策略的實(shí)施并不復(fù)雜，重要的是要加強(qiáng)冷卻水系統(tǒng)的調(diào)試，通過(guò)調(diào)試確定控制參數(shù)，所以調(diào)試的工作量很大。

本文通過(guò)對(duì)該廠蒸汽用途分析，該廠生產(chǎn)車間蒸汽用途主要分為兩個(gè)部分，第一部分是純水加熱，第二部分是空調(diào)凈化用熱。純水加熱后用于職工及廠房生活用水，純水加熱部分的蒸汽熱量可以用冷卻水余熱回收代替。計(jì)算如表8。

如上，熱回收年節(jié)能收益49.9?萬(wàn)元，替代了7925 GJ?熱量。計(jì)算方法：熱回收管路增加流量計(jì)和溫度傳感器、水泵增加網(wǎng)絡(luò)電力儀表等；通過(guò)計(jì)量熱值折算成蒸汽量，乘以蒸汽單價(jià)，計(jì)算得到節(jié)省蒸汽費(fèi)用。節(jié)能費(fèi)用=?替代蒸汽費(fèi)用-?水泵費(fèi)用。

3?結(jié)論

在低碳節(jié)能環(huán)保的大背景下，建筑節(jié)能將是永恒的主題，而暖通空調(diào)凈化系統(tǒng)節(jié)能在建筑節(jié)能中占據(jù)重要地位。經(jīng)過(guò)以上的幾項(xiàng)節(jié)能改造措施，對(duì)該工業(yè)潔凈車間的能耗進(jìn)行重新統(tǒng)計(jì)，年節(jié)能收益約118?萬(wàn)元。由此可知，以下幾項(xiàng)節(jié)能措施在工業(yè)潔凈車間節(jié)能改造實(shí)踐中節(jié)能效果明顯：

1）冷凍機(jī)房采用節(jié)能改造控制系統(tǒng)。采用空調(diào)凈化機(jī)房節(jié)能改造控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能技術(shù)及產(chǎn)品的合理選用與系統(tǒng)整體改造，實(shí)現(xiàn)冷熱供需平衡，以此創(chuàng)造出更多使系統(tǒng)整體改造、低碳節(jié)能的空調(diào)凈化系統(tǒng)。

2）冷卻水熱回收代替部分蒸汽用熱。冷卻水系統(tǒng)能耗是空調(diào)凈化系統(tǒng)能耗的重要組成部分，冷卻水熱回收實(shí)現(xiàn)了廢熱再利用，在工程中替代了部分蒸汽用熱，創(chuàng)造了可觀的效益。當(dāng)前經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的同時(shí)，企業(yè)的經(jīng)營(yíng)成本也在不斷增加，對(duì)于降低工業(yè)潔凈車間經(jīng)營(yíng)成本的眾多技術(shù)當(dāng)中，節(jié)能改造不失為企業(yè)經(jīng)營(yíng)的良策之一。