1、GMP清潔廠(chǎng)房空調系統特點(diǎn)分析
高耗原因
導致清潔廠(chǎng)房空調系統高能耗的原因有三:第一,對送風(fēng)量的要求較高,例如在相同面積的清潔廠(chǎng)房及常規空間內,清潔廠(chǎng)房所需的送風(fēng)量一般在達到空間舒適度要求送風(fēng)量的1.5~55倍,風(fēng)壓要求也更高,一般在3倍左右,進(jìn)而導致空調系統送風(fēng)機產(chǎn)生大量能耗。第二,清潔廠(chǎng)房對新風(fēng)的需求量高,通常而言,新風(fēng)量為排風(fēng)量及正壓漏風(fēng)量的加總,若廠(chǎng)房?jì)裙に嚵鞒膛棚L(fēng)量大,新風(fēng)量也會(huì )隨之提高,并產(chǎn)生較高的新風(fēng)熱濕處理能耗。第三,清潔廠(chǎng)房?jì)燃扔性O備、工藝流程在運行過(guò)程中釋放大量熱能,為保持空間環(huán)境條件,對空調系統的依賴(lài)程度非常大。
2、GMP清潔廠(chǎng)房空調系統節能改造
2.1風(fēng)系統節能
2.1.1改變送風(fēng)方式
若GMP清潔廠(chǎng)房空調系統存在可利用的低溫冷源,可通過(guò)提高送風(fēng)溫差、降低送風(fēng)溫度的方式進(jìn)行空調風(fēng)系統節能。該節能方式的優(yōu)點(diǎn)在于可降低送風(fēng)量及風(fēng)機能耗,且對送風(fēng)管直徑要求不高。注意在確定最小送風(fēng)量時(shí),需根據GMP清潔廠(chǎng)房?jì)瓤臻g空氣質(zhì)量的要求,確?諝饣旌暇鶆,避免出現局部溫度過(guò)高或過(guò)低的現象。但該方法主要應用于民營(yíng)建筑及對環(huán)境要求不高的工業(yè)建筑內,GMP清潔廠(chǎng)房空調系統送風(fēng)量大,因此若條件允許,可優(yōu)先采用變量送風(fēng)的方式,即根據廠(chǎng)房?jì)葴囟茸兓,調整送風(fēng)量大小,以此來(lái)降低空調系統能耗。在使用變量送風(fēng)方式時(shí),同樣需注意氣流的組織設計,避免內部空間出現冷熱不均的現象。目前已有新建的GMP清潔廠(chǎng)房使用基于變量送風(fēng)的空調系統,設定生產(chǎn)與值班兩種工況模式,在確保室內環(huán)境參數達標的基礎上,調節送風(fēng)量,一般將值班工況下的送風(fēng)量設定為確?臻g清潔等級的風(fēng)量。
2.1.2控制新風(fēng)供應
空調系統需持續向GMP清潔廠(chǎng)房?jì)裙⿷迈r的清潔空氣,并對空間內泄漏風(fēng)量進(jìn)行彌補。有統計顯示,單位面積的清潔廠(chǎng)房每小時(shí)的新風(fēng)量需求在900m3,供應該風(fēng)量等級需消耗電能1.1kW左右,即便將一次回風(fēng)與二次回風(fēng)相結合,因新風(fēng)量供應產(chǎn)生的能耗也非常大?刂菩嘛L(fēng)供應進(jìn)行空調系統節能改造無(wú)法通過(guò)直接降低供應量來(lái)實(shí)現,而是對清潔廠(chǎng)房的泄漏風(fēng)量做嚴格控制。例如,提高清潔廠(chǎng)房密閉程度,避免廠(chǎng)房運行過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)高的風(fēng)量消耗。
2.1.3加強能量回收
若空調系統排風(fēng)量較高且新風(fēng)與排風(fēng)之間存在明顯溫差,可通過(guò)加強風(fēng)系統能量回收的方式進(jìn)行空調系統節能。在確定回收方式時(shí),新風(fēng)與排風(fēng)的溫度差應保持在合理范圍,一般不低于8℃,以此來(lái)達到最佳的節能效果。此外,能量回收效果與環(huán)境溫度間關(guān)系密切,冬季氣溫較低時(shí),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組自帶熱回收裝置及外接熱回收裝置完成,目前冷水機組生產(chǎn)技術(shù)已相對成熟,水系統熱回收節能也得到越來(lái)越廣泛的應用。機組自帶熱回收裝置一般為雙冷凝器,外置則為單冷凝器。其中,雙冷凝器包括標準冷凝器和熱回收冷凝器兩部分,由機組控制冷凝熱的回收方式。清潔廠(chǎng)房空調系統中,可將回收的熱能循環(huán)制送風(fēng)系統。
2.3空調設備節能
GMP清潔廠(chǎng)房空調系統機組包括空調機組、循環(huán)機組和新風(fēng)機組,其中新風(fēng)機組為變頻控制,其他機組根據廠(chǎng)房實(shí)際生產(chǎn)需求,經(jīng)經(jīng)濟技術(shù)對比后確定控制方式。新風(fēng)系統過(guò)濾器阻力隨系統運行時(shí)間變化而變化,在設計階段,風(fēng)機風(fēng)壓多依照高、中過(guò)濾器處阻力的2倍確定終阻力。以上設計可使新風(fēng)機組在長(cháng)時(shí)間連續運行后,系統實(shí)際阻力遠小于配風(fēng)機壓頭,此時(shí)若不存在變頻控制方式,需調節風(fēng)管閥門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)調節送風(fēng)量,隨著(zhù)過(guò)濾器阻力的增加,送風(fēng)量逐漸降低。因此想要確保送風(fēng)量達到GMP清潔廠(chǎng)房環(huán)境質(zhì)量要求,必須定期調大風(fēng)管閥門(mén),導致空調系統能耗增加,并給廠(chǎng)房管理帶來(lái)一定困難。在空調系統節能改造中,將新風(fēng)系統調節為變頻控制,通過(guò)清潔廠(chǎng)房?jì)鹊恼龎褐祵︼L(fēng)機轉速進(jìn)行調整。
3、清潔廠(chǎng)房空調系統節能改造案例
3.1案例背景簡(jiǎn)介
某公司GMP清潔廠(chǎng)房空調系統使用先進(jìn)的耗能設備,在穩定工況下,空調系統月平均耗能在20萬(wàn)度,成為廠(chǎng)房主要耗能單元?照{系統采用螺桿制冷機組,為三十萬(wàn)級清潔區及普通生產(chǎn)區提供冷源。該空調系統內安裝4臺循環(huán)冷卻水泵,結合廠(chǎng)房生產(chǎn)負荷,常規啟用臺數在2~3臺;配備2臺涼水塔風(fēng)機,為常啟狀態(tài),系統冷卻水進(jìn)水及出水溫度分別為28℃和31℃。另有循環(huán)水制冷機組2臺、循環(huán)冷水泵2臺、循環(huán)熱水泵2臺。
3.2節能改造方案
循環(huán)冷卻水的進(jìn)水及出水溫差僅在3℃,冷卻水水量遠大于實(shí)際需求,且冷卻水泵與涼水塔風(fēng)機非變頻控制,無(wú)法根據環(huán)境條件變化調整運行參數。實(shí)際測量中發(fā)現,冷卻水系統的供水及回水溫差一般在4℃,情況較差時(shí)溫差僅在2℃,導致實(shí)際水流量達到設計值的2倍左右,大大提高了循環(huán)冷卻水系統運行能耗。經(jīng)綜合分析決定更換為變頻控制方式,全面采集循環(huán)冷卻水系統運行過(guò)程中的水溫、壓力參數及外部環(huán)境參數,調整系統運行方案將水溫差控制在5℃。
循環(huán)冷卻水泵的常規運行臺數為2~3臺,結合經(jīng)濟性考慮,決定將4臺水泵中的3臺安裝通用變頻器,并在循環(huán)水路徑中安裝溫度傳感器及水壓傳感器,使水泵可通過(guò)實(shí)際溫及水壓情況判斷需啟用的水泵臺數,以將出水與進(jìn)水溫差穩定在5℃,達到最佳的節能效果。
除循環(huán)冷卻水系統,空調系統循環(huán)熱水系統、風(fēng)機等位置也存在相似問(wèn)題,因此采用同樣方式,在相應系統內加裝變頻器及終端傳感裝置,使各系統能夠根據廠(chǎng)房運行實(shí)際需求調整運行狀態(tài)。完成改造后的1月內,全面采集廠(chǎng)房空調系統運行能耗數據,發(fā)現空調系統總耗能較之前的月平均值降低24%,其中以循環(huán)冷卻水系統的節能效果最佳,為28%。