您好, 歡迎來(lái)到化工儀器網(wǎng)
GMP潔凈廠房空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的改造分析
1、GMP清潔廠房空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)分析
高耗原因
導(dǎo)致清潔廠房空調(diào)系統(tǒng)高能耗的原因有三：一，對(duì)送風(fēng)量的要求較高，例如在相同面積的清潔廠房及常規(guī)空間內(nèi)，清潔廠房所需的送風(fēng)量一般在達(dá)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(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)產(chǎn)生大量能耗。第二，清潔廠房對(duì)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，若廠房?jī)?nèi)工藝流程排風(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，清潔廠房?jī)?nèi)既有設(shè)備、工藝流程在運(yùn)行過程中釋放大量熱能，為保持空間環(huán)境條件，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的依賴程度非常大。
2、GMP清潔廠房空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造
2.1風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能
2.1.1改變送風(fēng)方式
若GMP清潔廠房空調(diào)系統(tǒng)存在可利用的低溫冷源，可通過提高送風(fēng)溫差、降低送風(fēng)溫度的方式進(jìn)行空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能。該節(jié)能方式的優(yōu)點(diǎn)在于可降低送風(fēng)量及風(fēng)機(jī)能耗，且對(duì)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(jù)GMP清潔廠房?jī)?nèi)空間空氣質(zhì)量的要求，確?？諝饣旌暇鶆?，避免出現(xiàn)局部溫度過高或過低的現(xiàn)象。但該方法主要應(yīng)用于民營(yíng)建筑及對(duì)環(huán)境要求不高的工業(yè)建筑內(nèi)，GMP清潔廠房空調(diào)系統(tǒng)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(jù)廠房?jī)?nèi)溫度變化，調(diào)整送風(fēng)量大小，以此來(lái)降低空調(diào)系統(tǒng)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(shè)計(jì)，避免內(nèi)部空間出現(xiàn)冷熱不均的現(xiàn)象。目前已有新建的GMP清潔廠房使用基于變量送風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)定生產(chǎn)與值班兩種工況模式，在確保室內(nèi)環(huán)境參數(shù)達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)送風(fēng)量，一般將值班工況下的送風(fēng)量設(shè)定為確?？臻g清潔等級(jí)的風(fēng)量。
2.1.2控制新風(fēng)供應(yīng)
空調(diào)系統(tǒng)需持續(xù)向GMP清潔廠房?jī)?nèi)供應(yīng)新鮮的清潔空氣，并對(duì)空間內(nèi)泄漏風(fēng)量進(jìn)行彌補(bǔ)。有統(tǒng)計(jì)顯示，單位面積的清潔廠房每小時(shí)的新風(fēng)量需求在900m3，供應(yīng)該風(fēng)量等級(jí)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(jié)合，因新風(fēng)量供應(yīng)產(chǎn)生的能耗也非常大?？刂菩嘛L(fēng)供應(yīng)進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造無(wú)法通過直接降低供應(yīng)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，而是對(duì)清潔廠房的泄漏風(fēng)量做嚴(yán)格控制。例如，提高清潔廠房密閉程度，避免廠房運(yùn)行過程中產(chǎn)生過高的風(fēng)量消耗。
2.1.3加強(qiáng)能量回收
若空調(diào)系統(tǒng)排風(fēng)量較高且新風(fēng)與排風(fēng)之間存在明顯溫差，可通過加強(qiáng)風(fēng)系統(tǒng)能量回收的方式進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能。在確定回收方式時(shí)，新風(fēng)與排風(fēng)的溫度差應(yīng)保持在合理范圍，一般不低于8℃，以此來(lái)達(dá)到佳的節(jié)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(tǒng)節(jié)能
水系統(tǒng)能量回收依靠機(jī)組自帶熱回收裝置及外接熱回收裝置完成，目前冷水機(jī)組生產(chǎn)技術(shù)已相對(duì)成熟，水系統(tǒng)熱回收節(jié)能也得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。機(jī)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(biāo)準(zhǔn)冷凝器和熱回收冷凝器兩部分，由機(jī)組控制冷凝熱的回收方式。清潔廠房空調(diào)系統(tǒng)中，可將回收的熱能循環(huán)制送風(fēng)系統(tǒng)。
2.3空調(diào)設(shè)備節(jié)能
GMP清潔廠房空調(diào)系統(tǒng)機(jī)組包括空調(diào)機(jī)組、循環(huán)機(jī)組和新風(fēng)機(jī)組，其中新風(fēng)機(jī)組為變頻控制，其他機(jī)組根據(jù)廠房實(shí)際生產(chǎn)需求，經(jīng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)對(duì)比后確定控制方式。新風(fēng)系統(tǒng)過濾器阻力隨系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間變化而變化，在設(shè)計(jì)階段，風(fēng)機(jī)風(fēng)壓多依照高、中過濾器處阻力的2倍確定終阻力。以上設(shè)計(jì)可使新風(fēng)機(jī)組在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行后，系統(tǒng)實(shí)際阻力遠(yuǎn)小于配風(fēng)機(jī)壓頭，此時(shí)若不存在變頻控制方式，需調(diào)節(jié)風(fēng)管閥門開閉狀態(tài)調(diào)節(jié)送風(fēng)量，隨著過濾器阻力的增加，送風(fēng)量逐漸降低。因此想要確保送風(fēng)量達(dá)到GMP清潔廠房環(huán)境質(zhì)量要求，必須定期調(diào)大風(fēng)管閥門，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)能耗增加，并給廠房管理帶來(lái)一定困難。在空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造中，將新風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)為變頻控制，通過清潔廠房?jī)?nèi)的正壓值對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整。
3、清潔廠房空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造案例
3.1案例背景簡(jiǎn)介
某公司GMP清潔廠房空調(diào)系統(tǒng)使用*的耗能設(shè)備，在穩(wěn)定工況下，空調(diào)系統(tǒng)月平均耗能在20萬(wàn)度，成為廠房主要耗能單元。空調(diào)系統(tǒng)采用螺桿制冷機(jī)組，為三十萬(wàn)級(jí)清潔區(qū)及普通生產(chǎn)區(qū)提供冷源。該空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)安裝4臺(tái)循環(huán)冷卻水泵，結(jié)合廠房生產(chǎn)負(fù)荷，常規(guī)啟用臺(tái)數(shù)在2～3臺(tái)；配備2臺(tái)涼水塔風(fēng)機(jī)，為常啟狀態(tài)，系統(tǒng)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(jī)組2臺(tái)、循環(huán)冷水泵2臺(tái)、循環(huán)熱水泵2臺(tái)。
3.2節(jié)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(yuǎn)大于實(shí)際需求，且冷卻水泵與涼水塔風(fēng)機(jī)非變頻控制，無(wú)法根據(jù)環(huán)境條件變化調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。實(shí)際測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，冷卻水系統(tǒng)的供水及回水溫差一般在4℃，情況較差時(shí)溫差僅在2℃，導(dǎo)致實(shí)際水流量達(dá)到設(shè)計(jì)值的2倍左右，大大提高了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)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(tǒng)運(yùn)行過程中的水溫、壓力參數(shù)及外部環(huán)境參數(shù)，調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行方案將水溫差控制在5℃。
循環(huán)冷卻水泵的常規(guī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)為2～3臺(tái)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性考慮，決定將4臺(tái)水泵中的3臺(tái)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，使水泵可通過實(shí)際溫及水壓情況判斷需啟用的水泵臺(tái)數(shù)，以將出水與進(jìn)水溫差穩(wěn)定在5℃，達(dá)到佳的節(jié)能效果。
除循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)熱水系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)等位置也存在相似問題，因此采用同樣方式，在相應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)加裝變頻器及終端傳感裝置，使各系統(tǒng)能夠根據(jù)廠房運(yùn)行實(shí)際需求調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)。完成改造后的1月內(nèi)，全面采集廠房空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)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(tǒng)的節(jié)能效果佳，為28%。