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。針對杭州某工業(yè)潔凈車間空調(diào)凈化運行過程中存在的問題，提出了空調(diào)凈化系統(tǒng)節(jié)能降耗的改造控制。對空調(diào)凈化系統(tǒng)進行了集中控制和冷卻水熱回收兩方面的改造。通過節(jié)能改造后現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)對比計算，改造后取得了良好的節(jié)能效果與經(jīng)濟效益。

0?引言

空調(diào)凈化系統(tǒng)運行控制對空調(diào)凈化能耗有重要影響，風(fēng)機水泵和制冷機組的能耗在空調(diào)凈化系統(tǒng)當中所占比重較大?？照{(diào)凈化末端冷負荷的變化對冷凍機組的運行效率有著重要影響，進而影響整個空調(diào)凈化系統(tǒng)運行的能耗。本文通過一個工程實例分析空調(diào)凈化系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)及其他因素對空調(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]。筆者通過在實際工程當中，工業(yè)潔凈車間在生產(chǎn)過程中影響生產(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。探究冷凍機房節(jié)能以及空調(diào)凈化系統(tǒng)熱回收的技術(shù)經(jīng)濟問題，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)計開發(fā)企業(yè)，該廠現(xiàn)有6?臺制冷壓縮機組（4?臺400 RT螺桿式制冷壓縮機、2臺550 RT?離心式制冷壓縮機），運行使用情況統(tǒng)計見表1，2014?年該廠能耗情況統(tǒng)計見表2。

2?節(jié)能改造措施

近年來工廠在節(jié)能改造過程中總結(jié)出很多實用的節(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)能改造實踐中總結(jié)的半導(dǎo)體芯片工業(yè)潔凈車間的實用節(jié)能改造措施。

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

2.1?冷凍機房節(jié)能改造

經(jīng)實際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該廠現(xiàn)有6?臺制冷壓縮機（4?臺400 RT?螺桿式制冷壓縮機、2?臺550 RT?離心式制冷壓縮機）。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)天氣和冷卻塔開啟臺數(shù)變化，冷卻塔開啟為人工根據(jù)經(jīng)驗手動啟停。制冷壓縮機啟停和臺數(shù)控制，也是人工根據(jù)經(jīng)驗手動完成。目前冷凍機房控制屬于傳統(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)凈化機房節(jié)能改造控制系統(tǒng)對整個空調(diào)凈化機房進行節(jié)能改造控制，包括如下內(nèi)容：

1）首先對冷凍水系統(tǒng)進行水力平衡的測試；

2）在系統(tǒng)適當位置增加必要的溫度、壓力和流量傳感裝置，以在線實時測量冷凍機房的各個物理指標，隨時了解系統(tǒng)的冷/?熱量需求及室外焓值變化。跟蹤末端冷負荷變化情況，對冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔進行變流量調(diào)控，冷凍水和冷卻水流量可根據(jù)需求自動調(diào)節(jié)，減少輸配系統(tǒng)浪費現(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)冷熱負荷及供水溫度需求并確?？煽窟\行的情況下，對冷凍水、冷卻水、熱水流量及溫度進行調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)始終在最高效率下運行；

4）為空調(diào)凈化機房能耗設(shè)備增加電力監(jiān)測儀表，配合分項計量及能耗監(jiān)測平臺，提供能效分析、運行數(shù)據(jù)自動記錄以及多種形式的能耗報表，以實現(xiàn)持續(xù)管理節(jié)能。

空調(diào)凈化節(jié)能測試中使用了溫度傳感器、超聲波流量計、網(wǎng)絡(luò)電力儀表等儀器儀表見圖2。測試方法為：約定空調(diào)凈化系統(tǒng)節(jié)能率為R，機房總用電量E，則節(jié)電量△E=E×R/(1-R)。約定空調(diào)凈化節(jié)能率每季度測試一次，每年測試四次。按照以上方法測算一個（www.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。以此根據(jù)每月空調(diào)凈化機房改造后的實際能耗對比測試節(jié)能率R?計算節(jié)能量。節(jié)能量和技能率統(tǒng)計見表4～7?空調(diào)凈化機房節(jié)能量和節(jié)能率統(tǒng)計。

由以上數(shù)據(jù)可知，通過對暖通空調(diào)凈化系統(tǒng)中的冷凍機房進行節(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)能對于空調(diào)凈化系統(tǒng)節(jié)能具有重要意義。文獻中提到空調(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設(shè)備的數(shù)學(xué)模型，控制策略的實施并不復(fù)雜，重要的是要加強冷卻水系統(tǒng)的調(diào)試，通過調(diào)試確定控制參數(shù)，所以調(diào)試的工作量很大。

本文通過對該廠蒸汽用途分析，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。計算如表8。

如上，熱回收年節(jié)能收益49.9?萬元，替代了7925 GJ?熱量。計算方法：熱回收管路增加流量計和溫度傳感器、水泵增加網(wǎng)絡(luò)電力儀表等；通過計量熱值折算成蒸汽量，乘以蒸汽單價，計算得到節(jié)省蒸汽費用。節(jié)能費用=?替代蒸汽費用-?水泵費用。

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)過以上的幾項節(jié)能改造措施，對該工業(yè)潔凈車間的能耗進行重新統(tǒng)計，年節(jié)能收益約118?萬元。由此可知，以下幾項節(jié)能措施在工業(yè)潔凈車間節(jié)能改造實踐中節(jié)能效果明顯：

1）冷凍機房采用節(jié)能改造控制系統(tǒng)。采用空調(diào)凈化機房節(jié)能改造控制系統(tǒng)，實現(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。當前經(jīng)濟迅猛發(fā)展的同時，企業(yè)的經(jīng)營成本也在不斷增加，對于降低工業(yè)潔凈車間經(jīng)營成本的眾多技術(shù)當中，節(jié)能改造不失為企業(yè)經(jīng)營的良策之一。