潔凈室凈化空調系統設計及注意問題探析

周聰 吳凱

摘要：潔凈室是和人們的衣食住行緊密相關的，尤其是隨著科學技術的不斷進步，潔凈室的建筑面積及標準也都有所提升。潔凈室內的凈化空調系統為確保其達到相應的標準提供了基礎，但是作為潔凈室中主要的能耗裝置，為了響應國家對節能減排的要求，應該制定合理的節能措施。

關鍵詞：潔凈室；凈化空調系統；設計；節能

1 前言

為了獲得凈化的環境，普遍采用組合式凈化空調機組對生產控制區域進行空氣的凈化處理和溫濕度控制，即通過機組的各個功能段實現對送入潔凈室的空氣進行冷卻、加熱、加濕（或除濕），及多級空氣過濾，以滿足凈化區域內溫度、濕度的需求和空氣潔凈度的要求。來自室外的新風通過初效、中效過濾器的過濾（如果有必要還可以通過亞高效過濾器的過濾），最終通過末端的高效過濾器進行過濾，進入潔凈室以滿足潔凈區域的凈化級別要求。

2 潔凈室凈化空調設計參數

首先，對于潔凈級別的設計有嚴格的規定。潔凈室要求動態、靜態測試相結合，除對微粒的控制外，還要控制微生物。微生物不但會附著在懸浮于空氣中的微粒上，還會附著在設備的表面。控制微粒，主要是對空氣進行凈化處理；控制微生物，既要保證空氣的潔凈，讓微生物沒有附著的載體，還要定期對潔凈空調系統、潔凈室設備設施進行清潔和消毒。

第二，環境溫度。除特殊工藝步驟外，對潔凈室環境溫度沒有特殊要求，潔凈室的溫度控制，主要是考慮生產人員的舒適性，國內大部分都要求潔凈室基準溫度設定為22℃～24℃。對于有特殊要求的高溫或低溫潔凈室，則需進行專門的設計，來滿足生產的需要。對于高溫或低溫潔凈室，在設計時，還要考慮溫度分布的均勻性，防止垂直方向上出現較大溫差，對生產造成不良影響，需要加強氣流的流動，增大換氣次數，讓潔凈室氣流充分流動起來，均勻混合，控制溫度的均勻性。

第三，環境濕度。良好地控制潔凈室的濕度，有助于防止潔凈室細菌的滋生，提高人員的舒適感。一般在工藝上對環境濕度沒有特殊要求，控制潔凈室濕度，主要考慮生產人員的舒適性，因此，一般將潔凈室相對濕度控制在45%～65%。對于潔凈室濕度控制有特殊要求的工序，如無菌粉針分裝、固體制劑的某些工序，要求控制潔凈室相對濕度小于30%或更低，就需要對凈化空調系統進行特別的除濕處理，確保生產環境濕度的要求。

第四，潔凈室壓力。控制潔凈室壓力，是為了控制潔凈室與相鄰房間、走道之間的壓差。潔凈室與非潔凈室之間，潔凈室與相鄰潔凈室或走道之間要保持適當的壓差，以保證合理的氣流方向和房間的潔凈度。根據生產工藝的要求，潔凈室需控制為正壓或負壓，負壓又分為相對負壓和絕對負壓。正壓潔凈室的壓力要大于非潔凈室或相鄰房間的壓力，一般用于非活毒、活菌的生產過程。負壓潔凈室中的相對負壓潔凈室是指潔凈室的壓力大于非潔凈室及室外的環境氣壓。

第五，潔凈室氣流組織。潔凈室良好的氣流組織設計，是確保潔凈室氣流盡快將潔凈室空氣污染物帶走，防止塵埃或潔凈室生產過程中產生的空氣污染物聚集，保證潔凈度。正確的氣流組織方向應該是氣流從相對清潔的區域流向相對污染的區域，且回風口應該盡可能布置在污染源附近，以方便將室內的污染物快速地帶走；面積較大的潔凈室，應均勻布置送回風口；無特殊要求的情況下，潔凈室應采用上送下側回風的氣流組織方式。

3 設計時要節能降耗措施

首先，應當最大限度降低凈化系統的送風能耗。在具體實施中，應當對潔凈區域的總體布局進行優化。凈化空調系統所提供的風量與換氣次數和潔凈區域體積等有直接關系，在確保其可達到人體舒適度與生產工藝等方面需求的基礎上，應當對潔凈區域布局進行優化，從而最大限度降低潔凈空間體積。

其次，對送風速度進行調節。風量的一個重要影響因素就是風速，降低風速能夠減少風量。因此，對于凈化空調系統應當降低其系統送風速度，能夠達到減低處理空氣而帶來的能耗，從而達到節能的目的。在確保其可達到室內工藝的要求下，可以將潔凈室中送風速度減少1/5，這時整個潔凈室的實際送風量可降低1/5，隨著風量減少，整個潔凈室凈化空調系統所消耗的能耗量也必然降低。

第三，對送風系統阻力進行針對性減少。在具體實施中，對于風管中的風速應當使用低風速送風，這是由于隨著風速增加，高效過濾器中所產生的阻力會提升；減少風管阻力，在進行設計的過程中，對于風管長度應當盡量減少，特別是對于其中使用的彎頭個數應當在合理的范圍內減少；對于過濾器應當盡量選擇使用低阻力過濾器，并對過濾器及時進行清潔，并按照使用期間進行更換。

第四，對潔凈室凈化空調系統的濕度與溫度基數進行優化調整。潔凈室凈化空調系統的能耗與負載受到潔凈室內部濕度、溫度等設定值的影響。若對潔凈室進行供暖，其溫度設定越低；在制冷時溫度設定越高，整個潔凈室凈化空調系統就會更加節能。

第五，對排放量進行控制。潔凈室凈化空調系統設置的排放系統，是導致潔凈室需要將大量新風補充到其中的關鍵原因。隨著排風量增加，需要補充的新風量就會增加，所帶來的能耗量必然會增加。但是在微電子潔凈室在運行的過程中，并不需要全天均處于運行狀態，所以排風系統并不需要全天工作，因此，對于潔凈室排風量應當根據室內的具體運行情況進行針對性調節，在進行設計的過程中，應當將排放量控制在適當的范圍中，從而既可以達到微電子生產對排風的需求量，也可以最大限度降低整個系統的能耗。

第六，微電子工廠廣泛用到壓縮空氣，空壓機在運行時會產生大量的壓縮熱，其中，壓縮熱消耗的能量占機組運行功率的85%。通過對空壓機組系統的改造，增加熱量回收裝置，以熱水的形式回收利用余熱，從空壓機回收的高品質熱量，供給新風空調箱的加熱加濕用。

第七，微電子潔凈室潔凈度要求ISO6級以上換氣次數大于50次，面積大于500m2的潔凈室盡量選用MAU+FFU+DC系統，即組合式新風機組+風機過濾器單元+干盤管，只有新風機組，節省了機房空間；只含新風管，占用潔凈室吊頂空間較少；減少了輸配能耗，FFU與水泵加起來的總體功率也不會大，運行費用較低，一般此系統運行費用大約是常規凈化方式的60%～80%。

4 結語

潔凈室凈化空調系統所產生的能耗是非常大的，所以，在進行凈化空調系統設計過程中，應當盡可能的采取措施來實現降耗節能。同時，對于凈化空調系統的節能降耗方案進行多對比。對于正壓漏風量與排放量進行合理控制，實現新風量的優化，此外，對于風機溫度升高不能忽視，要選用高效節能的設備，降低風機溫升的負荷。

參考文獻：

[1]杜云寶，王雪燕，苗豆豆.凈化空調系統的節能措施探析[J].機電信息，2017（2）.

[2]王華.藥廠凈化空調系統的節能設計研究[J].中國新技術新產品，2016（21）.

（作者單位：山東沂浩錦業凈化工程有限公司）