潔凈空氣流設(shè)計及其經(jīng)濟意義-在線瀏覽
2024-08-31 12:18本頁面
【正文】 系統(tǒng)的能源消耗隨著系統(tǒng)設(shè)計、潔凈室功能,包括溫、濕度在內(nèi)的不同關(guān)鍵控制參數(shù)而有所差異,特別是“潔凈度級別”規(guī)定的潔凈度要求常常對能源的使用產(chǎn)生很大影響[1][2]。在美國加利福尼亞,根據(jù)潔凈室潔凈級別,冷卻和通風(fēng)能源所需的電力約在1710千瓦小時/m2至10200千瓦小時/m2(或160千瓦小時/英尺2至950千瓦小時/英尺2)。在日本半導(dǎo)體晶園加工廠的潔凈室中,采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)所消耗的能源占整個潔凈室工廠的總能耗的43%,而送風(fēng)系統(tǒng)就占了總能耗的30%,ISO 5級潔凈室的風(fēng)機能耗量,總體來說,約占所有級別潔凈室的風(fēng)機能耗量的80%[7]。因為能源費用是潔凈室設(shè)施運行費用的重要組成部分,提高潔凈室能源利用效率即有可能使費用有較大節(jié)省。甚至在經(jīng)濟衰退,工業(yè)利潤縮小的情況下,潔凈室能源費用占公司利潤的比例仍然增大。如果有效的污染控制成為潔凈室運行的主要任務(wù)時,如何使?jié)崈羰易龅接行У奈廴究刂凭统蔀楣I(yè)界許多工程師經(jīng)常遇到的挑戰(zhàn)。2 主旨 本文主旨為: 1)提出7個ISO 5級潔凈室的采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)性能分析； 2)分析各種提高潔凈室能源利用效率的途徑,同時能達到對潔凈室污染的有效控制； 3)說明高能效潔凈室設(shè)計的優(yōu)點。主要技術(shù)方法就是分析7個已投入使用的ISO 5級潔凈室實際的暖通空調(diào)系統(tǒng)性能,并抓住潔凈室設(shè)計中提出提高能源利用效率的條件。因此本文除有特別注明者外,其余均采用ISO潔凈度分級標(biāo)準闡述各種問題。本文討論的主要問題有: 1)送風(fēng)空氣調(diào)節(jié)機的能效； 2)潔凈室風(fēng)速的平均值； 3)與換氣速率有關(guān)的潔凈室氣流,特別是: ■送風(fēng)空氣調(diào)節(jié)機的能源利用效率定義為每個調(diào)節(jié)機總風(fēng)量與全部循環(huán)風(fēng)機的總電力輸入功率[m3/(kWmin)]之比； ■潔凈室平均風(fēng)速定義為總循環(huán)風(fēng)量除以潔凈室基本地面面積(米/秒或英尺/分鐘) ■換氣次數(shù)定義為總循環(huán)風(fēng)量除以潔凈室基本容積(次/小時) 潔凈室采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的用電量,主要與循環(huán)系統(tǒng)有關(guān),并往往也在相當(dāng)程度上與新風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)有關(guān)。本文所探討的空氣系統(tǒng)是指下列三種通風(fēng)的設(shè)計:■ I型:豎井(軸流)風(fēng)機,帶有靜壓箱； ■ Ⅱ型:循環(huán)空氣處理機； ■ Ⅲ型:風(fēng)機過濾單元。對特定的潔凈室而言,為了保持有效的污染控制,常常需要大量的潔凈空氣。決定通風(fēng)系統(tǒng)效率的主要因素有:潔凈室的活動(如工藝過程、潔凈度等級)、風(fēng)量、氣流分布(如再卷入、均勻性),粒徑、粒子輸送率、暖通空調(diào)設(shè)備及有關(guān)組件(如過濾器效率)。5空氣處理機的能源利用效率 循環(huán)系統(tǒng)的類型,各項設(shè)計細節(jié)和布置,均能極大地影響整個空氣系統(tǒng)效率的高低。圖1所示為:在7個ISO 5級潔凈室內(nèi)空氣循環(huán)所需的不同空氣循環(huán)系統(tǒng)能源效率。例如,工型空氣循環(huán)系統(tǒng)的能源效率自8300m3/(kwh),它的效率一般比其它類型再循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)高得多(即Ⅱ型和Ⅲ型)。根據(jù)性能數(shù)據(jù)和分析,重要的是,潔凈室的布置和設(shè)計應(yīng)能為高效空氣系統(tǒng)提供必要的空間和適當(dāng)?shù)拈g距；充分考慮空氣循環(huán)系統(tǒng)適用的類型,并采用節(jié)能的組件。按照不同的系統(tǒng)類型,經(jīng)靜壓箱或管道可接至吊頂上的高效過濾器。另一方面,高效過濾器的滿布比根據(jù)設(shè)計要求而有所不同。在滿布比較小時,過濾器的面風(fēng)速便趨向較高。所以,確定過濾器效率和空間布置時,需多加注意。忽略氣流分布,
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