一种洁净车间的洁净度与温湿度独立调节的方法和系统
文献发布时间:2023-06-19 19:30:30
技术领域
本发明涉及一种洁净车间的洁净度和温湿度调节的方法和系统,尤其涉及一种洁净车间的洁净度与温湿度独立调节的方法和系统。
背景技术
目前洁净车间流行的空气调节采用温湿度独立控制,洁净度和温度非独立控制,回风控制温度,新风控制湿度,温度控制采用中温冷冻水,湿度控制采用低温冷冻水。之所以采用全回风处理来控制温度,是基于目前空调领域所谓的温湿度独立控制来节能,即采用大风量的回风小幅度降温实现温度控制,这样可以利用中高温冷冻水,提高冷水机的效率。该方式对于普通的舒适空调和非洁净的工艺空调是适用的。但简单的将这一种方式应用到洁净空调不仅不节能,相反更加耗能。因为一个简单的事实忽视了,即洁净空调首要的问题是洁净度,为了满足洁净度的要求,需要足够的风量全年不受冷热负荷变化影响的正常运行,其负荷在生产稳定的情况下进步恒定,而制冷负荷随着气候的变化而变化,同时制冷机的效率也会随气候变化而变化。因此,对于全回风+中高温水的方式,中高温水节能的时间和幅度都有限,但全回风由于洁净处理的要求,不能因制冷负荷变化而变化,因此全回风带来的高能耗是全年长时间的影响,同时,风机能耗增大,也无谓的增加了制冷的负荷,抵消由于中高温水节能的效果。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,充分认识到洁净空调的特点,并通过具体的数据的分析,提出了一种新的洁净车间的空气调节方案,即一种洁净度与温湿度独立调节的方法和系统。
本发明采用的技术方案具体如下:
一种洁净车间的洁净度与温湿度独立调节的方法,具体为:
对洁净车间的全回风与新风的混风进行过滤控制洁净车间的洁净度,对洁净车间的部分回风进行温湿度调节控制洁净车间的温湿度,或对洁净车间的部分回风进行温度调节控制洁净车间的温度,对新风进行湿度调节控制洁净车间的湿度。
进一步地,所述的部分回风的风量恒定,所述的温度调节通过调节冷源的温度实现。
进一步地,所述的部分回风的风量为全回风的风量的1/3-2/3。
进一步地,所述的新风通过新风风机驱动,所述的部分回风通过部分回风风机驱动,所述的混风通过FFU的风机驱动。
进一步地,所述的洁净车间为电子产品的车间,包括,芯片车间,显示屏车间等。
一种洁净度与温湿度独立调节的系统,系统含有FFU,新风空调箱,表冷器,回风通道,新风管道,混风通道,阀门及部分回风风机,新风空调箱至少含有新风风机、过滤器、加湿装置及除湿装置,新风空调箱的出口与新风管道的进口相连,新风管道的出口与混风通道的进口相连,所述的回风通道的进口与洁净车间回风出口相连,回风通道的出口与混风通道的进口相连,所述的FFU设置在混风通道的下部,洁净车间的上部,所述的表冷器,部分风风机和阀门安装在回风通道内,所述的阀门和表冷器为并联布置,所述的部分回风风机和表冷器为串联布置,阀门、部分回风风机均用于控制通过表冷器的风量。
一种洁净度与温湿度独立调节的系统,系统含有FFU,新风空调箱,表冷器,回风通道,新风管道,混风通道和部分回风风机,新风空调箱至少含有新风风机、过滤器、加湿装置及除湿装置,新风空调箱的出口与新风管道的进口相连,新风管道的出口与混风通道的进口相连,所述的回风通道的进口与洁净车间回风出口相连,回风通道的出口与混风通道的进口相连,所述的FFU设置在混风通道的下部,洁净车间的上部,所述的表冷器和部分回风风机安装在回风通道内,所述的表冷器和部分回风风机为串联布置,部分回风风机用于控制通过表冷器的风量。
一种洁净度与温湿度独立调节的系统,系统含有FFU,新风空调箱,表冷器,回风通道,新风管道,混风通道和阀门,新风空调箱至少含有新风风机、过滤器、加湿装置及除湿装置,新风空调箱的出口与新风管道的进口相连,新风管道的出口与混风通道的进口相连,所述的回风通道的进口与洁净车间回风出口相连,回风通道的出口与混风通道的进口相连,所述的FFU设置在混风通道的下部,洁净车间的上部,所述的表冷器和阀门安装在回风通道内,所述的表冷器和阀门为并联布置,阀门用于控制通过表冷器的风量。
本发明具有显著的节能效果,风机能耗节约30%-50%,而洁净车间的制冷机的能耗小于或与风机能耗相近,这一点与普通空调不同(普通空调制冷机能耗远大于风机能耗),因此风机能耗显著降低意味整体能耗的节约幅度大。其次,风机能耗的节约同时降低制冷负荷,也起到节能作用。本发明还能减少设备投资,由于风机功率降低,FFU(带风机的过滤单元)的成本大幅度降低。本发明同时能够提高风机效率,本发明降低风机的压头,可以使得风机的效率提高10%左右。本发明不仅仅可以用于新建的系统,还可用于现有系统的改造,对现有系统的改造容易。
除了上述特点,本发明还具有简单适用,易于实施的特点。广泛适用用于各类洁净车间,包括电子光学,生物医药,新能源等领域。
附图说明
图1是现有典型系统
图2现有系统空气处理流程
图3为本发明空气处理流程一
图4为本发明空气处理流程二
图5为本发明空气处理流程三
图6为本发明空气处理系统一
图7为本发明空气处理系统二
图8为本发明空气处理系统三
具体实施方式
图1,图2为现有的洁净车间的洁净度、温湿度调节系统,即新风FA经过新风空调器FH处理(包括过滤,温湿度处理)并将湿度处理到能够承担室内湿负荷的湿度,然后通过新风管道送至车间上部的混风通道,回风RA经过回风通道并通过表冷器C降温后也送到混风通道与新风混合,混风MA经过FFU过滤后送至洁净车间。表冷器的冷冻水来自冷水机组CM,冷冻水CW一般为中温冷水,即本实施例中来自冷水机组CM的冷冻水温度大于10℃,而来自标准的冷水机冷冻水温度一般为7℃左右,与上述中温冷冻水区别,称为低温冷冻水。
图3、图4、图5为本发明的洁净车间空气调节流程图,即新风FA经过新风空调器FH处理(包括过滤,温湿度处理),新风可以承担室内湿负荷实现温湿度独立控制,也可以不承担室内湿负荷,不进行温湿度独立控制,然后处理后的新风通过新风管道送至车间上部的混风通道,部分回风RA1经过回风通道内的表冷器C降温,另一部分回风RA2不经过表冷器C降温,RA1与RA2都送至混风通道与新风混合,混风MA经过FFU过滤后送至洁净车间。表冷器C冷冻来自冷水机组CM,很显然,与全回风冷却相比,采用部分回风冷却,在同样的制冷负荷情况下,回风的温度及焓值降低的幅度要大。因此,在制冷负荷较大的情况下,进入表冷器的冷冻水的温度要低,需要采用低温冷冻水,当然,在制冷负荷较小时,进入表冷器C的冷冻水的温度还可以采用中温冷冻水。即,部分回风情况下,随制冷负荷的变化,冷冻水的温度在低温水和中温水之间变化。因此,制冷的效率与全回风情况相比,其效率降低,导致用电量增加。另一方面,风机的电耗降低导致制冷负荷减小,导致用电减小。当然,更重要的是,风机电耗降低的功率远大于制冷机用电增加的功率,具体见以下例子。
图3、图4及图5的不同在于,调节RA1与RA2比例的方式不同,图3采用阀门V和风机Fan调节,图4仅仅采用风机,图5仅仅采用阀门。
图6、图7与图8为对应图3、图4及图5的系统。具体地:
图6系统含有FFU,新风空调箱FH,表冷器C,回风通道10,新风管道20,混风通道30,阀门50,将回风通道10隔成两个子通道的支架40,部分回风风机Fan,新风空调箱FH至少含有新风风机、过滤器、加湿装置、及除湿装置,新风空调箱FH通过新风管道20与混风通道30相连,所述的回风通道10与混风通道30相连,所述的FFU设置在混风通道30的下部,洁净车间的上部,所述的表冷器C,部分回风风机Fan和阀门50分别安装在回风通道的两个子通道中,所述的阀门50和表冷器C为并联布置,分别位于两个子通道,所述的部分回风风机Fan和表冷器C为串联布置位于同一子通道内,部分回风风机Fan控制通过表冷器C的风量。
图7系统含有FFU,新风空调箱FH,表冷器C,回风通道10,新风管道20,混风通道30,将回风通道10隔成两个子通道的支架40,部分回风风机Fan,新风空调箱FH至少含有风机、过滤器、加湿装置、及除湿装置,新风空调箱FH通过新风管道20与混风通道30相连,所述的回风通道10与混风通道30相连,所述的FFU设置在混风通道30的下部,洁净车间的上部,所述的表冷器C和部分回风风机Fan安装在回风通道的同一子通道内,所述的表冷器C和部分回风风机Fan为串联布置位于同一子通道内,部分回风风机Fan控制通过表冷器C的风量。
图8系统含有FFU,新风空调箱FH,表冷器C,回风通道10,新风管道20,混风通道30,阀门50,新风空调箱FH至少含有新风风机、过滤器、加湿装置、及除湿装置,新风空调箱FH通过新风管道20与混风通道30相连,所述的回风通道10与混风通道30相连,所述的FFU设置在混风通道30的下部,洁净车间的上部,所述的表冷器C和阀门50安装在回风通道10内,所述的表冷器C和阀门50为并联布置。
不同系统的能耗比较如下:
某电子车间采用图一所示的系统,其FFU的风机压力为120Pa,年能耗为6000万左右,表冷器采用中冷水,其能耗为4000万左右,制冷机和风机总能耗为10000元左右。
采用图7所示系统改造,其FFU的风机压力减小为60Pa,同时风机效率由于压力降低提高10%,年能耗为2700万左右,图7系统同时含有部分回风风机,其风量为FFU风量的50%,其能耗为400万左右,风机总能耗为3100万元。系统使用的变温的冷却水,其温度变化为低温水至中温水,同时由于风机电耗减少,制冷负荷降低,水温变化及负荷两者的共同作用,冷水机能耗增加较图1系统增加5%左右,即4200万左右,风机和制冷机总能耗为7300万元。
图7系统与图1系统相比,风机能耗降低2900万元,降低幅度为2900/6000=48.3%,制冷机能耗增加200万元,增加幅度为200/4000=5%,总能耗降低2700万元,降低幅度2700/1000=27%。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法把所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围。
- 一种蓄能除湿的温湿度独立调节空调系统及其控制方法
- 一种温湿度独立控制的高效节能空调系统及其调节方法