制藥企業(yè)潔凈空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能方案

1、從設(shè)計與設(shè)備選型方面談節(jié)能
1.1 加強節(jié)能觀念教育，增強全員節(jié)能意識
藥品的生產(chǎn)對空調(diào)系統(tǒng)有著極為嚴(yán)格的要求。因此制藥企業(yè)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)具有以下特點：
（1）風(fēng)量大，潔凈室的風(fēng)量一般按照室內(nèi)換氣次數(shù)來計算，通常要求達(dá)12～25次/h，甚至更高。
（2）風(fēng)機的壓頭高，空氣經(jīng)初、中、高三級過濾器過濾，風(fēng)機的壓頭至少要求達(dá)到300Pa。
（3）對溫、濕度的控制要求非常嚴(yán)格，所以空氣處理機組中至少要具備制冷、制熱、加濕、除濕等功能段，這些特點會導(dǎo)致空調(diào)的耗能大，管理人員要在初期投資時把節(jié)能降耗意識放在重要位置考慮，加強設(shè)計圖紙在節(jié)能方面的評審。提高管理人員素質(zhì)，加強對空調(diào)操作員工的培訓(xùn)。同時，應(yīng)該從合理的設(shè)計方案、精心的施工安裝和科學(xué)的運行管理方面來考慮提高能源利用率。
1.2 加強設(shè)計圖紙在節(jié)能方面的評審
制藥企業(yè)在對設(shè)計圖紙進行評審時?？紤]的是工藝布局和GMP要求，而對節(jié)能方面的評審卻常常忽視。在潔凈空調(diào)工程的設(shè)計中，一般沒有較詳細(xì)的冷、熱負(fù)荷計算和節(jié)能技術(shù)措施方面說明，大多是用概算指標(biāo)估算，且在估算過程中常對冷、熱負(fù)荷選用較大，使冷、熱源主機長期在低負(fù)荷與低效率狀態(tài)下運行，從而導(dǎo)致“大馬拉小車”的現(xiàn)象。同時，盲目追求高潔凈度來提高凈化級別也常在一些藥廠項目中存在，造成固定資產(chǎn)的投資增加，能源浪費。相反，有的藥廠投資人為節(jié)約初期投資而擅自降低設(shè)計要求，購置價格相對低廉的設(shè)備，如冷水機組、水泵和風(fēng)機等，這些看似便宜的設(shè)備實際效率較低，常常把能源和資金白白消耗掉，使投資人得不償失，也會給企業(yè)在運行、維護、管理等方面帶來沉重的負(fù)擔(dān)。因此，制藥企業(yè)中央空調(diào)設(shè)計時應(yīng)按照GMP和生產(chǎn)的品種工藝要求合理設(shè)定凈化級別，從安全、適用、舒適、節(jié)能等方面選擇參數(shù)，進行仔細(xì)的空調(diào)冷熱負(fù)荷計算，把冷熱負(fù)荷作為選擇設(shè)備的主要依據(jù)，選擇性價比佳的設(shè)備。
1.3 設(shè)備的選型
藥廠中央空調(diào)能耗一般包括三部分：
（1）空調(diào)冷熱源(冷水熱泵機組)
（2）空調(diào)機組及末端設(shè)備
（3）水和空氣輸送系統(tǒng)。在三部分能耗中，冷熱源能耗約占總能耗的50％左右，是空調(diào)節(jié)能的主要方面。
1.3.1 空調(diào)冷熱源方案的選擇
在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計中，主張選用高能效冷熱源設(shè)備，但也反對盲目追求能效。實際采用時應(yīng)結(jié)合中國當(dāng)前經(jīng)濟發(fā)展水平，采用系統(tǒng)綜合法來選用冷熱源設(shè)備。如果均把各自消耗的能量折算成一次能源，則各類機而至，造成巨大的能源浪費，因此選擇能效高的熱回收型冷水機組是明智的。熱回收型冷水機組有并聯(lián)式冷凝器和串聯(lián)式冷凝器兩種，一體化并聯(lián)式冷凝器是指相對于冷媒而言為一個冷凝器，但從水側(cè)來看，有二組并聯(lián)的水盤管，其中一組盤管對應(yīng)于常規(guī)機型的工作方式，為開式系統(tǒng)；而另一組為熱回收盤管，采用閉式循環(huán)。通過調(diào)節(jié)冷卻塔的散熱量，可同時降低熱回收水系統(tǒng)的出水溫度控制，同時確保機組在定流量與定冷凝壓力工況下穩(wěn)定運行，這樣除濕所需的再熱量完全可由新型冷水機組提供。其應(yīng)用于恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)有較大的優(yōu)越性，具有很高的綜合性能。
1.3.2 空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備選擇
選擇大小合適節(jié)能好的冷凍水泵和冷卻水泵是簡單、有效切實可行的節(jié)能方法，依據(jù)設(shè)計計算來分析管網(wǎng)和負(fù)荷特性，認(rèn)真核對和計算空調(diào)水系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，并采取相應(yīng)措施保證各環(huán)路水力的平衡，同時按設(shè)計的流量和壓力參數(shù)來確定水泵，積極推廣變頻調(diào)速水泵，以及冬、夏兩用雙速水泵等能效較好的節(jié)能型水泵。中央空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)一般都以水為介質(zhì)，通過循環(huán)運行而實現(xiàn)熱量的傳遞，其中水質(zhì)處理的好壞對能耗的變化極為敏感，影響較大。一次性投資應(yīng)選用電子水處理儀可長期保證水質(zhì)，其工作原理是水流不斷經(jīng)過裝置所產(chǎn)生的低壓脈沖電場，水中雜質(zhì)、多種電離子進行有序排列運動后，產(chǎn)生很好的除垢、排污效果，另外還有殺菌功能，主要針對空調(diào)特有的軍團菌有明顯效果，可以保證中央空調(diào)系統(tǒng)的空氣衛(wèi)生質(zhì)量。
1.3.3 冷卻塔選擇
冷卻塔價值雖比較低，但在制冷系統(tǒng)中起著重要作用，不同廠家的產(chǎn)品能效比差別也很大。冷卻塔的大小型號要與制冷負(fù)荷匹配，并盡量選用風(fēng)量大、冷卻效果好以及噪音低的冷卻塔。冷卻塔進出水溫差大可以大大降低冷水機組和水泵的負(fù)荷，可以有效的節(jié)能。
1.3.4 空調(diào)處理機組和末端設(shè)備選擇
空調(diào)處理機組至少包括新風(fēng)段、回風(fēng)段、混合段、初效段、表冷段、加熱加濕段、風(fēng)機段、中效段、送風(fēng)段，再經(jīng)風(fēng)管分配到末端高效過濾器，再將潔凈、溫濕度適宜的風(fēng)送到各房間，因此，風(fēng)機盤管和空調(diào)機組的節(jié)能在整個中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效能中也很重要。其中，初效、中效和高效過濾器應(yīng)選擇風(fēng)阻小、過濾效率高的濾材和產(chǎn)品；選用變頻風(fēng)機，也可以在潔凈室不使用時，將機組的轉(zhuǎn)速變低，相當(dāng)于值班風(fēng)機的使用；表冷和換熱器盤管的材質(zhì)一般選用傳熱效率高的薄壁銅管，采用高效率的親水翅片以提高系統(tǒng)設(shè)備的傳熱效率；選用保溫效果好的保溫材料等。這些都是切實可行的節(jié)能方法。
2、從電器自控系統(tǒng)的選用談節(jié)能
潔凈空調(diào)系統(tǒng)大風(fēng)量的特點帶來了高能耗，由此各種節(jié)能技術(shù)在潔凈空調(diào)系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。一個設(shè)計合理和運行管理良好的自控系統(tǒng)既能保持良好的室內(nèi)環(huán)境，還可以大幅度地節(jié)省運行費用，在較短的時間內(nèi)收回自控系統(tǒng)的一次性投資。目前應(yīng)用較廣的是中央空調(diào)變頻節(jié)能控制器和應(yīng)用模糊控制理論與變頻技術(shù)相接合的智能化成套技術(shù)設(shè)備。
2.1 采用中央空調(diào)變頻節(jié)能控制器
目前應(yīng)用較廣的變頻器可以將風(fēng)機轉(zhuǎn)速降低，減少功耗，取得良好的節(jié)能效果。一般隨著系統(tǒng)的運行，過濾器的阻力會變得越來越大，空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量將會減少，變頻器通過反饋信號將風(fēng)機的轉(zhuǎn)速變大，就可以滿足系統(tǒng)風(fēng)量的要求，對房間的正負(fù)壓保持有良好的調(diào)節(jié)作用。在回風(fēng)處和冷凍水管道上增設(shè)溫度控制器也能使冷水機組壓縮機隨負(fù)荷大小自動調(diào)節(jié)變化。同時，通過空調(diào)變頻控制器自動跟蹤冷水機組能量變化，對水泵電機有效功率輸出進行精確地控制，當(dāng)回風(fēng)處溫度下降，控制器使冷水機組壓縮機隨負(fù)荷調(diào)小，水泵控制輸出頻率會自動下調(diào)，這樣可大大節(jié)約能源，又能滿足中央空調(diào)系統(tǒng)運行的要求，避免因電機的直接啟動而造成對電網(wǎng)的沖擊，可以大大延長系統(tǒng)中設(shè)備的使用壽命，還可以使室內(nèi)的溫度變化更小，也減少了冷熱損失。
2.2 應(yīng)用模糊控制理論與變頻技術(shù)相接合的智能化成套技術(shù)
近年來隨著自動化控制技術(shù)的發(fā)展，在潔凈室空調(diào)已有選用了模糊控制理論與變頻技術(shù)相接合的智能化成套技術(shù)設(shè)備。它能根據(jù)中央空調(diào)的末端負(fù)荷的變化和空調(diào)主機的運行狀況自動對冷熱水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機等常規(guī)設(shè)備實施實時優(yōu)化控制，使得系統(tǒng)水流量隨空調(diào)負(fù)荷同步變化，在保證使用要求前提下，達(dá)到降低電耗的目的。 該成套設(shè)備的核心技術(shù)是變流量控制器，通過各類傳感器建立的數(shù)據(jù)庫和已設(shè)計的模糊控制運行模型，運用模糊運算規(guī)則，最終達(dá)到智能模糊控制的目的。各個獨立的子系統(tǒng)，在各種變化的負(fù)荷條件下，變流量運行均能保證處于較好的節(jié)能工作狀態(tài)。中央空調(diào)采用了變流量控制裝置新技術(shù)后，除了有較可觀的節(jié)能效果外，由于應(yīng)用了多參量模糊控制原理，對中央空調(diào)所有系統(tǒng)設(shè)備都列為控制對象，從而可以大范圍、全系統(tǒng)跟蹤，運行穩(wěn)定安全可靠。
3、從操作和運行的管理上談節(jié)能
隨季節(jié)的變化環(huán)境溫度、濕度、空氣質(zhì)量都會有相應(yīng)的變化，潔凈空調(diào)系統(tǒng)的冷水機組所設(shè)定溫度、冷卻水與冷凍水溫度、壓力等參數(shù)應(yīng)做相應(yīng)變化，而新風(fēng)量、回風(fēng)量、排風(fēng)量等參數(shù)也做相應(yīng)調(diào)整；也隨生產(chǎn)品種、工藝、生產(chǎn)工序的不同，生產(chǎn)所需溫度、濕度可能有較大的變化。這些都需要及時調(diào)節(jié)。另外，關(guān)機不及時會造成能源的巨大浪費；下班前10 min關(guān)冷水機組，可以節(jié)省電能；空調(diào)系統(tǒng)的維護保養(yǎng)質(zhì)量都與節(jié)能有很大關(guān)系。
3.1 操作上節(jié)能
3.1.1 冷卻水系統(tǒng)的操作
當(dāng)環(huán)境條件與負(fù)荷都已成為定值時，冷凝熱負(fù)荷也為定值。對整個制冷系統(tǒng)而言，盡量地提高冷卻塔風(fēng)機的風(fēng)量，增加進、出水溫差，降低冷水機組的負(fù)荷是節(jié)能的，所以可常規(guī)調(diào)整冷卻水的進出水流量，使進、出水溫差在5 ℃以上。但是，也應(yīng)注意當(dāng)冷卻水的進出水流量對進、出水溫差影響不大時應(yīng)盡量降低冷卻水泵的負(fù)荷。
3.1.2 冷凍水系統(tǒng)的操作
冷凍水系統(tǒng)操作時，應(yīng)注意開機前關(guān)閉不運行機組的冷凍水進水閥，防止竄水和能源浪費，排盡冷凍水系統(tǒng)的空氣。一般可打開需運行機組蒸發(fā)器上的進出水閥，開啟相應(yīng)的冷凍水泵，冷水機組工況規(guī)定冷水供回水溫差5 ℃。這也就規(guī)定了機組的冷凍水流量。在標(biāo)準(zhǔn)工況下，蒸發(fā)器上冷水供回水壓降應(yīng)調(diào)定為49 kPa，避免出現(xiàn)大流量、小溫差的現(xiàn)象。
3.1.3 風(fēng)機的操作
在夏季室外空氣焓值大于室內(nèi)空氣焓值，為了減輕冷凍水的降溫除濕負(fù)荷，在不影響空調(diào)控制范圍的前提下，將夏季一直開的冷凍水除濕、加熱升溫的空調(diào)設(shè)定點適當(dāng)上調(diào)，夏季新風(fēng)量和排風(fēng)量開到最?。欢臼彝饪諝忪手敌∮谑覂?nèi)空氣焓值，在空調(diào)許可的情況下將新風(fēng)量和排風(fēng)量開到適當(dāng)；在過渡季節(jié)應(yīng)該加大新風(fēng)量運行，這不僅可縮短制冷機的運行時間，減少耗能量，同時可改善室內(nèi)環(huán)境的空氣質(zhì)量。   因此，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時不僅要保證的最小新風(fēng)，而且在過渡季節(jié)應(yīng)能增加和開足新風(fēng)門。在保證生產(chǎn)的條件下，合理利用自然能，從而減少空調(diào)能源消耗。舒適性空調(diào)則安裝溫控器，將環(huán)境溫度真正控制在26～28 ℃，以達(dá)到最大限度節(jié)能的目的。另外，晚上開值班風(fēng)機時，應(yīng)盡量關(guān)閉新風(fēng)達(dá)到保溫保壓的目的，避免潔凈室結(jié)露而造成設(shè)備生銹。
3.1.4 其它
在滿足空調(diào)需求的前提下，盡量減少機組的運行時間，隨時掌握各用冷場合的具體情況，勤作巡查。注意各通往室外門窗關(guān)閉，防止漏冷氣和室外熱空氣的侵入，適時開/停有關(guān)冷水機組、冷凍水泵風(fēng)柜及風(fēng)機盤管等設(shè)備，實際上可降低機組的耗電量和末端設(shè)備的耗電量。
3.2 運行管理上的節(jié)能
（1）空調(diào)系統(tǒng)與外界接觸面大，設(shè)備和管道的保溫對于節(jié)省能量消耗、降低運行費用也是相當(dāng)重要的。如果保溫效果不好或在維修后保溫層修復(fù)不好，風(fēng)管和水管會過多地消耗冷量，也會由于所供冷水溫度的過高溫升而導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)在空氣的處理過程中因無法保證其機器露點，使空調(diào)房間相對濕度超標(biāo)。對發(fā)熱房間和發(fā)熱設(shè)備應(yīng)盡量排風(fēng)，以減少能量的過多耗費。
（2）定期對空調(diào)系統(tǒng)進行檢查清理。大氣中的塵埃、水分、細(xì)菌氧氣及某些有害酸性氣體不斷地由冷卻塔進入冷卻水系統(tǒng)中，冷凍系統(tǒng)雖然較為密閉，但水中溶解氧對冷凍管材也會產(chǎn)生腐蝕作用，空調(diào)設(shè)備日積月累將產(chǎn)生污垢、銹蝕、銹渣和微生物不斷繁殖所產(chǎn)生的生物污泥使管道堵塞，對制冷系統(tǒng)影響極大，也是空調(diào)能耗高的重要原因。因此，經(jīng)常檢查、及時處理，保證冷卻水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、冷凝器及蒸發(fā)器等設(shè)備內(nèi)不結(jié)垢、無污物，以免影響冷凝器、蒸發(fā)器的熱交換效果，以減少能量的過多耗費。
（3）定期清洗或更換空調(diào)箱中沉積大量灰塵的濾袋、過濾網(wǎng)等，沒有及時清洗濾袋會造成濾袋的老化，從而大粒徑的塵粒會穿過濾袋到達(dá)高效過濾器，縮短了過濾器的壽命，也無法保證潔凈度，使空調(diào)加倍費力。
（4）減少系統(tǒng)運行的漏風(fēng)量。在空調(diào)系統(tǒng)運行中漏風(fēng)所造成的能量損失是很可觀的，一定要經(jīng)常檢查、及時處理、加強維護管理，以減少能量損耗。在設(shè)計中應(yīng)采用密閉性良好的門窗，應(yīng)采用加設(shè)彈性良好、鑲接牢固嚴(yán)密、經(jīng)久耐用的密封條產(chǎn)品是提高門窗氣密性的重要手段。當(dāng)凈化空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)道內(nèi)壁連接和彩鋼板圍護的結(jié)構(gòu)不嚴(yán)密、潔凈室與技術(shù)夾層（吊頂）的密封措施不當(dāng)或者空氣處理機組的漏風(fēng)率過大時，都會造成能源浪費。這些問題解決得越好，運行費用就越低，節(jié)省的能源就越多。
（5）GMP要求對產(chǎn)塵量大的粉碎、秤量、配料、混合、制粒、壓片、包衣、灌裝等工序的空氣凈化系統(tǒng)應(yīng)使用間歇性開停的局部排風(fēng)或全排風(fēng)設(shè)備，這樣帶來了各潔凈室之間氣壓、氣流方向的不穩(wěn)定性，其對能源是一種大量浪費。目前，已有藥廠的排風(fēng)采用袋式粗中效過濾除塵器將粉塵濾過，可以利用回風(fēng)對熱能的再回收，實現(xiàn)熱能的二次利用，從而減少空調(diào)的能源消耗。