一、低斷面風(fēng)速設(shè)計(jì)
斷面風(fēng)速就是空氣處理部件中空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器或者加熱/冷卻盤(pán)管的速度。低斷面風(fēng)速(LFV)設(shè)計(jì)使用更大的空氣處理器和較小的風(fēng)機(jī),從而降低空氣的流速,降低能耗和設(shè)備壽命成本。大部分工程師根據(jù)“經(jīng)驗(yàn)”把空氣處理器設(shè)計(jì)成500英寸/分鐘。這樣的設(shè)計(jì)雖然節(jié)省時(shí)間,但是卻增加了運(yùn)作費(fèi)用。在低斷面風(fēng)速(LFV)設(shè)計(jì)中,使用更大的空氣處理器和更小的風(fēng)機(jī),從而降低空氣的流速,降低能耗和使用壽命成本。壓降決定了風(fēng)機(jī)的能量損耗。由“平方定則”可知壓降與速度下降的平方成正比。如果斷面風(fēng)速降低20%,那么壓降將下降36%;如果斷面風(fēng)速降低50%,壓降將下降四分之三。根據(jù)“立方定則”,風(fēng)機(jī)能耗的變化與流量變化的立方成正比。如果空氣流量降低50%,風(fēng)機(jī)能耗將下降88%。因此,較大尺寸的空氣處理器、較大的過(guò)濾器和盤(pán)管面積消耗較少的風(fēng)機(jī)能量,可以使用比較小的風(fēng)機(jī)和馬達(dá)。小風(fēng)機(jī)給空氣添加的熱量比較少,降低了冷卻的難度。厚度小的盤(pán)管更容易清洗、工作效率更高,所以冷凍水的溫度可以更高。過(guò)濾器在低斷面風(fēng)速情況下,工作效果更好、壽命更長(zhǎng)。LFV設(shè)計(jì)減少了空氣和水的壓降,減小了冷卻盤(pán)管的帶水量。流線型設(shè)計(jì),幾乎沒(méi)有尖角,從而使壓降減少10%到15%。LFV設(shè)計(jì)也可以把壓降降低四分之一。目標(biāo)是使能量損耗降低至少25%,減小變速風(fēng)機(jī)的大小。*的斷面風(fēng)速范圍是250-450英尺/分鐘,具體取決于使用情況和能量消耗。
二、換氣次數(shù)
潔凈室維持一定的空氣流量來(lái)保持清潔度和顆粒數(shù)。流量根據(jù)每小時(shí)的換氣次數(shù)來(lái)確定,同時(shí)這也決定了風(fēng)機(jī)尺寸、建筑構(gòu)型和能量消耗。在保持潔凈度的前提條件下,空氣流速的降低可以降低建造及能耗成本。換氣次數(shù)降低20%就可以使風(fēng)機(jī)的尺寸降低50%。空氣潔凈度比節(jié)約能耗更重要,但是最新的研究成果已經(jīng)有降低潔凈成本的記載了。關(guān)于最佳換氣次數(shù)還沒(méi)有達(dá)成共識(shí)。許多原則都已過(guò)時(shí),是建立在老觀念上,采用低效的空氣過(guò)濾器。調(diào)查顯示,ISO第5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的潔凈室推薦的換氣次數(shù)變化范圍是從250到700以上。美國(guó)的一所國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正在確定ISO第5級(jí)潔凈室的標(biāo)準(zhǔn)。研究顯示,實(shí)際換氣次數(shù)范圍是90到250――比操作規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)低很多,而且不會(huì)影響生產(chǎn)和潔凈度。因此建議ISO第5級(jí)潔凈室的換氣次數(shù)大約是200,保守的上限是300。
三、馬達(dá)效率
馬達(dá)消耗了潔凈室的大部分電能。連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的馬達(dá)每月消耗大量的電力。適當(dāng)?shù)靥岣咝省⑦m當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)尺寸,在翻新后,經(jīng)濟(jì)效果多半是不錯(cuò)的。效率增加幾個(gè)百分點(diǎn),利潤(rùn)就可增加。使用優(yōu)質(zhì)高效的馬達(dá),不一定會(huì)花費(fèi)太多。高效率意味著最小,在改變馬達(dá)的尺寸之前先盡量減小負(fù)荷。在輸出量變化時(shí),利用變速驅(qū)動(dòng)(VSD)可以提高操作效率。
四、變速驅(qū)動(dòng)的冷凍機(jī)四、
變速驅(qū)動(dòng)冷凍機(jī)能節(jié)省大量的能量和金錢(qián)。許多潔凈室的設(shè)計(jì)人員和操作人員認(rèn)為,沒(méi)有必要使用變速驅(qū)動(dòng)冷凍機(jī),因?yàn)樨?fù)荷通常是恒定的,多級(jí)冷凍機(jī)機(jī)組通常控制為高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。但是負(fù)荷恒定的冷凍機(jī)通常工作在滿(mǎn)負(fù)荷以下。變速驅(qū)動(dòng)冷凍機(jī)通常工作在全負(fù)荷的90%-95%以節(jié)省能量。一臺(tái)1000噸的冷凍機(jī)穩(wěn)定工作在滿(mǎn)負(fù)荷的70%,如果使用了變速驅(qū)動(dòng),每年就可節(jié)省兩萬(wàn)到三萬(wàn)美元。根據(jù)生產(chǎn)商的數(shù)據(jù),電能的價(jià)格是0.05美元/千瓦時(shí),這樣大約一年就可以回收成本。多級(jí)冷凍機(jī)冷水式機(jī)組很少高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。通常情況下,現(xiàn)場(chǎng)負(fù)荷通常不是正好匹配機(jī)組的能級(jí)變化。許多操作人員運(yùn)行額外的冷凍機(jī)以求可靠,一旦某個(gè)冷凍機(jī)發(fā)生故障,其它的冷凍機(jī)可以立刻補(bǔ)充,接替其全部負(fù)荷,因此冷水式機(jī)組經(jīng)常是讓冷凍機(jī)在制冷能力的60%到80%運(yùn)轉(zhuǎn)。在購(gòu)買(mǎi)新冷凍機(jī)的時(shí)候,購(gòu)買(mǎi)變速驅(qū)動(dòng)冷凍機(jī)是劃算的。用變速驅(qū)動(dòng)冷凍機(jī)可降低能耗,同時(shí)讓其他冷凍機(jī)可靠性運(yùn)行。有許多的研究和實(shí)驗(yàn)證明,變速驅(qū)動(dòng)冷凍機(jī)的效果是很好的。
五、雙溫度冷凍循環(huán)
冷凍系統(tǒng)通常設(shè)計(jì)成可以承受最大負(fù)荷,不管最大負(fù)荷發(fā)生得是否頻繁。流程中處于冷凍循環(huán)的冷凍水溫度,是由所有負(fù)荷中只占一小部分的極duan熱負(fù)荷來(lái)確定,這只是許多情況中的一兩種。這會(huì)造成冷凍能力過(guò)剩,在負(fù)荷不足的情況下效率低下。當(dāng)供給的冷凍水的溫度較低時(shí),冷凍機(jī)的工作效率也會(huì)很低。平均來(lái)說(shuō),冷凍水的供給溫度每增加一華氏度,冷凍器效率就提高一個(gè)百分點(diǎn)以上。如果劃分負(fù)荷,提供兩個(gè)不同溫度的冷凍水,那么工作效率將會(huì)更高。設(shè)計(jì)者可以使用并聯(lián)循環(huán)管路,將他們分成兩個(gè)子系統(tǒng),這樣可以在需要最大冷量的時(shí)候,冷凍機(jī)可以工作在相對(duì)不很苛刻的條件下。設(shè)計(jì)人員可以使用并聯(lián)循環(huán)管路,將他們成兩個(gè)子系統(tǒng),這樣可以在需要最大冷量的時(shí)候,冷凍機(jī)可以工作在相對(duì)不很苛刻的條件下。用專(zhuān)用冷凍機(jī)進(jìn)行中等溫度的循環(huán)(例如55℉到65℉),它的運(yùn)作是針對(duì)冷凍水的溫度進(jìn)行優(yōu)化的,可以滿(mǎn)足工廠的大部分需要。另一個(gè)較小的高效冷凍機(jī)提供溫度較低的循環(huán)(例如:39℉到43℉),可以滿(mǎn)足負(fù)荷中要求苛刻的部分。這個(gè)方案可以迅速增加整個(gè)冷凍機(jī)機(jī)組的效率提高百分之二十五或更多。對(duì)于相同容量的冷凍機(jī),高溫工作要比低溫工作花費(fèi)小得多。
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