我國當前面臨著(zhù)經(jīng)濟社會(huì )快速發(fā)展和人口增長(cháng)與資源環(huán)境約束的突出矛盾， 為了使經(jīng)濟增長(cháng)可持續，同時(shí)緩解巨大的環(huán)境壓力， 必須以環(huán)境友好的方式推動(dòng)經(jīng)濟增長(cháng)。有關(guān)研究報告顯示， 中國潔凈室行業(yè)市場(chǎng)規模在2016年約為900億元， 到2020年將增長(cháng)到1400億元， 潔凈廠(chǎng)房建設規模巨大。但潔凈廠(chǎng)房的能耗是一般寫(xiě)字樓的10倍-30 倍， 凈化空調系統的能耗是一般空調系統能耗的5倍-15倍， 潔凈廠(chǎng)房的節能顯得尤為重要。

   潔凈室就是“ 室內空氣中的懸浮粒子（ 灰塵、微生物… …） 濃度受控的房間。它的建造和使用應減少室內誘入、產(chǎn)生和滯留粒子。潔凈室已廣泛地應用在電子（微電子、光電子等） 、航天、化工、制藥、醫療等各行各業(yè)。并且， 隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展， 潔凈室和潔凈技術(shù)的應用將越來(lái)越廣泛、越深入、越重要。

   一般潔凈室（ 包括工業(yè)潔凈室和生物潔凈室其送風(fēng)的空調凈化系統的空氣處理可分為兩大類(lèi)：

其一， 是空調凈化系統空氣集中處理和集中送風(fēng)方式。送入潔凈廠(chǎng)房的全部空氣（ 即消除室內余熱余濕， 維持室內正壓和保證室內潔凈度的全部送風(fēng)量） 都經(jīng)過(guò)設于空調機房?jì)鹊目照{機組（AHU）進(jìn)行粗、中效過(guò)濾和降溫降濕或加熱、加濕等凈化和熱濕處理， 然后再用送風(fēng)管道將空氣送至潔凈廠(chǎng)房送風(fēng)口， 經(jīng)髙效過(guò)濾器（HEPA） 或超髙效過(guò)濾器（ULPA） 過(guò)濾后送到潔凈廠(chǎng)房?jì)龋?/font> 以保證潔凈廠(chǎng)房?jì)鹊臏�、濕度�?/font> 正壓和潔凈度等級。全部的回風(fēng)又經(jīng)過(guò)集中式的回風(fēng)管內拉回到空調機房與新風(fēng)重新混合重新再進(jìn)行一系列的熱濕處理， 這樣往復循環(huán)。根據生產(chǎn)工藝對生產(chǎn)環(huán)境（ 溫、濕度， 潔凈度， 正壓… …） 的不同要求又可分為４ 種不同的送風(fēng)系統。即：

① 直流送風(fēng)系統。

②�壱淮位仫L(fēng)的送風(fēng)系統。

③ 一、二次回風(fēng)的送風(fēng)系統。

④ 新風(fēng)機組MAU） 加循環(huán)機組（RCU） 的送風(fēng)系統。

其二， 是空調凈化系統空氣分離處理和分離送風(fēng)的方式。將消除室內余熱余濕的空調送風(fēng)和保證室內潔凈度等級的凈化送風(fēng)分開(kāi)進(jìn)行處理分離送風(fēng)的方法。也就是將消除室內余熱、余濕的空調送風(fēng)（ 約占總送風(fēng)量的10％-30） 由設在空調機房的空調機組（AHU） 或新風(fēng)機組（MAU） 內進(jìn)行熱濕處理， 以保證室內的溫度和相對濕度， 而占總送風(fēng)量70％＾90％ 的凈化送風(fēng)在潔凈室就地循環(huán)來(lái)保證室內的潔凈度。此方案又可分為3種不同的組合形式：

�崲� 新風(fēng)機組（MAU） 加循環(huán)機組（RCU） 加FFU的送風(fēng)方案。

②   空調機組（AHU） ［ 新風(fēng)機組（MAU） ］ 加FFU的送風(fēng)方案。

③ �嵭嘛L(fēng)機組（MAU） 加FFU 加干盤(pán)管（DC）的送風(fēng)方案。

潔凈室的能耗潔凈廠(chǎng)房是能量消耗大戶(hù)， 據了解大規模集成電路生產(chǎn)用潔凈廠(chǎng)房的用電負荷為數萬(wàn)千瓦， 它的能量消耗包括： 生產(chǎn)設備的用電、用熱、用冷； 凈化空調系統的耗電、耗熱及冷負荷； 冷凍機組（系統） 的耗電， 排氣裝置的耗電以及所排氣體帶走的冷（熱） 負荷＜各種氣體、髙純物質(zhì)的提取、輸送耗電、耗熱、耗冷， 公用設施的用電和照明用電等。

潔凈室的能量消耗是一般寫(xiě)字樓的10倍-30倍，在各類(lèi)能量消耗中除生產(chǎn)設備隨產(chǎn)品品種、生產(chǎn)工藝不同而不同外， 能量消耗總量中比例較大的是冷凍機的電耗， 通�？烧嫉娇偭康�15％-35％ ， 潔凈室的凈化空調系統冷負荷是一般空調的5倍-15倍。

潔凈室的空調凈化系統運行能耗比一般舒適性空調運行能耗大得多， 隨著(zhù)凈化級別的提高， 潔凈室空調能耗也急劇增大。潔凈室空調系統的主要能耗：

① 為維持潔凈室所要求的溫度和相對濕度， 要對潔凈室的送ｍ行必要的熱、濕處理（ 冷卻、去濕、加熱、加濕… …） ， 就必須向空調凈化系統供冷供熱、供蒸峨要消耗大量的能量。

② 為了保證潔凈室的潔凈度， 溫度、濕度等參數，必須往潔凈室送入大量的空氣， 送風(fēng)的風(fēng)機和供水的水泵等動(dòng)力設備也要消耗可觀(guān)的能量。

③ 上述的供冷、供熱、供蒸汽消耗的能量以及�嵥惋L(fēng)、送水設備消耗的電量。

④ 潔凈室的冷負荷中的主要負荷是新風(fēng)冷負荷，消除工藝設備和工藝過(guò)程產(chǎn)熱的冷負荷和抵消風(fēng)機和水泵發(fā)熱的冷負荷， 而圍護結構、照明和作業(yè)人員３ 項冷負荷相對較小， 有數據表明， 在高級別的潔凈廠(chǎng)房中其負荷不足總冷負荷的１０％。 

潔凈室空調系統能耗大的原因：

① 凈化送風(fēng)量大。不同凈化級別的潔凈室送風(fēng)量和相同面積的舒適空調送風(fēng)量的相比是其1.5 倍-55 倍， 而且送風(fēng)風(fēng)壓也是其２倍-３倍，因此送風(fēng)

機的溫升耗冷量很大。

② 潔凈室空調凈化系統的新風(fēng)量大，一般情況下， 新風(fēng)量等于排風(fēng)量與正壓漏風(fēng)量之和， 因此生產(chǎn)工藝排風(fēng)量大故新風(fēng)量就很大。因此， 新風(fēng)的熱濕處理耗能嫌很大。

③ 潔凈室中的工藝設備和工藝過(guò)程發(fā)熱量大，而且連續兩班制或三班制運行。因此， 耗能量也大。

④ 潔凈室內生產(chǎn)工藝的溫、濕度及其精度要求很髙、很?chē)�。也是能耗大的原因�?/span>

潔凈室的節能為了降低潔凈室的雛消耗， 從潔凈室的規劃、設計階段就要考慮節能問(wèn)題。降低潔凈室能耗的主要途徑是合理確定潔凈室的面積和恰當選擇潔凈度等級｝ 合理選擇凈化空調系統形式， 準確計算冷負荷和配置節能型設備； 選用先進(jìn)、能耗低的公用動(dòng)力系統、設備； 合理確定潔凈室的圍護結構等�？刹扇〉墓澞艽胧┌�括：

(1) 廠(chǎng)址、總平面布置， 盡量選擇大氣污染小，產(chǎn)塵量小的場(chǎng)地建廠(chǎng)， 場(chǎng)內布置時(shí)潔凈室應布置在污染少的場(chǎng)所并注意朝向安排。

（2） 工藝平面布置時(shí)， 盡量減少潔凈室的面積或減少潔凈度要求嚴格的潔凈室的面積｜ 能不設置在潔凈室內的工序、設備應設在非潔凈區＜恰當的確定各類(lèi)房間的潔凈度等級， 不應隨意提髙潔凈度要求， 組織好人流、物流和安排好輔助�嵎块g， 與相關(guān)專(zhuān)業(yè)配合選擇好潔凈室的形式、空間布置等。

（3） 合理確定潔凈室的建筑形式， 減少冷量損失。

（4） 優(yōu)化凈化空調系統空氣處理過(guò)程。

（5） 設法降低冷（ 熱） 負荷， 主要途徑有：

① 減少潔凈室主要設備的排氣量；��

② 減少潔凈室空調系統的泄漏量；��

③降低潔凈室內生產(chǎn)設備的散熱量；��

④ 減少潔凈室內的發(fā)塵量， 降低送風(fēng)量；��

⑤ 合理選用局部?jì)艋�／隔離裝置／微環(huán)境裝置；��

⑥ 采取措施減少系統阻力；��

⑦ 選用能耗低， 效率髙的設備；��

⑧ 選用變風(fēng)量、變頻機等；��

⑨ 加強隔熱措施， 選用優(yōu)質(zhì)隔熱材料。��

（6）提髙設備效率， 在有可能的條件下采用��

熱回收裝置：��

① 采用高效冷凍機、麻、水泵和換熱設備；��

② 合理配置設備， 盡量防止大馬拉辟現象；��

③ 采用回風(fēng)冷（熱）量回收裝置， 排氣冷（熱）量利用裝置；��

④ 在合適的條件下采用冷凍機的冷熱利用裝置；��

⑤生產(chǎn)設備的冷熱量回收；��

⑥合理配置公用動(dòng)力設備， 如采用自由冷卻系統， 冷熱電聯(lián)產(chǎn)等。��

潔凈廠(chǎng)房的規劃、建設， 生產(chǎn)工藝等受到各方面的影響， 綜合考慮因素較多， 是一個(gè)龐大的系統工程，一旦確定后很難更改。潔凈室的空調系統更容易被工程建設人員控制， 研究潔凈室空調系統的節能措施在工程實(shí)踐中具有更重大的意義。��

影響潔凈室空調系統能耗的主要因素��

潔凈室空調系統的能耗主要受以下因素的影響：��

① 凈化空調系統空氣處理過(guò)程，��

② 氣流平均速度／ 換氣次數；��

③空氣輸送系統的阻力，��

④空調參數，��

⑤排風(fēng)量；��

⑥工藝設備發(fā)熱量；��

⑦空調系統各設備的效率。��

潔凈室空調系統的節能措施、合理確定空氣處理系統潔凈室的空氣處理方式應經(jīng)熱負荷、濕負荷、風(fēng)量平衡計算和經(jīng)濟技術(shù)比較后得出， 切忌生搬硬套。

一般而言， 潔凈室的循環(huán)風(fēng)量遠大于新風(fēng)量，可實(shí)現二次回風(fēng)以避免冷熱量抵消， 達到節能的目的，因此應采用二次回風(fēng)，二次回風(fēng)流程中可以分為由新風(fēng)承擔全部的冷熱濕負荷和由新風(fēng)及循環(huán)風(fēng)分別承擔冷熱濕兩種方式， 其總的冷熱濕負荷是相同的， 應根據工程的具體情況合理采用。對于室內顯熱負荷大（ 熱濕比大） 空氣循環(huán)量大的潔凈室，因送風(fēng)溫度與室內溫度的溫差很小， 采用新風(fēng)空調機加FFU（風(fēng)機過(guò)濾單元） 和干表冷共同承擔冷熱負荷是節能的。

凈化空調系統空氣處理過(guò)程的優(yōu)化對節能的效果十分明顯， 優(yōu)化的目的就是減少或消除冷熱抵消現象和降低風(fēng)機溫升。��

比如： 對干一級潔凈手術(shù)室（ 北京） 夏季耗冷量，當采用一次回風(fēng)系統時(shí)是60KW， 而采用二次回風(fēng)系統時(shí)只有25KW， 當采用新風(fēng)機組深冷抽濕處，理想時(shí)其耗冷量只有20kw。

髙級別潔凈室（5級以上） 是垂直單向流潔凈室， 其送風(fēng)機的風(fēng)量非常大， 髙達400次／h-500次／h 換氣， 而且風(fēng)機的壓頭也很髙，一般多在1000Pa-1500Pa ， 因此風(fēng)機溫升的負荷大。按理論計算： 在集中送風(fēng)方式的系統中， 風(fēng)機的溫升為1.5攝氏度 ， 僅此一項的負荷就是500W/m²-700W/m²，如果采用FFU 送風(fēng)方式， 風(fēng)機溫升的負荷可降低至250W/m²-350W/m²。新麻組需要的冷凍水溫度較低（５攝氏度） ， 干表冷需要冷凍水溫度較高

一般冷水機組出水溫度提高：

能耗降低2％，出力增加3％， 這樣采用12°Ｃ 的冷凍水系統可使冷水機組運行能耗比5°Ｃ 時(shí)節省15°C

減少空氣循環(huán)量，潔凈室空氣循環(huán)量的減少對節能是很主要的內容，主要是：

一是減少單向流或要求嚴格的潔凈室的面積， 二是合理降低潔凈室的平均氣流速度/換氣次數，三是提升潔凈室的密封性能，以及正壓控制不過(guò)高。

1） 減少單向流潔凈室的面積把關(guān)鍵的要求嚴的潔凈加工區與周?chē)�要求不嚴的潔凈室環(huán)境加以物理分隔， 即對關(guān)鍵區域采用“點(diǎn)”或“線(xiàn)” 的保護而不采用“面”

的保護，以減少單向流潔凈室的面積， 如在非單向流潔凈室內設置潔凈工作臺、潔凈工作棚或層流罩等局部單向流潔凈區： 采用微環(huán)境/隔離裝置等。��

２） 降低氣流速度、換氣次數由于髙效過(guò)濾器及污染控制水平的提髙， 以及流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 經(jīng)驗和研究已經(jīng)認為可降低潔凈室的氣醜度／ 換氣次數，有導則等對氣流速度/換氣次數的推薦值已有所降低。��

在實(shí)際的設計、調試、生產(chǎn)過(guò)程中，應以滿(mǎn)足規范要求、生產(chǎn)工藝的需求為標準， 不宜留過(guò)

3）組排風(fēng)機組所帶末端不宜過(guò)多， 不同工藝設備需要的排風(fēng)風(fēng)壓是不同的，是否共用一個(gè)系統，應經(jīng)過(guò)經(jīng)濟技術(shù)比較確定��

4）所有排風(fēng)支管的末端均應裝設密閉性能好的調節閥， 因排風(fēng)系統工作時(shí)并不是所有的工藝設備均需排風(fēng)， 末端調節閥密閉性能不好， 會(huì )造成較大漏風(fēng)， 這點(diǎn)在安裝、驗收時(shí)應與特別關(guān)注。

5）除有毒、有害、易燃易爆等排風(fēng)系統外，在一般排風(fēng)系統的熱回收也是重要的節能的途徑。

工藝設備的發(fā)熱量、空調參數工藝設備的發(fā)熱量只能通過(guò)工藝設備本身解決，空調參數的確定在滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求的前提下， 不應過(guò)高過(guò)嚴要求。否則， 其能耗會(huì )大幅度上升。另外負荷計算時(shí)安全裕量不應留有過(guò)大，否則設備的耗電會(huì )大大增加。

空調系統各設備的效率及節能方式潔凈室的空調系統（包括冷凍水系統） 能耗較大， 因此采用髙效率的風(fēng)機、水泵、冷水機組及電機等具有明顯的節能和經(jīng)濟效益。在選擇設備時(shí)還要注意設備在運行點(diǎn)時(shí)保持較髙的效率。��

1）空調機組風(fēng)機的變頻控制潔凈室的空調機組通常是指空調（AHU）、新風(fēng)機組（MAU）、循環(huán)機組（RAU），一般情況下，新風(fēng)機組（MAU）應采用變頻控制， 空調機組（AHU）、循環(huán)相組（RAU）是否采用變頻控制，應根據工藝生產(chǎn)特點(diǎn)， 空調工況計算后經(jīng)經(jīng)濟技術(shù)比較后作出。在新風(fēng)系統中， 粗、中、高效過(guò)濾器的阻力是隨系統投入運行時(shí)間變化的， 在新風(fēng)機組設計時(shí)其風(fēng)機風(fēng)壓一般是按中、高效過(guò)濾器的終阻力來(lái)確定的， 過(guò)濾器的終阻力通常按初阻力的2倍計算。這樣新風(fēng)機組在相當長(cháng)的運行時(shí)間內系統的實(shí)際阻力遠遠低于所配風(fēng)機的壓頭， 如沒(méi)變頻調節措施， 只能靠關(guān)小新風(fēng)系統總風(fēng)管上的閥門(mén)來(lái)達到系統送風(fēng)量， 當系統運行一段時(shí)間后， 由于空氣過(guò)濾器容塵量的增加而阻力逐漸上升，統送風(fēng)量也會(huì )隨之逐漸下降， 為系統送風(fēng)量滿(mǎn)足維持房間潔凈等級的要求， 只能定期開(kāi)大新風(fēng)管上的閥門(mén)， 這樣不僅浪費能源， 對運行管理也帶來(lái)很大不便，故新風(fēng)機組應采用變頻控制，多采用根據潔凈廠(chǎng)房的正壓值控制風(fēng)機轉速以確保必須的新風(fēng)量。隨著(zhù)變頻技術(shù)的發(fā)展和變頻系統價(jià)格的下降，以及國家、社會(huì )、業(yè)主對節能降耗的重視，空調機組（AHU）、循環(huán)機組（RAU） 也越來(lái)越多的采用變頻控制， 這不僅節省能源， 同時(shí)也解決了不生產(chǎn)時(shí)低風(fēng)量運行問(wèn)題。��

2） 風(fēng)機和電機采用直聯(lián)風(fēng)機的驅動(dòng)采用電機直聯(lián)的方式， 不僅風(fēng)機的傳動(dòng)效率高（ 電動(dòng)直聯(lián)為100％，三角皮帶傳動(dòng)為95％ ），而且可以減少機組震動(dòng)對工藝設備的影響。��

3） 直流式FFU的應用FFU（ 風(fēng)機過(guò)濾單元） 從電源方面分為直流和交流兩種形式， 交流式一般設3-5 檔調節電壓的方式來(lái)調節電機的轉速，以滿(mǎn)足FFU。出風(fēng)口風(fēng)速的需要，由于控制元件為FFU自帶，分布在潔凈室吊頂各個(gè)位置， 控制起來(lái)極不方便。直流式FFU配一個(gè)直流調速器，電機無(wú)電刷，噪音小，直流電機的轉子是永磁的， 節省了三相異步電動(dòng)機的轉子電流消耗。同交流FFU相比，直流式FFU電機功率更小， 電機發(fā)熱更少， 減少無(wú)關(guān)能耗， 也有效降低空調負荷。                

有資料表明，同交流式FFU相比，直流式FFU 經(jīng)過(guò)２ 年左右時(shí)間可將前期投入的差值拉平（按每臺FFU每年運行350天，每天運行24h計）。同交流式FFU 相比， 直流式FFU控制更為方便，簡(jiǎn)單，這一優(yōu)點(diǎn)在大型的潔凈工程中比較突出。

4） 中低溫冷凍水系統分別設置和采用帶熱回收式冷水機組在老的電子工廠(chǎng)中， 通常只設置單一溫度的冷凍水供應系統， 為了保證新風(fēng)機組的除濕， 只能設置低溫冷凍水系統， 有的系統、用冷點(diǎn)均對冷凍水溫度要求很是寬松， 尤其是隨著(zhù)干表冷器越來(lái)越多的應用， 對冷凍水的最低溫度也提出要求， 這就使中低溫冷凍水系統的設置不僅成為可能， 而且是必須。對于大型的電子工廠(chǎng)， 冷凍水的供應可分成中低溫兩個(gè)系統， 采用中溫冷水機組的方式。中溫冷水機組制冷性能優(yōu)于低溫冷水機組， 如前所述：

一般冷水機組出水溫度提高1攝氏度能耗降低2％，出力增加3％（需視具體機組情況而定），這樣采用12攝氏度：的冷凍水系統可使冷水機組運行能耗比5攝氏度時(shí)節省15％-18％，節能效果明顯。需要指出的是，為了達到最大程度的節能目的，一旦設置了中溫冷凍機組， 應盡量擴大中溫冷凍水的使用范圍，如新風(fēng)處理系統的一級表冷，變配電所降溫空調系統的表冷器，工藝冷卻水系統，純水系統的冷卻等。��

潔凈室一年四季均需要冷水，同時(shí)，冬季電子工廠(chǎng)也需要大量的低熱水， 經(jīng)經(jīng)濟技術(shù)比較后可采用帶熱回收式的冷水機組，以達到節能目的。��

5）冷凍水、冷卻水采用大溫差常規空調中， 冷水機組冷凍水供回水溫度為7/12攝氏度，冷卻水供回水溫度32/37攝氏度，均采用5攝氏度的溫差。��

如將冷凍水的供回水溫度調整為7/14攝氏度，采用7攝氏度溫差， 則冷凍水流量約可減少為原來(lái)的71.5％，由于水泵的動(dòng)力與流量成正比， 因此能耗也為原來(lái)的71.5％（注意需核算空調機等的盤(pán)管面積）。

冷卻水溫度也可采用大溫差的方式， 如冷卻水供回水溫度32/40攝氏度，但是冷卻水溫度的提髙，冷水機組的COP性能有所下降，不過(guò)這種情況主要發(fā)生在夏季的白天，在夏季晚上，過(guò)渡季節，冬季和部分負荷運行時(shí)，冷卻水回水溫度一般不會(huì )達到4攝氏度， 冷水機組運行工況大部分時(shí)間沒(méi)有設計工況嚴苛， 對冷水機組性能影響不大。需要注意的是采用大溫差的冷卻水運行溫度只適用于一年四季運�嵭械睦渌畽C組， 單純的舒適空調、公共建筑等的冷水機組采用這種方法意義不大， 甚至更加耗能。

6） 自由冷卻系統的應用所謂自由冷卻系統， 根據當地的氣候特點(diǎn)， 在�崳�

冬季或過(guò)渡季節， 利用自然環(huán)境的“冷量”供冷，即利用工程項目中的制冷系統， 在冬季或過(guò)渡季節冷水機組不制冷， 而用冷卻塔循環(huán)冷卻供冷。自由冷卻系統閥門(mén)控制較多， 宜采用全自動(dòng)控制方式，以確保凈化空調所需溫度的冷水。

7）準確、有效、方便、快捷的控制系統不論何時(shí)，準確、有效、可靠的自動(dòng)控制系統是非常重要的， 只有系統可靠運行，參數符合設計要求，才不會(huì )造成浪費，才能節能。��

潔凈室空調系統的節能是一個(gè)綜合的系統工程，并不是所有的方式均適用。要根據項目的具體情況綜合考慮一次投資和日常運行費用有選擇的采用。