电子厂房空调系统节能技术的前沿研究与应用

电子厂房空调系统节能技术的前沿研究与应用

巨龙

中电智维（上海）科技有限公司  上海  201800

摘要：本研究探讨了电子厂房空调系统节能技术的最新发展及其应用。通过分析节能技术在电子厂房中的应用现状，阐述了不同节能技术的原理及其实际效果。研究结果表明，合理的空调系统设计与节能技术的结合，可以有效降低电子厂房的能源消耗，提升整体能源利用效率。研究还提出了相关改进建议，以期为未来的节能改造提供参考。

关键词：电子厂房；空调系统；节能技术；高效机房

引言

随着全球能源紧缺和环境污染问题的日益严重，节能减排成为各行业共同关注的焦点。双碳目标也要求我们2030年重点耗能行业能源利用效率达到国际先进水平，2060年清洁低碳安全高效的能源体系全面建立。电子厂房作为耗能大户，其空调系统的节能问题尤为重要。本文旨在探讨电子厂房空调系统节能技术的前沿研究及其实际应用，通过分析现有技术和实际案例，提出优化策略，以期在节能减排的背景下，提升电子厂房的能源利用效率。

一、研究背景

电子厂房由于其生产工艺的特殊性，对环境温度、湿度等要求较高，空调系统设备成为厂房中的主要耗能设备。近年来，国家和地方政府对节能减排政策的不断推进，也为电子厂房空调系统的节能改造提供了有利条件。随着电子产品制造工艺的不断提高，环境温湿度、洁净度等参数的控制变得越来越严格，这进一步增加了空调系统的能耗。节能技术的应用可以降低能耗和运行成本，同时提高企业的市场竞争力。

二、电子厂房空调系统节能技术的研究

（一）合理布置电子厂房平面

在洁净空调系统设计中，应在满足工艺制程需求、保证工艺生产的前提下，综合考虑工艺要求、设备大小、操作方式、前后生产工序衔接方式、操作人数、设备自动化程度等因素，对房间洁净等级进行确定，合理规划各洁净区域面积、高度及工艺平面图，通过减少洁净空间、降低污染值、减少换气次数、减少工艺排风等方式来降低投资和运行成本，达到节能效果。

洁净空间的减少，如洁净面积减少或洁净室高度降低，可直接减少洁净空调送风量。洁净送风量的减少，同时设备用电量、冷热负荷相对都会降低。根据经验，若减少洁净体积30%，可节约25%能耗，万级洁净区的运行能耗是十万级洁净区的2.5倍左右。因此，设计时应集中布置相同净化等级的洁净室，尽可能减少洁净室面积，特别是高等级洁净室的面积，从而减少洁净空调系统的能耗。

在保证洁净室洁净度的前提下，减少洁净室换气次数，减少工艺排风量，从而减少洁净空调送风量是节能的重要手段之一。换气次数、工艺排风量与生产工艺、设备先进程度以及人员密度等相关。因此，掌握工艺的实际需求，尽可能采取局部高洁净设置代替整个区域高洁净设置等方式减少换气次数，从而减少洁净空调送风量，是降低洁净空调系统能耗的重要途径。

（二）高效热回收技术

热回收技术是通过回收空调系统中的余热，用于预热新风或生产工艺中需要加热的环节，从而降低整体能耗。当前常用的热回收设备包括热交换器、板式换热器、热泵等。热回收技术在电子厂房中的应用，不仅可以大幅度降低能源消耗，还能提高系统的整体效率。热回收设备通过将空调系统排出的余热进行回收，并将其传递给需要加热的空气或水等介质，从而减少空调系统的加热负荷。这不仅可以降低能耗，还能提高整个系统的能源利用率。在实际应用中，热回收设备的选择和配置需要根据厂房的具体情况进行设计，以确保其能够高效运行并满足生产工艺的要求。

（三）高效动力机房的设置

目前我国制冷机房能效水平相对较低，还有30-50%左右的节能潜力可以挖掘。国家发布《绿色高效制冷行动方案》，到2030年大型公共建筑制冷能效提升30%，制冷总体能效水平提升25%以上，绿色高效制冷产品市场占有率提高40%以上。可见在国内，高效机房理念已经上升到国家层面，但是目前高效机房在国内的发展仍处于初级阶段，我国大部分建筑空调系统仍然属于能耗大户。

高效机房采用行业领先的技术，运用到各个阶段，涉及包括：设备选型、深化设计、模拟仿真、调试测试、高效运维为高科技厂房提供全生命周期的系统性解决方案。始终保持末端服务质量的前提下，系统运⾏能耗最低。

图1 高效机房实施的各个阶段

（四）变频技术应用

变频技术通过改变电机的工作频率，使空调系统能够根据实际需求进行调节，从而避免了传统系统在低负荷时仍以高能耗运行的问题。变频技术的应用不仅可以降低能耗，还可以减少设备的磨损和故障率，从而延长设备的使用寿命。

空调系统中大型设备冷机、空调机组、水泵等的电机进行变频设置，根据生产工艺最大需求和满足最不利室外环境需求来设计空调系统，根据空调系统实际需求来变频运行冷机、空调机组和水泵，进而提高空调系统设备的工作效率，减少空调系统设备及整个空调系统的不必要能源浪费，有效实现降低系统能耗。

三、电子厂房空调系统节能技术的应用

（一）实例分析：某电子厂房的节能改造案例

以某电子厂房为例，通过应用上述节能技术，进行了全面的节能改造。在电子厂房工艺平面的合理布置，调整洁净间的布置和调整空调机组送风量，显著降低了空调系统的能耗。热回收设备的引入，使空调余热得到了有效利用，提高了能源利用率。高效机房和变频技术的应用，使空调系统的运行更加高效稳定。该厂房在改造前，空调系统能耗占总能耗的比例较高，在30%左右，运行成本较大。通过实施上述节能技术，降低了空调系统的能耗。节能改造实施后，空调系统能耗占总能耗的比例约为15%左右，运行成本显著降低。

（二）节能技术实施效果评估

在节能改造实施后，进行了全面的能效评估。结果显示，厂房的整体能耗降低了15%以上，运行成本显著降低。同时，节能改造的成功实施，为其他电子厂房提供了借鉴经验。在评估过程中，通过对改造前后的能耗数据进行对比分析，可以直观地看到节能技术的实际效果。

（三）未来发展方向

尽管现有的节能技术已经取得了显著成效，但仍有进一步提升的空间。未来，随着新材料、新技术的不断涌现，空调系统的节能技术将更加智能化、集成化。同时，政府和行业标准的不断完善，也将为节能技术的推广应用提供更好的支持。在未来的发展中，可以考虑引入更多的可再生能源，如太阳能、地热能等，以进一步降低空调系统的能耗。此外，通过加强对节能技术的研究和开发，可以不断提高其应用效果和经济性。

四、总结

综上所述，电子厂房空调系统的节能技术在实际应用中取得了显著成效，通过合理利用平面布置、高效热回收、高效机房和变频技术等，可以大幅度降低能耗，提高能源利用效率。未来，随着技术的不断进步和政策的持续支持，电子厂房空调系统的节能技术将不断创新发展，为节能减排和环境保护做出更大贡献。同时，通过不断探索和实践，可以推动节能技术的进一步发展和应用，促进电子厂房的可持续发展。

参考文献

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