一種潔淨室的節能控制方法及其潔淨室的製作方法
2023-11-01 23:49:52 1
專利名稱：一種潔淨室的節能控制方法及其潔淨室的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種潔淨室的節能控制方法及其潔淨室，可應用於電子工業、精密機械工業、製藥工業等髙科技行業中。
背景技術：
潔淨室(Clcan Room),亦稱為無塵室或清淨室，是指在一定空間範圍內將空氣中的微粒子、有害空氣、細菌等汙染物減少到規定指標以下，並將室內的溫度、潔淨度、室內壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動及照明、靜電控制在某一需求範圍內而特別設計的房間。即不論外在空氣條件如何變化，其室內均能維持原先所設定要求的潔淨度及溫溼度等性能。
我國在2001年11月最新發布了《潔淨廠房設計規範》(GB50073-2001)，新定義了 Class 5-Class 1級的五種潔淨室，其中，Class 5級潔淨室即為100級潔淨室，Class l級為最高等級，隨著等級的提高，潔淨室內潔淨度、溫溼度要求也相應提髙，以滿足不同場合的需要。
現有的潔淨室主要包括一潔淨空間、設置在潔淨空間頂部的框架、風機過濾機組和組合式淨化空調器，所述框架上配合布滿所述風機過濾機組，所述組合式淨化空調器的出風口與風機過濾機組上方的負壓空間的頂部連通，所述潔淨空間外側設有向外排風的迴風通道，迴風通道通向大氣。工作時，由組合式淨化空調器調溫後的空氣進入風機過濾機組上方的負壓空間，經過風機過濾機組過濾後進入潔淨空間，最後由迴風通道排出進入大氣，從而形成一個空氣循環。因此，潔淨室內的空氣溫度是由組合式淨化空調器來調節的，現有的組合式淨化空調器包括變頻器、冷水閥、加熱閥和加溼閾，根據潔淨室內的溫度要求通過控制電路連接所述變頻器、冷水閥、加熱閥和加溼閥的控制裝置，從而實現潔淨室的潔淨度和溫溼度等性能的調節。
為了滿足潔淨室的溫溼度的標準和充足的氧氣含量，現有技術中的組合式淨化空調器的設計一般均是以極端狀況為設計值，正常工作時也是以此設計值來運行的，而組合式淨化空調器在這種滿負荷送風的情況下，必須同時打開空調器中的冷水閥、加熱閥和加溼閥，其工作頻率及輸出功率也處於較高的狀態；而對於髙等級的潔淨室，由於其內設置的設備或儀器的自動化程度一般較髙，因此大部分時間內，廠房操作人員相對較少，對氧氣消耗比較少，如果此時組合式淨化空調器仍舊以上述設計值來運行，則大大浪費了電力能源，也增加了企業的生產成本。
發明內容
本發明目的是提供一種潔淨室的節能控制方法及其潔淨室，以降低潔淨室的能源消耗。
為達到上述目的，本發明採用的技術方案是一 種潔淨室的節能控制方法，所述潔淨室包括一潔淨空間，潔淨空間頂部的框架上配合布滿有風機過濾機組，風機過濾機組上方的負壓空間與組合式淨化空調器的出風口連通，潔淨空間外側設有向外排風的迴風通道；包括如下步驟
(1) 在潔淨空間內設置複數個氧傳感器和溫溼度傳感器
(2) 在所述負壓空間和迴風通道之間設置通孔，通孔內設置熱交換器，使負壓空間與迴風通道通過熱交換器連通；
(3) 預先設定所述潔淨空間內的氧氣含量的高限值和低限值，由所述氧傳感器經控制電路控制所述組合式淨化空調器的進氣流速，當潔淨空間內的氧氣含量大於高限值時，減小組合式淨化空調器的進氣流速，當潔淨空間內的氧氣含量小於低限值時，增大組合式淨化空調器的進氣流速；由所述溫溼度傳感器經控制電路連接組合式淨化空調器和熱交換器的控制裝置，使潔淨室的溫溼度達到相應設定標準。
上文中，所述步驟(1)和(2)不分先後；所述步驟(3)中的溫溼度的相應設定標準是指潔淨室的相關國家標準，對於不同等級的潔淨室，其標準是不同的；所述步驟(3)中的氧氣含量的髙限值和低限值的設定根據實際需要進行， 一般以人能正常適應為準。所述由溫溼度傳感器經控制電路連接組合式淨化空調器和熱交換器的控制裝置，這是現有技術，本領域技術人員能根據現有知識實現潔淨室的溫溼度調控。本發明同時請求保護一種潔淨室，包括一潔淨空間、設置在潔淨空間頂部的框架、風機過濾機組和組合式淨化空調器，所述框架上配合布滿所述風機過濾機組，所述組合式淨化空調器的出風口與風機過濾機組上方的負壓空間的頂部連通，所述潔淨空間外側設有向外排風的迴風通道；所述負壓空間的側壁上設有至少2個通孔，各通孔內固定設有熱交換器，使負壓空間與迴風通道通過熱交換器連通；所述潔淨空間內設有複數個氧傳感器和溫溼度傳感器，氧傳感器和溫溼度傳感器的輸出經控制電路連接所述組合式淨化空調器和熱交換器的控制裝置。
上文中，所述風機過濾機組，其英文全稱為Fan Filter Unit (FFU),是現有技術所述在框架上布滿FFU,可以是同一型號或不同型號的FFU。所述氧傳感器和溫溼度傳感器的數量根據實際情況設置，潔淨空間的面積越大，相應的氧傳感器和溫度傳感器設置就越多，對於溫度變化頻繁的區域，可以設置多個溫度傳感器，以滿足精確控溫的要求；同樣的，通孔的數量和設置位置也是如此，在同等條件下優選周向均布。從氧傳感器得到的數據經控制電路運算後，控制組合式淨化空調器的進氣流速，即控制新風的進氣流速，從而控制潔淨空間內的氧氣含量；由溫溼度傳感器得到的數據經控制電路運算後，統一控制組合式淨化空調器的變頻器、冷水閥、加熱閥和加溼閥這4個調控單位的輸出值，以保證在此運行狀態下，潔淨空間的溫溼度指標均滿足要求相應設定標準，即變頻器、冷水閥、加熱閥和加溼閥這4個調控單位是同級的。
上述技術方案中，所述熱交換器為幹盤管。這裡可以採用控制幹盤管的進水閥的方式進行控制。
進一步的技術方案，所述通孔為6個，周向均布於負壓空間的側壁上。進一步的技術方案，所述氧傳感器為12個，周向均布於所述潔淨空間內。本發明的工作原理是先通過設置在潔淨空間內的氧傳感器來測試室內的氧含量，並與設定的氧氣含量的高限值和低限值進行比較，進而控制所述組合
式淨化空調器的進氣流速；然後由溫溼度傳感器得到的數據經控制電路運算後，統一綜合控制熱交換器(幹盤管)和組合式淨化空調器的變頻器、冷水閥、加熱閥和加溼閥這4個調控單位的輸出值，使組合式淨化空調器在合理的功率下運作，並使潔淨室的溫溼度和氧含量達到相應設定標準；B卩當室內的氧含量充足時，儘量通過負壓空間側壁上的熱交換器調節溫溼度，而使組合式淨化空調器在儘可能小的功率下運作，甚至不運作；當室內的氧含量達不到相應設定標準時，再開啟組合式淨化空調器或加大其功率，將新鮮的空氣送入潔淨室內，以達到氧含量的設定標準。從而大大降低了組合式淨化空調器的功率消耗，達到節能的目的。
由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點
1、 本發明在潔淨空間內設置氧傳感器和溫溼度傳感器，並設置了熱交換器，根據室內氧氣濃度來控制調節組合式淨化空調器的進氣流速，再根據室內溫溼度來統一調節組合式淨化空調器和熱交換器的運行，對於耗氧量小的潔淨室可以進一步降低組合式淨化空調器的輸出功率，從而大大節約了電能，達到了節能的目的。
2、 本發明在負壓空間的側壁上開設通孔，使負壓空間與迴風通道連通，使得從潔淨空間出來的迴風可以成為進風的一部分，並通過熱交換器調節其溫溼度，從而大大降低了組合式淨化空調器的輸出功率，節約了能源。
圖1是本發明實施例一的結構示意圖2是本發明實施例一中幹盤管的分布示意圖3是本發明實施例一的自控系統示意圖。
其中1、潔淨空間；2、框架；3、組合式淨化空調器；4、負壓空間；5、迴風通道；6、風機過濾機組7、幹盤管；8、變頻器；9、冷水閥；10、加熱閥11、加溼閥；12、氧傳感器；13、溫溼度傳感器。
具體實施方式
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述實施例一
參見圖1 3所示， 一種潔淨室，包括一潔淨空間l、設置在潔淨空間頂部的框架2、風機過濾機組6和組合式淨化空調器3,所述框架2上配合布滿所述風機過濾機組6,所述組合式淨化空調器3的出風口與風機過濾機組上方的潔淨空間1外側設有向外排風的迴風通道5，所述組合式淨化空調器3包括變頻器8、冷水閥9、加熱閥10和加溼閥11，所述潔淨空間內設有複數個氧傳感器12和溫溼度傳感器13,氧傳感器12和溫溼度傳感器13的輸出經控制電路連接所述組合式淨化空調器3和幹盤管7的控制裝置。
上述技術方案中，所述負壓空間4的側壁上設有6個通孔，周向均布於負壓空間的側壁上，各通孔內固定設有幹盤管7，使負壓空間4與迴風通道5通過幹盤管連通；所述氧傳感器為12個，周向均布於所述潔淨空間內。
上文中，所述風機過濾機組，其英文全稱為Fan Filter Unit (FFU)，是現有技術；所述在框架上布滿FFU,可以是同一型號或不同型號的FFU。從氧傳感器得到的數據經控制電路運算後，控制組合式淨化空調器的進氣流速，即控制新風的進氣流速，從而控制潔淨空間內的氧氣含量；由溫溼度傳感器得到的數據經控制電路運算後，統一控制組合式淨化空調器的變頻器、冷水閥、加熱閥和加溼閥這4個調控單位的輸出值，以保證在此運行狀態下，潔淨空間的溫溼度指標均滿足要求相應設定標準，即變頻器、冷水閥、加熱閥和加溼閥這4個調控單位是同級的。
圖3中，DDC是指DDC控制器，由其發送啟動或停止命令，控制空調機組的運行，AI、 AO、 DI、 DO分別表示模擬量輸入、模擬量輸出、數字量輸入、數字量輸出。這是根據空調系統設備分布特點，以及各系統具有相對獨立性，選用具有大容量輸入/輸出的數字控制器，可以自由選擇輸入卡*輸出卡的數量，以此減少空閒點。為計量各空調使用點的能耗等運行參數，可增加自動記錄儀。
現以面積為400 12的Class3級潔淨室為例，說明本發明的節能效果方案一按照現有技術，用一臺91600立方米/秒的組合式淨化空調器送風，空調器電機按75KW計算，則每天耗電75X24=1600度，每年耗電1600X365=584000度。另外，在空調滿負荷送風的情況下，按一般空調器輔助能耗為風機功率的3倍計算，折算為電能約為58400X3=1752000度。因此，整臺空調一年會旨耗為584000+1752000=2336000度。
方案二按照本發明的技術方案，可使用兩臺45800立方米/秒的組合式淨化空調器送風(在一臺停機檢修時，還可以保證系統過渡時期的要求)，並在潔淨室的負壓空間的側壁上設有6個通孔，各通孔內固定設置幹盤管，則理論測算，為保證房間氧氣滿足要求，風機頻率在38赫茲可滿足要求。為保證房間溫溼度，冬季加熱加溼比較多，夏季製冷比較多，過渡季節則以送風為主。下表為一年1~12月份中空調器的變頻器、冷水閥、加熱閥和加溼閥這4個調控單位的調控範圍
月份變頻器頻率 (HZ)冷水閥開度 (%)加熱閥開度 (%)加溼閥開度 (%)
138 420~1535~5545~65
235 410~2523~5332~45
334~400~2812~4012~22
436~3812~368~230~13
537~4022~560~340~6
640~4332~650~560~0
741~4945~890 650~0
841~4540~750~340~0
938~4335~650~220~12
1035~4022~430~3411~18
1136~410~2312~4522~34
1237~420~1222~5635~46
通過上表，空調器頻率運行區間為34~45赫茲，只有在夏季38'C極熱溫度下運行在49赫茲，按中間值40計算，功率為滿負荷的0.64倍，即用電量為2336000X0.64=1495040度。
因此，由方案一和方案二相比可知，方案二比方案一每年可節約2336000X(l-0.64)=840960度，按一度工業電l元計算， 一年可節約84萬元。可見該效果是很顯著的，具有良好的經濟效益，有利於推廣應用。
權利要求
1. 一種潔淨室的節能控制方法，所述潔淨室包括一潔淨空間，潔淨空間頂部的框架上配合布滿有風機過濾機組，風機過濾機組上方的負壓空間與組合式淨化空調器的出風口連通，潔淨空間外側設有向外排風的迴風通道；其特徵在於，包括如下步驟(1)在潔淨空間內設置複數個氧傳感器和溫溼度傳感器；(2)在所述負壓空間和迴風通道之間設置通孔，通孔內設置熱交換器，使負壓空間與迴風通道通過熱交換器連通；(3)預先設定所述潔淨空間內的氧氣含量的高限值和低限值，由所述氧傳感器經控制電路控制所述組合式淨化空調器的進氣流速，當潔淨空間內的氧氣含量大於高限值時，減小組合式淨化空調器的進氣流速，當潔淨空間內的氧氣含量小於低限值時，增大組合式淨化空調器的進氣流速；由所述溫溼度傳感器經控制電路連接組合式淨化空調器和熱交換器的控制裝置，使潔淨室的溫溼度達到相應設定標準。
2. —種潔淨室，包括一潔淨空間(l)、設置在潔淨空間頂部的框架(2)、風機過濾機組(6)和組合式淨化空調器(3)，所述框架(2)上配合布滿所述風機過濾機組(6)，所述組合式淨化空調器(3)的出風口與風機過濾機組上方的負壓空間(4)的頂部連通，所述潔淨空間(1)外側設有向外排風的迴風通道(5);其特徵在於所述負壓空間(4)的側壁上設有至少2個通孔，各通孔內固定設有熱交換器(7)，使負壓空間(4)與迴風通道(5)通過熱交換器(7)連通；所述潔淨空間內設有複數個氧傳感器(12)和溫溼度傳感器(13)，氧傳感器(12)和溫溼度傳感器(13)的輸出經控制電路連接所述組合式淨化空調器(3)和熱交換器(7)的控制裝置。
3. 根據權利要求2所述的潔淨室，其特徵在於所述熱交換器(7)為幹盤管。
4. 根據權利要求2所述的潔淨室，其特徵在於所述通孔為6個，周向均布於負壓空間的側壁上。
5. 根據權利要求2所述的潔淨室，其特徵在於所述氧傳感器(12)為12個，周向均布於所述潔淨空間內。
全文摘要
本發明公開了一種潔淨室的節能控制方法及其潔淨室，該節能控制方法包括如下步驟(1)在潔淨空間內設置複數個氧傳感器和溫溼度傳感器；(2)在所述負壓空間和迴風通道之間設置通孔，通孔內設置熱交換器，使負壓空間與迴風通道通過熱交換器連通；(3)預先設定所述潔淨空間內的氧氣含量的高限值和低限值，由所述氧傳感器經控制電路控制所述組合式淨化空調器的進氣流速；由所述溫溼度傳感器經控制電路連接組合式淨化空調器和熱交換器的控制裝置，使潔淨室的溫溼度達到相應設定標準。本發明對於耗氧量小的潔淨室可以進一步降低組合式淨化空調器的輸出功率，從而大大節約了電能，達到了節能的目的。
文檔編號F24F11/00GK101476763SQ200910028940
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月22日 優先權日2009年1月22日
發明者荃 葉, 吳衛國, 姚育才, 徐建華 申請人:蘇州克林絡姆空調系統工程有限公司