專利名稱：一種潔凈室的節(jié)能控制方法及其潔凈室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種潔凈室的節(jié)能控制方法及其潔凈室，可應用于電子工業(yè)、精密機械工業(yè)、制藥工業(yè)等髙科技行業(yè)中。
背景技術(shù)：
潔凈室(Clcan Room),亦稱為無塵室或清凈室，是指在一定空間范圍內(nèi)將空氣中的微粒子、有害空氣、細菌等污染物減少到規(guī)定指標以下，并將室內(nèi)的溫度、潔凈度、室內(nèi)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范圍內(nèi)而特別設(shè)計的房間。即不論外在空氣條件如何變化，其室內(nèi)均能維持原先所設(shè)定要求的潔凈度及溫濕度等性能。
我國在2001年11月最新發(fā)布了《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》(GB50073-2001)，新定義了 Class 5-Class 1級的五種潔凈室，其中，Class 5級潔凈室即為100級潔凈室，Class l級為最高等級，隨著等級的提高，潔凈室內(nèi)潔凈度、溫濕度要求也相應提髙，以滿足不同場合的需要。
現(xiàn)有的潔凈室主要包括一潔凈空間、設(shè)置在潔凈空間頂部的框架、風機過濾機組和組合式凈化空調(diào)器，所述框架上配合布滿所述風機過濾機組，所述組合式凈化空調(diào)器的出風口與風機過濾機組上方的負壓空間的頂部連通，所述潔凈空間外側(cè)設(shè)有向外排風的回風通道，回風通道通向大氣。工作時，由組合式凈化空調(diào)器調(diào)溫后的空氣進入風機過濾機組上方的負壓空間，經(jīng)過風機過濾機組過濾后進入潔凈空間，最后由回風通道排出進入大氣，從而形成一個空氣循環(huán)。因此，潔凈室內(nèi)的空氣溫度是由組合式凈化空調(diào)器來調(diào)節(jié)的，現(xiàn)有的組合式凈化空調(diào)器包括變頻器、冷水閥、加熱閥和加濕閾，根據(jù)潔凈室內(nèi)的溫度要求通過控制電路連接所述變頻器、冷水閥、加熱閥和加濕閥的控制裝置，從而實現(xiàn)潔凈室的潔凈度和溫濕度等性能的調(diào)節(jié)。
為了滿足潔凈室的溫濕度的標準和充足的氧氣含量，現(xiàn)有技術(shù)中的組合式凈化空調(diào)器的設(shè)計一般均是以極端狀況為設(shè)計值，正常工作時也是以此設(shè)計值來運行的，而組合式凈化空調(diào)器在這種滿負荷送風的情況下，必須同時打開空調(diào)器中的冷水閥、加熱閥和加濕閥，其工作頻率及輸出功率也處于較高的狀態(tài)；而對于髙等級的潔凈室，由于其內(nèi)設(shè)置的設(shè)備或儀器的自動化程度一般較髙，因此大部分時間內(nèi)，廠房操作人員相對較少，對氧氣消耗比較少，如果此時組合式凈化空調(diào)器仍舊以上述設(shè)計值來運行，則大大浪費了電力能源，也增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種潔凈室的節(jié)能控制方法及其潔凈室，以降低潔凈室的能源消耗。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一 種潔凈室的節(jié)能控制方法，所述潔凈室包括一潔凈空間，潔凈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凈化空調(diào)器的出風口連通，潔凈空間外側(cè)設(shè)有向外排風的回風通道；包括如下步驟
(1) 在潔凈空間內(nèi)設(shè)置復數(shù)個氧傳感器和溫濕度傳感器
(2) 在所述負壓空間和回風通道之間設(shè)置通孔，通孔內(nèi)設(shè)置熱交換器，使負壓空間與回風通道通過熱交換器連通；
(3) 預先設(shè)定所述潔凈空間內(nèi)的氧氣含量的高限值和低限值，由所述氧傳感器經(jīng)控制電路控制所述組合式凈化空調(diào)器的進氣流速，當潔凈空間內(nèi)的氧氣含量大于高限值時，減小組合式凈化空調(diào)器的進氣流速，當潔凈空間內(nèi)的氧氣含量小于低限值時，增大組合式凈化空調(diào)器的進氣流速；由所述溫濕度傳感器經(jīng)控制電路連接組合式凈化空調(diào)器和熱交換器的控制裝置，使?jié)崈羰业臏貪穸冗_到相應設(shè)定標準。
上文中，所述步驟(1)和(2)不分先后；所述步驟(3)中的溫濕度的相應設(shè)定標準是指潔凈室的相關(guān)國家標準，對于不同等級的潔凈室，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(shè)定根據(jù)實際需要進行， 一般以人能正常適應為準。所述由溫濕度傳感器經(jīng)控制電路連接組合式凈化空調(diào)器和熱交換器的控制裝置，這是現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能根據(jù)現(xiàn)有知識實現(xiàn)潔凈室的溫濕度調(diào)控。本發(fā)明同時請求保護一種潔凈室，包括一潔凈空間、設(shè)置在潔凈空間頂部的框架、風機過濾機組和組合式凈化空調(diào)器，所述框架上配合布滿所述風機過濾機組，所述組合式凈化空調(diào)器的出風口與風機過濾機組上方的負壓空間的頂部連通，所述潔凈空間外側(cè)設(shè)有向外排風的回風通道；所述負壓空間的側(cè)壁上設(shè)有至少2個通孔，各通孔內(nèi)固定設(shè)有熱交換器，使負壓空間與回風通道通過熱交換器連通；所述潔凈空間內(nèi)設(shè)有復數(shù)個氧傳感器和溫濕度傳感器，氧傳感器和溫濕度傳感器的輸出經(jīng)控制電路連接所述組合式凈化空調(diào)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(xiàn)有技術(shù)所述在框架上布滿FFU,可以是同一型號或不同型號的FFU。所述氧傳感器和溫濕度傳感器的數(shù)量根據(jù)實際情況設(shè)置，潔凈空間的面積越大，相應的氧傳感器和溫度傳感器設(shè)置就越多，對于溫度變化頻繁的區(qū)域，可以設(shè)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(shù)量和設(shè)置位置也是如此，在同等條件下優(yōu)選周向均布。從氧傳感器得到的數(shù)據(jù)經(jīng)控制電路運算后，控制組合式凈化空調(diào)器的進氣流速，即控制新風的進氣流速，從而控制潔凈空間內(nèi)的氧氣含量；由溫濕度傳感器得到的數(shù)據(jù)經(jīng)控制電路運算后，統(tǒng)一控制組合式凈化空調(diào)器的變頻器、冷水閥、加熱閥和加濕閥這4個調(diào)控單位的輸出值，以保證在此運行狀態(tài)下，潔凈空間的溫濕度指標均滿足要求相應設(shè)定標準，即變頻器、冷水閥、加熱閥和加濕閥這4個調(diào)控單位是同級的。
上述技術(shù)方案中，所述熱交換器為干盤管。這里可以采用控制干盤管的進水閥的方式進行控制。
進一步的技術(shù)方案，所述通孔為6個，周向均布于負壓空間的側(cè)壁上。進一步的技術(shù)方案，所述氧傳感器為12個，周向均布于所述潔凈空間內(nèi)。本發(fā)明的工作原理是先通過設(shè)置在潔凈空間內(nèi)的氧傳感器來測試室內(nèi)的氧含量，并與設(shè)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
式凈化空調(diào)器的進氣流速；然后由溫濕度傳感器得到的數(shù)據(jù)經(jīng)控制電路運算后，統(tǒng)一綜合控制熱交換器(干盤管)和組合式凈化空調(diào)器的變頻器、冷水閥、加熱閥和加濕閥這4個調(diào)控單位的輸出值，使組合式凈化空調(diào)器在合理的功率下運作，并使?jié)崈羰业臏貪穸群脱鹾窟_到相應設(shè)定標準；B卩當室內(nèi)的氧含量充足時，盡量通過負壓空間側(cè)壁上的熱交換器調(diào)節(jié)溫濕度，而使組合式凈化空調(diào)器在盡可能小的功率下運作，甚至不運作；當室內(nèi)的氧含量達不到相應設(shè)定標準時，再開啟組合式凈化空調(diào)器或加大其功率，將新鮮的空氣送入潔凈室內(nèi)，以達到氧含量的設(shè)定標準。從而大大降低了組合式凈化空調(diào)器的功率消耗，達到節(jié)能的目的。
由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點
1、 本發(fā)明在潔凈空間內(nèi)設(shè)置氧傳感器和溫濕度傳感器，并設(shè)置了熱交換器，根據(jù)室內(nèi)氧氣濃度來控制調(diào)節(jié)組合式凈化空調(diào)器的進氣流速，再根據(jù)室內(nèi)溫濕度來統(tǒng)一調(diào)節(jié)組合式凈化空調(diào)器和熱交換器的運行，對于耗氧量小的潔凈室可以進一步降低組合式凈化空調(diào)器的輸出功率，從而大大節(jié)約了電能，達到了節(jié)能的目的。
2、 本發(fā)明在負壓空間的側(cè)壁上開設(shè)通孔，使負壓空間與回風通道連通，使得從潔凈空間出來的回風可以成為進風的一部分，并通過熱交換器調(diào)節(jié)其溫濕度，從而大大降低了組合式凈化空調(diào)器的輸出功率，節(jié)約了能源。


圖1是本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明實施例一中干盤管的分布示意圖3是本發(fā)明實施例一的自控系統(tǒng)示意圖。
其中1、潔凈空間；2、框架；3、組合式凈化空調(diào)器；4、負壓空間；5、回風通道；6、風機過濾機組7、干盤管；8、變頻器；9、冷水閥；10、加熱閥11、加濕閥；12、氧傳感器；13、溫濕度傳感器。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述實施例一
參見圖1 3所示， 一種潔凈室，包括一潔凈空間l、設(shè)置在潔凈空間頂部的框架2、風機過濾機組6和組合式凈化空調(diào)器3,所述框架2上配合布滿所述風機過濾機組6,所述組合式凈化空調(diào)器3的出風口與風機過濾機組上方的潔凈空間1外側(cè)設(shè)有向外排風的回風通道5，所述組合式凈化空調(diào)器3包括變頻器8、冷水閥9、加熱閥10和加濕閥11，所述潔凈空間內(nèi)設(shè)有復數(shù)個氧傳感器12和溫濕度傳感器13,氧傳感器12和溫濕度傳感器13的輸出經(jīng)控制電路連接所述組合式凈化空調(diào)器3和干盤管7的控制裝置。
上述技術(shù)方案中，所述負壓空間4的側(cè)壁上設(shè)有6個通孔，周向均布于負壓空間的側(cè)壁上，各通孔內(nèi)固定設(shè)有干盤管7，使負壓空間4與回風通道5通過干盤管連通；所述氧傳感器為12個，周向均布于所述潔凈空間內(nèi)。
上文中，所述風機過濾機組，其英文全稱為Fan Filter Unit (FFU)，是現(xiàn)有技術(shù)；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(shù)據(jù)經(jīng)控制電路運算后，控制組合式凈化空調(diào)器的進氣流速，即控制新風的進氣流速，從而控制潔凈空間內(nèi)的氧氣含量；由溫濕度傳感器得到的數(shù)據(jù)經(jīng)控制電路運算后，統(tǒng)一控制組合式凈化空調(diào)器的變頻器、冷水閥、加熱閥和加濕閥這4個調(diào)控單位的輸出值，以保證在此運行狀態(tài)下，潔凈空間的溫濕度指標均滿足要求相應設(shè)定標準，即變頻器、冷水閥、加熱閥和加濕閥這4個調(diào)控單位是同級的。
圖3中，DDC是指DDC控制器，由其發(fā)送啟動或停止命令，控制空調(diào)機組的運行，AI、 AO、 DI、 DO分別表示模擬量輸入、模擬量輸出、數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出。這是根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備分布特點，以及各系統(tǒng)具有相對獨立性，選用具有大容量輸入/輸出的數(shù)字控制器，可以自由選擇輸入卡*輸出卡的數(shù)量，以此減少空閑點。為計量各空調(diào)使用點的能耗等運行參數(shù)，可增加自動記錄儀。
現(xiàn)以面積為400 12的Class3級潔凈室為例，說明本發(fā)明的節(jié)能效果方案一按照現(xiàn)有技術(shù)，用一臺91600立方米/秒的組合式凈化空調(diào)器送風，空調(diào)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(diào)滿負荷送風的情況下，按一般空調(diào)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(diào)一年會旨耗為584000+1752000=2336000度。
方案二按照本發(fā)明的技術(shù)方案，可使用兩臺45800立方米/秒的組合式凈化空調(diào)器送風(在一臺停機檢修時，還可以保證系統(tǒng)過渡時期的要求)，并在潔凈室的負壓空間的側(cè)壁上設(shè)有6個通孔，各通孔內(nèi)固定設(shè)置干盤管，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。為保證房間溫濕度，冬季加熱加濕比較多，夏季制冷比較多，過渡季節(jié)則以送風為主。下表為一年1~12月份中空調(diào)器的變頻器、冷水閥、加熱閥和加濕閥這4個調(diào)控單位的調(diào)控范圍
月份變頻器頻率 (HZ)冷水閥開度 (%)加熱閥開度 (%)加濕閥開度 (%)
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(diào)器頻率運行區(qū)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(jié)約2336000X(l-0.64)=840960度，按一度工業(yè)電l元計算， 一年可節(jié)約84萬元?？梢娫撔Ч呛茱@著的，具有良好的經(jīng)濟效益，有利于推廣應用。
權(quán)利要求
1. 一種潔凈室的節(jié)能控制方法，所述潔凈室包括一潔凈空間，潔凈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凈化空調(diào)器的出風口連通，潔凈空間外側(cè)設(shè)有向外排風的回風通道；其特征在于，包括如下步驟(1)在潔凈空間內(nèi)設(shè)置復數(shù)個氧傳感器和溫濕度傳感器；(2)在所述負壓空間和回風通道之間設(shè)置通孔，通孔內(nèi)設(shè)置熱交換器，使負壓空間與回風通道通過熱交換器連通；(3)預先設(shè)定所述潔凈空間內(nèi)的氧氣含量的高限值和低限值，由所述氧傳感器經(jīng)控制電路控制所述組合式凈化空調(diào)器的進氣流速，當潔凈空間內(nèi)的氧氣含量大于高限值時，減小組合式凈化空調(diào)器的進氣流速，當潔凈空間內(nèi)的氧氣含量小于低限值時，增大組合式凈化空調(diào)器的進氣流速；由所述溫濕度傳感器經(jīng)控制電路連接組合式凈化空調(diào)器和熱交換器的控制裝置，使?jié)崈羰业臏貪穸冗_到相應設(shè)定標準。
2. —種潔凈室，包括一潔凈空間(l)、設(shè)置在潔凈空間頂部的框架(2)、風機過濾機組(6)和組合式凈化空調(diào)器(3)，所述框架(2)上配合布滿所述風機過濾機組(6)，所述組合式凈化空調(diào)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，所述潔凈空間(1)外側(cè)設(shè)有向外排風的回風通道(5);其特征在于所述負壓空間(4)的側(cè)壁上設(shè)有至少2個通孔，各通孔內(nèi)固定設(shè)有熱交換器(7)，使負壓空間(4)與回風通道(5)通過熱交換器(7)連通；所述潔凈空間內(nèi)設(shè)有復數(shù)個氧傳感器(12)和溫濕度傳感器(13)，氧傳感器(12)和溫濕度傳感器(13)的輸出經(jīng)控制電路連接所述組合式凈化空調(diào)器(3)和熱交換器(7)的控制裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的潔凈室，其特征在于所述熱交換器(7)為干盤管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的潔凈室，其特征在于所述通孔為6個，周向均布于負壓空間的側(cè)壁上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的潔凈室，其特征在于所述氧傳感器(12)為12個，周向均布于所述潔凈空間內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種潔凈室的節(jié)能控制方法及其潔凈室，該節(jié)能控制方法包括如下步驟(1)在潔凈空間內(nèi)設(shè)置復數(shù)個氧傳感器和溫濕度傳感器；(2)在所述負壓空間和回風通道之間設(shè)置通孔，通孔內(nèi)設(shè)置熱交換器，使負壓空間與回風通道通過熱交換器連通；(3)預先設(shè)定所述潔凈空間內(nèi)的氧氣含量的高限值和低限值，由所述氧傳感器經(jīng)控制電路控制所述組合式凈化空調(diào)器的進氣流速；由所述溫濕度傳感器經(jīng)控制電路連接組合式凈化空調(diào)器和熱交換器的控制裝置，使?jié)崈羰业臏貪穸冗_到相應設(shè)定標準。本發(fā)明對于耗氧量小的潔凈室可以進一步降低組合式凈化空調(diào)器的輸出功率，從而大大節(jié)約了電能，達到了節(jié)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(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者荃 葉, 吳衛(wèi)國, 姚育才, 徐建華 申請人:蘇州克林絡(luò)姆空調(diào)系統(tǒng)工程有限公司