歐陽焰嘯

（廣東正業(yè)科技股份有限公司，廣東 東莞 523808）

在剛剛發(fā)布的《節(jié)能減排十二五規(guī)劃》中，國(guó)家特別強(qiáng)調(diào)要提高新建項(xiàng)目節(jié)能、環(huán)保、土地、安全等準(zhǔn)入門檻，嚴(yán)格固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估與審查、環(huán)境影響評(píng)價(jià)和建設(shè)項(xiàng)目用地預(yù)審，以抑制高耗能、高排放行業(yè)過快增長(zhǎng)。這就意味節(jié)能評(píng)估與環(huán)評(píng)在法律上將會(huì)有同樣的地位。從另一個(gè)方面去理解，可以認(rèn)為節(jié)能工作在企業(yè)中將會(huì)和環(huán)保一樣重要，一樣要化大力氣去抓。印制板企業(yè)是能耗大戶，如何開展節(jié)能工作，這是值得每間工廠去探索的一個(gè)重大課題。

線路板工廠可以從管理和技術(shù)兩個(gè)層面去摸索節(jié)能的方法，不能放過任何一個(gè)可以節(jié)能的環(huán)節(jié)。本文想通過本人的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)介紹一下：線路板工廠凈化車間應(yīng)該如何節(jié)能。

1 凈化系統(tǒng)的原理

線路板廠凈化車間的工藝要求：（1）溫度21 ℃ ±2 ℃，（2）濕度55±5%。潔凈度：干膜車間、內(nèi)層車間1萬級(jí)；阻焊車間10萬級(jí)，正壓5 Pa。要保證實(shí)現(xiàn)這些要求，靠的是以中央空調(diào)為主體的凈化系統(tǒng)。下面簡(jiǎn)要介紹一下凈化系統(tǒng)的原理，如圖1所示。

1.1 凈化原理

組合式空氣處理機(jī)（簡(jiǎn)稱風(fēng)柜，下同）中的風(fēng)機(jī)抽出車間空氣→初效過濾器→中效過濾器（濾除較大顆粒的塵埃粒子）→保溫風(fēng)管道→高效過濾器（濾除0.5μm以下的塵埃粒子）→車間→回風(fēng)口→組合式空氣處理機(jī)。這是個(gè)循環(huán)過程，通過循環(huán)，車間內(nèi)的塵埃粒子就逐漸被吸附在初、中、高效過濾器的迎風(fēng)面，從而達(dá)到潔凈度要求。

1.2 控制溫度原理

（1）當(dāng)車間內(nèi)的溫度高于21 ℃時(shí)，空調(diào)壓縮機(jī)開啟，處于制冷狀態(tài)（如果是風(fēng)柜，則是打開閥門，讓冷凍水進(jìn)入冷水熱交換器，也稱表冷器），風(fēng)機(jī)把從車間抽來的溫度較高的空氣吹向表冷器，透過表冷器而被降溫。通過循環(huán)，車間溫度被逐步降低，達(dá)到設(shè)定溫度。

（2）當(dāng)車間溫度低于21 ℃時(shí)，空調(diào)機(jī)關(guān)閉制冷狀態(tài)，加熱管組啟動(dòng)（如果是風(fēng)柜，則是打開閥門，讓熱水進(jìn)入熱水熱交換器中），風(fēng)機(jī)把從車間抽來的空氣吹到加熱管上，空氣因此被加熱，送到車間內(nèi)，通過循環(huán)，車間的溫度得以升高。

（3）控制濕度原理：

在這里首先要引進(jìn)一個(gè)概念：露點(diǎn)溫度。我們知道空氣中含有水蒸汽，也可理解成空氣中溶解了水蒸汽。在一定的溫度下，干空氣溶解的水蒸汽達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度就是露點(diǎn)溫度。除濕就是通過對(duì)空氣進(jìn)行冷卻，使空氣溫度達(dá)到露點(diǎn)溫度以下，空氣中所溶解的水蒸汽凝結(jié)成水而析出[1]。我們?cè)谙奶斓脑绯靠吹侥Y(jié)在草尖上的露水，就是這種現(xiàn)象。因此，要除去車間空氣中多余的水分，必須將表冷器的溫度控制在露點(diǎn)溫度以下。通常通以制冷劑的表冷器的溫度為3 ℃ ～ 5 ℃ ，而通以冷凍水的表冷器溫度則取決于中央冷水機(jī)組產(chǎn)出的冷水溫度，一般為7 ℃ ～ 13 ℃。

2 凈化車間浪費(fèi)能源方面

那么，在線路板工廠凈化車間節(jié)能應(yīng)該從哪些方面著手呢？首先我們要弄清存在哪些浪費(fèi)能源的地方：

（1）在設(shè)計(jì)上存在的問題：換氣次數(shù)過大。有些承建商擔(dān)心凈化車間的潔凈等級(jí)達(dá)不到要求而難以驗(yàn)收，因而在設(shè)計(jì)時(shí)，留有的余地過大，把車間換氣次數(shù)搞得比有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的上限還要高。換氣次數(shù)大了風(fēng)機(jī)每小時(shí)的風(fēng)量就要增大，耗電量也就要相應(yīng)增加。

（2）在工藝上存在的問題：刻意把車間正壓提高，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值是5 Pa，而一部分工廠的工藝則要求提高到10 Pa以上。正壓提高，從車間的門、傳遞窗和設(shè)備的抽風(fēng)機(jī)處損失的風(fēng)量就會(huì)增大，這部分損失必須由室外的新鮮空氣從空調(diào)的風(fēng)柜機(jī)的新風(fēng)口補(bǔ)充。新鮮空氣的溫度和濕度都會(huì)使系統(tǒng)要降溫除濕或加熱加濕，這些都是要增加能源損耗的。

（3）在現(xiàn)場(chǎng)管理方面存在的問題：不關(guān)好傳遞門窗，泄漏量太大；進(jìn)入潔凈車間的設(shè)備口開得太大，沒有遮攔，任由冷氣往外跑。

（4）在濕度高的季節(jié)，我們發(fā)現(xiàn)，即使車間內(nèi)的溫度到了設(shè)定值，但濕度仍然較高，超出設(shè)定值的上限。要降到設(shè)定值的范圍內(nèi)，空調(diào)一方面要不斷制冷，以使表冷器的溫度降到空氣露點(diǎn)溫度以下來除去空氣中的水蒸汽；同時(shí)，另一方面，又要通過空調(diào)風(fēng)柜中的加熱管加熱來保證車間的設(shè)定溫度，這是一個(gè)極耗電能的地方。

3 尋找節(jié)能的辦法

針對(duì)上述問題，我們要尋找解決的辦法：

（1）要控制換氣次數(shù)，使之達(dá)到合理的程度即可?？梢栽诳照{(diào)風(fēng)柜上安裝變頻器，然后用試驗(yàn)的方法找出合適的風(fēng)量即可。

（2）第2個(gè)問題實(shí)際上是個(gè)認(rèn)識(shí)問題。大顆粒的塵埃粒子往往是通過人流和物流帶到潔凈室的，這些塵埃即使在10 Pa的正壓，也不能被拒之門外的。這需要加強(qiáng)對(duì)潔凈室的管理。

（3）第3個(gè)問題是管理問題。傳遞窗一般只能打開一扇門，如果損壞了，要及時(shí)修理，要盡量減少冷氣的泄漏量。

（4）第4個(gè)問題可以采取下面的方法予以解決。這是一個(gè)具有創(chuàng)造意義的作法。

上文提到在除濕過程空調(diào)機(jī)組又要制冷，又要加熱，是一個(gè)相當(dāng)矛盾過程，但卻必須同時(shí)存在。要解決能耗高的問題，可以從加熱方面去做文章。

第一步，要取消電加熱管，把空調(diào)中或風(fēng)柜機(jī)組內(nèi)部的電加熱更換成熱水熱交換器。這樣做，不僅是為了節(jié)能，還有一個(gè)很好的用途，就是安全。風(fēng)柜機(jī)組的加熱管引起火災(zāi)的消息時(shí)有耳聞，而通以熱水熱交換器則可以從根本上消除了這個(gè)隱患。在南方一些工廠中已有了應(yīng)用的案例。

中央冷水機(jī)組回收熱量。如何回收，請(qǐng)參看本人撰寫的《冷水機(jī)組熱能回收比空壓機(jī)熱能回收具有更大的優(yōu)勢(shì)》（《印制電路信息》2014年第2期）。

第二步，如果冷水機(jī)組和空壓機(jī)的回收熱水不足，我們還有一個(gè)途徑，就是利用太陽能和熱泵來生產(chǎn)熱水。

4 太陽能和熱泵的節(jié)能案例

我們用一個(gè)案例來說明太陽能和熱泵的節(jié)能效果。南方一軟板廠（FPC），月產(chǎn)1500平方米，它把9臺(tái)風(fēng)柜中的加熱管全部改為熱水熱交換器，然后采用75 kW的空壓機(jī)進(jìn)行熱能回收，再把熱水通過變頻水泵管道系統(tǒng)送入其中。但是回收的熱水不夠，就用150 kW的加熱管對(duì)熱水桶中的水加熱，因?yàn)樗疁匾_(dá)到50 ℃，所以150 kW的加熱管24 h不停地加熱（在濕度較高的季節(jié)，水溫經(jīng)常達(dá)不到50 ℃）。每天耗電為3600度，數(shù)據(jù)驚人。現(xiàn)在擬投資太陽能和熱泵，用以取代加熱管。

方案如下：

原空壓機(jī)余熱+太陽能+空氣能組成；熱水優(yōu)先由余熱、太陽能加熱，在兩者不足情況下（如陰雨天或晚上）由熱泵加熱，電加熱停用（可保留備用）。熱水溫度為50 ℃ ～ 60 ℃。

太陽能熱水器：400平方米。 1 m2太陽能熱水器制熱量為0.375 kW，每天日照平均為10小時(shí)。

空氣能熱泵（陰雨天或晚上用）：4臺(tái)，考慮到每臺(tái)熱泵日工作時(shí)間不應(yīng)大于16 h，故安裝10 HP（匹）熱泵6臺(tái)，輪流工作。每臺(tái)熱泵制熱量大于37.5 kW ，熱泵的效率為370%，也即在熱泵上消耗1度電等于電加熱消耗3.7度電所產(chǎn)生的熱量。

另外，熱泵所排出的冷氣通過樓頂上的引風(fēng)機(jī)送到電鍍車間或熱壓車間，以改善車間工作環(huán)境。

工程總報(bào)價(jià)：44.655萬元（這個(gè)價(jià)格不是最終價(jià)，企業(yè)還可以與承建商談）。

通過對(duì)比計(jì)算，這種方案的投資回報(bào)和節(jié)能改造前后經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比請(qǐng)參見表1。

表1 未計(jì)引冷風(fēng)到車間而收到的效果

投資回報(bào)的計(jì)算過程，假設(shè)車間年需熱水供暖天數(shù)為320天，市電價(jià)格為0.63元/度。

（1）原電熱管能耗計(jì)算（150 kW電熱管）

日耗電：150kW×24小時(shí)=3600度，日電費(fèi)：3600度×0.63元/度=2,268元。

年電費(fèi)：1152000度×0.63元/度=725,760元。（2）改造后，太陽能熱水器配熱泵能耗計(jì)算

每年按320天時(shí)間計(jì)，按近幾年廣東地區(qū)天氣跡象，其中有240天白天10小時(shí)可有效地利用太陽能加熱，不用熱泵。熱泵不耗電。

晚上采用熱泵加熱14小時(shí)。6臺(tái)熱泵不需全部投入工作，只是其中的4臺(tái)輪流工作。熱泵耗電：日耗電：4臺(tái)×14小時(shí)×12度/臺(tái)·小時(shí)=672度，672度×0.63元/度=424元。

年耗電：424度/天×240天=101760度，年電費(fèi)64,108元。

80天（陰雨天）全天需熱泵輔助加熱。熱泵耗電情況：

日耗電： 4臺(tái)×24小時(shí)×12度/臺(tái)·小時(shí)=1152度，1152度×0.63元/度=726元。

年耗電：1152度/天×80天=92160度，年電費(fèi)58,060元。

熱泵年合計(jì)耗電費(fèi)：64108+58060=122,168元。

年節(jié)約電費(fèi)，把150 kW加熱管的電費(fèi)減去熱泵的電費(fèi)：725,760-122,168=603,592元。

[1]彥啟森主編. 制冷技術(shù)及其應(yīng)用[M]. 中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2008,8:492-494.