李 華

（江銅-耶茲銅箔有限公司，江西 南昌 330096）

1 引言

江銅-耶茲銅箔公司地處南昌市高新區(qū)，是一家由江西銅業(yè)股份有限公司和美國耶茲銅箔公司合資組建的現(xiàn)代化高新技術(shù)企業(yè)，中國電子材料行業(yè)50強(qiáng)企業(yè)。公司主要生產(chǎn)鋰電池箔、高溫高延銅箔(HTE)、超低輪廓銅箔(VLP)、高頻及高速應(yīng)用銅箔（RTF）、撓性軟板應(yīng)用有膠及無膠（FCF）等高檔銅箔。銅箔厚度從8～140μm不等，產(chǎn)品最大幅寬1300mm。由于產(chǎn)品的品質(zhì)定位要求高，所以工藝系統(tǒng)內(nèi)各環(huán)節(jié)出現(xiàn)任何細(xì)微波動(dòng)都會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生非常大影響。尤其是對(duì)生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境要求很苛刻，生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)必須保持無塵（十萬級(jí)、一萬級(jí)潔凈度）和適當(dāng)?shù)臏囟?冬季：27±2℃、夏季：28±2℃）和濕度（45%以下）要求，并且車間壓差大于10Pa，以便保持適當(dāng)微正壓。否則生產(chǎn)出來的電解銅箔容易因?yàn)榄h(huán)境的影響，產(chǎn)生銅粒、針孔或者氧化等品質(zhì)問題。為了滿足銅箔產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境的要求，公司在生產(chǎn)主工藝設(shè)備建成的同時(shí)，在兩個(gè)生產(chǎn)車間內(nèi)分別安裝了一套空調(diào)凈化系統(tǒng)，對(duì)銅箔車間的生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行有效控制，并消除設(shè)備、人員、工藝、照明等一些客觀干擾因素對(duì)生產(chǎn)車間作業(yè)環(huán)境溫度和濕度的影響，確保銅箔生產(chǎn)車間的溫度和濕度控制在工藝要求的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

2 空調(diào)凈化系統(tǒng)工藝介紹及工作原理

空調(diào)凈化系統(tǒng)主要由制冷系統(tǒng)、空調(diào)本體、循環(huán)水換熱系統(tǒng)、冷卻塔、風(fēng)管等組成。制冷系統(tǒng)由三臺(tái)YORK生產(chǎn)的離心式以R134a為冷媒的冷水機(jī)組組成，它的作用主要是提供低溫冷凍水給空調(diào)本體表冷器。空調(diào)換熱系統(tǒng)主要由三大換熱循環(huán)系統(tǒng)組成，分別是冷凍水循環(huán)、制冷劑循環(huán)、冷卻水循環(huán)。

冷凍水循環(huán)：載冷劑（冷凍水）流過蒸發(fā)器，與蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑進(jìn)行換熱，制冷劑蒸發(fā)吸收，隨后載冷劑被泵送到空調(diào)末端裝置中去，在翅化的盤管中流動(dòng)，帶走熱量。載冷劑吸收熱量后溫度升高，然后返回冷水機(jī)組。

制冷劑循環(huán)：來自蒸發(fā)器的制冷劑蒸發(fā)流入壓縮機(jī)，經(jīng)旋轉(zhuǎn)葉輪加壓升溫后排入冷凝器，冷卻水吸收制冷劑的蒸汽熱量，使之冷卻，冷凝。冷凝后的制冷劑液體從冷凝器流入流量控制室，由里面的節(jié)流裝置來控制蒸發(fā)器的制冷劑供液量。

冷卻水循環(huán)：冷卻水由外部冷卻塔提供，冷卻塔是用來將換熱后的帶有大量熱量的冷卻水和外界大氣進(jìn)行熱交換，采用抽風(fēng)式逆流冷卻換熱方式?？照{(diào)本體以空氣流動(dòng)方向?yàn)轫樞?，主要的裝置有進(jìn)風(fēng)段、初效過濾、表面冷卻器、加熱器、風(fēng)機(jī)和中高效過濾器等。

電解銅箔車間是密閉環(huán)境，因銅箔產(chǎn)品的特殊制程要求，必須對(duì)車間溫度、濕度及壓差進(jìn)行相應(yīng)的控制和調(diào)節(jié)。而車間內(nèi)這些工作條件達(dá)標(biāo)主要依靠空調(diào)本體供給與交換，一部分是新風(fēng)、一部分是回風(fēng),一方面要保證車間的微正壓環(huán)境，另外保證車間的正常空氣流動(dòng)和溫濕度要求，以及人員長(zhǎng)期工作所需要的工作環(huán)境要求。濕度控制方式主要是通過上位機(jī)軟件對(duì)房間溫、濕度的設(shè)定，冷水閥、蒸汽閥根據(jù)房間的溫、濕度的變化進(jìn)行PID比例調(diào)節(jié)，以達(dá)到設(shè)定的要求；壓差控制則由新風(fēng)閥根據(jù)廠房?jī)?nèi)的壓差變化調(diào)整變頻風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，調(diào)節(jié)送風(fēng)量，以達(dá)到房間正壓的要求。溫度控制是由新、回風(fēng)混合后經(jīng)表冷段處理到露點(diǎn)溫度除濕，經(jīng)再熱段蒸汽加熱，達(dá)到送風(fēng)溫度后再進(jìn)入電解銅箔車間?？照{(diào)凈化系統(tǒng)整體運(yùn)行工藝圖如圖1所示。

圖1 空調(diào)凈化系統(tǒng)運(yùn)行工藝圖

3 空調(diào)凈化系統(tǒng)的運(yùn)行與管理

由于耶茲銅箔公司地處南方，一年四季室外空氣溫濕度變化大，而且電解銅箔生產(chǎn)工藝復(fù)雜，且對(duì)環(huán)境變化非常敏感。因此，做好空調(diào)凈化系統(tǒng)的運(yùn)行與管理尤為重要。不但可以提升電解銅箔產(chǎn)品品質(zhì)，而且對(duì)降低成本、節(jié)能環(huán)保都具有重要意義。

3.1 制冷系統(tǒng)冷水機(jī)組的運(yùn)行管理

冷水機(jī)組是空調(diào)凈化系統(tǒng)中功率最大的設(shè)備，耶茲銅箔公司現(xiàn)有3臺(tái)離心式冷水機(jī)組，其中兩臺(tái)為2441kW的離心機(jī)組，1臺(tái)是進(jìn)行變頻改造的2813kW的離心機(jī)組。正常情況下，在夏季時(shí)兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行，而11月至次年5月一臺(tái)機(jī)組備用即可滿足廠房?jī)?nèi)的工藝要求。在冬季，室外溫度低于11℃時(shí)，環(huán)境濕度大大降低，冷水機(jī)組可以停機(jī)，通過全新風(fēng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)， 冷凍水、冷卻水進(jìn)出水的溫度變化影響著冷水機(jī)組的負(fù)荷變化，據(jù)統(tǒng)計(jì)可知冷凝溫度每下降1℃就可實(shí)現(xiàn)節(jié)能2度電。隨著冷凝溫度的降低，冷凍機(jī)組壓縮機(jī)COP（性能系數(shù)）顯著上升［1］，較高的冷凝溫度使壓縮比升高，造成制冷輸出容量降低、COP下降，輸出功率升高。因此，控制冷卻水出水溫度就顯得尤為重要。實(shí)踐證明，制冷機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，冷卻水溫度設(shè)為濕球溫度加2.8℃。在部分負(fù)荷狀態(tài)下，冷卻水溫度設(shè)為設(shè)計(jì)溫度。冷凍水出水溫度設(shè)定為5℃，在滿足除濕要求的前提下，提高冷凍水的出水溫度，降低制冷機(jī)組的負(fù)荷，達(dá)到節(jié)能的要求。

3.2 空調(diào)本體的運(yùn)行與管理

空調(diào)本體的運(yùn)行主要控制點(diǎn)有濕度控制、溫度控制、風(fēng)量控制和凈化處理［2］。溫濕度的參數(shù)控制采用電動(dòng)控制方式：溫控采用室內(nèi)控制，以保證車間內(nèi)的溫度在設(shè)定范圍內(nèi)；濕度控制采用露點(diǎn)溫度控制環(huán)節(jié)，以保證向車間內(nèi)送風(fēng)的含濕量。溫濕度采集數(shù)據(jù)的敏感元件因放在電解銅箔生產(chǎn)車間內(nèi)，所以要求現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員在敏感元件附近不得放置冷熱源及水源等物品，保持氣流通暢，無阻擋，不形成渦流區(qū)，否則易造成數(shù)據(jù)采集無代表性而引起調(diào)節(jié)閥錯(cuò)誤開停。風(fēng)量控制主要是通過控制新風(fēng)和回風(fēng)比例來控制車間內(nèi)的濕度。凈化處理主要依靠初、中、高三級(jí)過濾器單元實(shí)現(xiàn)，因此，選用過濾器的型號(hào)和規(guī)格直接決定車間內(nèi)的空氣品質(zhì)［3］。同時(shí)對(duì)于空調(diào)機(jī)組本體在冷凝后，需要用蒸汽加熱的部分，使用工藝?yán)鋮s水的余熱進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，通過工藝?yán)鋮s水代替蒸汽，基本杜絕了能源消耗，大大降低了生產(chǎn)成本。

3.3 冷卻塔的運(yùn)行與管理

冷卻水在冷水機(jī)組吸收大量的熱量，在冷卻塔進(jìn)行降溫，再回到冷水機(jī)組進(jìn)行換熱，因而冷卻塔的運(yùn)行質(zhì)量好壞直接影響空調(diào)的制冷效果［4］。根據(jù)對(duì)公司冷卻塔長(zhǎng)期運(yùn)行管理的經(jīng)驗(yàn)，冷卻塔的運(yùn)行管理總結(jié)以下兩點(diǎn)：

首先要控制好冷卻水的清潔，減少污垢和藻類產(chǎn)生［5］。一般情況下，運(yùn)行一段時(shí)間后，冷卻塔上的填料會(huì)形成很厚的污垢，影響通風(fēng)散熱量，迫使冷卻塔風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，不但電耗會(huì)加大，而且水蒸發(fā)量也會(huì)加大。底液中鈣含量也會(huì)越來越高，從而導(dǎo)致惡性循環(huán)。要解決上述現(xiàn)象，必須要定期投加殺菌劑、除垢劑抑制污垢的產(chǎn)生。定期檢測(cè)冷卻水中的鈣含量，定期進(jìn)行部分或全部換水，要求排出口的水色和透明度與入口對(duì)比相近，無可見雜物［6］。

其次要周期性清洗冷卻塔填料。該公司的冷卻水塔含三個(gè)相同單元，制冷風(fēng)扇相互獨(dú)立而水箱互相竄聯(lián)。當(dāng)冷卻量較小時(shí)，可以考慮將其中一臺(tái)風(fēng)機(jī)停掉，離線清洗冷卻塔一個(gè)單元的填料。這樣既不會(huì)影響生產(chǎn)，又不致填料結(jié)垢，而且也不會(huì)將清洗下來的鈣垢帶入水中。采用機(jī)械清洗防垢是上述化學(xué)手段的必要補(bǔ)充。

隨著對(duì)設(shè)備運(yùn)行規(guī)律的進(jìn)一步熟悉、學(xué)習(xí)，我們對(duì)廠房的空間布局進(jìn)行了改造、空調(diào)系統(tǒng)的溫度節(jié)能控制方面進(jìn)行了改造，將原來設(shè)計(jì)大氣、寬敞、漂亮的車間空間壓縮，使之變得更加緊湊，能耗更低。采光窗戶做了防護(hù)避開陽光直接照射，同時(shí)要求車間內(nèi)的設(shè)備要搞好5S工作，做到設(shè)備一塵不染，以便利于空調(diào)凈化系統(tǒng)的保持。對(duì)工作人員進(jìn)出頻繁的區(qū)域，增加了緩沖間，避免了因人員的走動(dòng)，對(duì)環(huán)境的影響，盡可能減少非必要人員進(jìn)入潔凈廠房，避免處于獨(dú)立系統(tǒng)的潔凈廠房的環(huán)境破壞。因?yàn)橹匦陆⑵胶饧群哪?，又影響電解銅箔的質(zhì)量。

4 空調(diào)系統(tǒng)存在的問題及改進(jìn)措施

空調(diào)凈化系統(tǒng)給銅箔車間的生產(chǎn)環(huán)境提供了優(yōu)質(zhì)保障，但在目前運(yùn)行過程中也存在一些問題，仍需要改進(jìn)的地方，這與它們的節(jié)能運(yùn)行同等重要。

（1）隨著銅箔產(chǎn)能的擴(kuò)大，冷凍水不僅要滿足空調(diào)系統(tǒng)的使用，還要提供給生產(chǎn)工藝用水，以控制部分生產(chǎn)工藝指標(biāo)。冷凍水需求量的增加，冷水機(jī)組的制冷量不足、冷卻水的散熱能力不夠，導(dǎo)致廠房的溫度、濕度難以控制的問題凸顯。目前我們對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行改造，增大冷卻、冷凍水量，以期達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)制冷效果的需求，同時(shí)提高系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的COP。

（2）空調(diào)凈化系統(tǒng)由于種種原因，目前未能實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行，因系統(tǒng)的冷水機(jī)組制冷量都是一樣的，在日常使用中經(jīng)常出現(xiàn)一臺(tái)不夠用，而兩臺(tái)又出現(xiàn)浪費(fèi)的問題，從而導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)開開停停的狀態(tài)。所以，為提高空調(diào)系統(tǒng)使用效率，公司下一步要對(duì)冷水機(jī)組、水泵、風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)自動(dòng)控制。

（3）車間濕度控制采用的露點(diǎn)濕度控制，只要房間濕度控制沒達(dá)標(biāo)和送風(fēng)濕度末達(dá)到要求，冷水閥始終處于全開狀態(tài)，造成冷凍水的浪費(fèi)。而生產(chǎn)工藝對(duì)濕度的要求，特別是梅雨季節(jié)，溫濕度變化大，又務(wù)必要將濕度控制好。因而在送風(fēng)通道上加裝空氣電再熱器，或者在銅箔生產(chǎn)車間內(nèi)加裝除濕機(jī)，這樣就可以微調(diào)車間內(nèi)相對(duì)濕度，達(dá)到車間濕度控制要求。

（4）空調(diào)新風(fēng)口附近環(huán)境的干凈整潔對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行很重要，因?yàn)樾嘛L(fēng)雜塵多時(shí)易堵空調(diào)初級(jí)過濾袋，縮短了空調(diào)過濾袋的壽命，加大了風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。同時(shí)更換過濾袋必須停機(jī)，對(duì)其它空調(diào)本體造成壓力。因而，下一步需要對(duì)空調(diào)新風(fēng)口附近環(huán)境進(jìn)行整頓，確保干凈整潔。

5 結(jié)語

江銅-耶茲銅箔有限公司空調(diào)凈化系統(tǒng)的運(yùn)行管理已經(jīng)多年，期間也對(duì)部分設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化改造，取得了很好的效果?？照{(diào)系統(tǒng)在使用過程中也取得了一定的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，本文對(duì)空調(diào)凈化系統(tǒng)的節(jié)能管理只作了簡(jiǎn)要闡述，尚需進(jìn)行深入、細(xì)致的研究，更加全面系統(tǒng)地掌握其運(yùn)行規(guī)律，更好地做好空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行和優(yōu)化改造工作。