Магистерский диплом на тему Энергетическая эффективность системы кондиционирования чистых производственных помещений.

Содержание:

Введение 3
РАЗДЕЛ 1. Анализ функциональных и конструктивных особенностей систем кондиционирования 5
1.1. Функции и задачи систем кондиционирования 5
1.2. Конструктивные особенности систем кондиционирования 15
1.2.1. Системы кондиционирования с упорядоченной однонаправленной (параллельной) циркуляцией 18
1.2.2. Системы кондиционирования с неупорядоченной циркуляцией воздуха 19
1.2.3. Системы кондиционирования со смешанной системой циркуляции 21
РАЗДЕЛ 2. Требования к системам кондиционирования, проектируемым для чистых производственных помещений 23
2.1. Экологические требования 23
2.2. Технические аспекты проектирования 29
РАЗДЕЛ 3. Обеспечение энергетической эффективности систем кондиционирования чистых производственных помещениях 41
3.1. Современные подходы к обеспечению энергетической эффективности систем кондиционирования 41
3.2. Сравнительный анализ энергетической эффективности упорядоченной и неупорядоченной систем кондиционирования чистых производственных помещений 57
Заключение 72
Список используемых источников 73
Приложения 77

Введение:

Чистое производственное помещение – это производственное пространство, обычно используемое как часть специализированного промышленного производства или научных исследований, включая производство фармацевтической продукции, микропроцессоров и других нанотехнологий. Чистые помещения предназначены для поддержания чрезвычайно низкого уровня твердых частиц, таких как пыль, микроорганизмы в воздухе рабочей зоны. Чистые помещения обычно имеют уровень чистоты, определяемый количеством частиц на кубический метр для конкретной величины молекулы.
Окружающий наружный воздух в типичном городском районе содержит 35 тысяч частиц на каждый кубический метр в диапазоне размеров 0,5 мкм и более, что эквивалентно чистому помещению ISO 9, тогда как для сравнения чистое помещение ISO 1 не допускает попадания частиц в этом диапазоне размеров и просто 12 частиц на каждый кубический метр 0,3 мкм и меньше.
Принимая это во внимание, закономерным является вопрос экономической и экологической эффективности систем кондиционирования, которые устанавливаются в чистых производственных помещениях. Поскольку наличие последних в промышленности большинства государств безусловно (т.е. нет технологий, способных заменить «чистое» производство), актуальным вопросом остается выбор системы кондиционирования с оптимальными потребительскими параметрами и способной удовлетворить требования производства.
В связи с этим, целью дипломной работы является исследование технико-экономических особенностей оценки энергетической эффективности систем кондиционирования, которые применяются в чистых производственных помещениях (производства электроники и нано электроники).
Достижение поставленной цели подразумевает выполнение следующих задач:
 проанализировать существующие функциональные и конструктивные особенности систем кондиционирования, используемых в чистых промышленных помещениях;
 изучить требования к системам кондиционирования, проектируемым для чистых производственных помещений, с учетом технических аспектов;
 рассмотреть современные подходы к оценке энергетической эффективности систем кондиционирования;
 обосновать принципы учета энергетической эффективности систем кондиционирования чистых производственных помещений.
Объектом исследования являются системы кондиционирования чистых производственных помещений.
Предмет исследования – энергетическая эффективность систем кондиционирования чистых производственных помещений.
Научная новизна данного исследования состоит в обобщении научно-практического опыта эксплуатации систем кондиционирования в чистых производственных помещениях с учетом современных достижений в усовершенствовании конструкции и технических показателей энергопотребления подобных систем.
Практическое значение результатов исследования имеет место быть для предприятий, технологических процесс которых построен на использовании чистых производственных помещений. В работе представлен сравнительный анализ нескольких систем кондиционирования и выделен ряд параметров, по которым предлагается оценивать их энергетическую эффективность – единственный нерегламентированный показатель для чистых помещений.

Заключение:

Анализ существующих систем кондиционирования для чистых промышленных помещений показал, что основным вредным фактором, на нивелирование которого нацелены данные системы, является очень мелкодисперсная пыль. Возможны также случаи, когда подобные системы направлены на вынос из помещений потенциально вредных микроорганизмов.
Наиболее показательным, с точки зрения энергетической эффективности систем кондиционирования и вентилирования, является холодильный коэффициент.
В процессе выполнения работы было установлено, что упорядоченная и неупорядоченная системы вентиляции и кондиционирования приблизительно одинаково используются при эксплуатации чистых производственных помещений. Во много этот фактор определяется видом производственной деятельности, которая производится в чистых помещениях. Потому функциональное назначение у них хоть и схожее, но принцип смены воздуха всё же отличается. Потому, если вести речь с точки зрения энергетической эффективности работы систем кондиционирования, здесь они безусловно имеют общий знаменатель – силовые электрические установки. Сравнение именно по этому показателю выполнено в работе.
На примере ПАО «Микрон» рассчитаны сравнительные показатели кратности воздухообмена в помещениях для класса чистоты 7 ИСО. Наиболее эффективный вариант его обеспечения – 30 кратный обмен воздуха, выход на нормативные показатели – 10 минут.
Установлено, что в российских нормативных и климатических условиях эксплуатации коэффициент охлаждения обычно выше, чем при стандартных условиях испытаний для кондиционеров. Значения коэффициента производительности для систем VRF от разных производителей существенно отличаются друг от друга.
Рассмотрен европейский и мировой опыт стандартизации и производства систем кондиционирования с точки зрения энергетической эффективности. Полученные результаты позволяют рекомендовать адаптировать данные подходы в соответствующую отечественную практику.

Фрагмент текста работы:

РАЗДЕЛ 1. Анализ функциональных и конструктивных особенностей систем кондиционирования

1.1. Функции и задачи систем кондиционирования
Воздух в помещении может изменять свой состав, температуру и влажность под воздействием различных факторов: изменения параметров наружного (атмосферного) воздуха, тепла, влаги, пыли и вредных газов от людей и технологического оборудования. В результате воздействия этих факторов воздух в помещениях может создавать неблагоприятные условия для благополучия людей или мешать нормальному ходу производственного процесса. Чтобы избежать чрезмерного ухудшения качества внутреннего воздуха, требуется воздухообмен, то есть воздух в помещении должен быть заменен на новый или очищенный старый. Зачастую загрязненный воздух удаляется из помещения и очищается, а вместо этого, как правило, подается наружный воздух.
Таким образом, основной задачей вентиляции (кондиционирования) является обеспечение воздухообмена в помещении для поддержания расчетных параметров внутреннего воздуха [1, 6].
Вентиляция – это комплекс мер и устройств, обеспечивающих расчетный воздухообмен в помещениях. Вентиляция (BE) помещений обычно обеспечивается одной или несколькими специальными инженерными системами — системами вентиляции (CBE), которые состоят из различных технических устройств. Эти устройства предназначены для выполнения отдельных задач [6]:
 воздушное отопление (воздухонагреватели);
 очистка (фильтры);
 воздушный транспорт (воздуховоды);
 индукция движения (вентиляторы);
 распределение воздуха в помещении (воздухораспределители);
 открытие и закрытие каналов для движения воздуха (клапан и заслонка);
 подавление (глушение) шума;
 снижение вибрации (виброизоляторы и гибкие вставки) и многое другое.
Помимо использования технических устройств для нормального функционирования вентиляции, требуется реализация некоторых технических и организационных мероприятий. Так, чтобы снизить уровень шума, необходимо следить за номинальной скоростью воздуха в воздуховодах, уменьшать утечки воздуха из воздуховодов, производить и устанавливать их с высоким качеством, а также использовать уплотнительные материалы. Требуется обеспечить надлежащий контроль над работой CBE, что достигается за счет автоматизации в сочетании с ручным управлением и регулировкой [1].