一种具有冷热回收功能的洁净室及其冷热回收方法

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种具有冷热回收功能的洁净室及其冷热回收方法，以解决现有技术存在的问题，通过设置冷热回收系统，利用换热器吸收排气系统的热量或冷量，并将吸收的热量或冷量应用到新风系统，能够对洁净室正常工作所排放的热量或冷量进行回收，同时，将回收的能量再应用到洁净室，从而能够减少能量浪费，降低洁净室的能量损耗。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1～9所示，本发明提供一种具有冷热回收功能的洁净室，包括新风系统100、排气系统300和冷热回收系统400，其中新风系统100和排气系统300可以采用洁净室原有的为维持洁净室正常工作状态所设置的系统，实际上，洁净室还可以包括有循环风系统200以及防排烟、内装系统、消防系统等，洁净室各系统在运行中主要能耗在新风系统100、循环风系统200和排气系统300。结合图9所示，循环风系统200由风机过滤器单元17、干盘管18及相应高架地板孔板等组成。冷热回收系统400为本发明所设置的主要功能系统，在与新风系统100和排气系统300相关联后实现冷量和热量回收利用的目的。具体的，冷热回收系统400包括换热器27、循环管路35和循环泵组30，换热器27可以采用翅片式或管式等结构形式，其中一换热通路连接循环管路35，循环管路35内流通循环水，换热器27中另一换热通路连接排气系统300，用以流通排气系统300的排气。通过换热器27的设置，能够将循环管路35内的循环水与排气系统300的排气进行热交换，利用循环水吸收排气的热量或冷量。循环管路35连通新风系统100的预热盘管，通过循环泵组30驱动循环水流动，将排气的冷量或热量传递到预热盘管，进而为新风系统100的运行降低能量消耗。综上所述，本发明通过设置冷热回收系统400，利用换热器27吸收排气系统300的热量或冷量，并将吸收的热量或冷量应用到新风系统100，能够对洁净室正常工作所排放的热量或冷量进行回收，同时，将回收的能量再应用到洁净室，从而能够减少能量浪费，降低洁净室的能量损耗。

如图1和图6～8所示，换热器27安装位置在洗涤塔22前，具体为洗涤塔22入口管道或各功能区集管上，以避免大气环境对冷热回收的影响。包括洗涤塔前旁通管路Ⅰ和集管旁通管路Ⅱ，洗涤塔前旁通管路Ⅰ和集管旁通管路Ⅱ采用相同的设置形式，分别包括排气管旁通管路32，排气管旁通管路32为主路外增设的旁支，需要进行换热时，排气经过排气管旁通管路32，不需要进行换热时，可以切换关闭排气管旁通管路32，排气经主路运行。换热器27安装在排气管旁通管路32上，排气管旁通管路32上设置有排气温度传感器28，排气温度传感器28用于检测冷热回收后排气温度，与原有系统风量进行冷热回收计量，在主路上设置有控制阀及手动阀门21。通过将换热器27安装在排气管旁通管路32上，在对排气进行能量回收时利用排气管旁通管路32进行，需要说明的是：排气系统300通常风机选型时考虑裕量，风机性能曲线能覆盖住新增盘管的影响，新增阻力不大，在过渡季采用旁通切换，排气系统300正常运行，即在不回收时不会新增能耗。采用间接冷热量回收，具有设备占地面积小的优点，相应设备维修简单方便，控制程序简单，系统稳定可靠。

如图1和图5所示，循环管路35上设置有水管上温度传感器34，水管上温度传感器34位于换热器27的出水侧，利用水管上温度传感器34可以检测经换热器27换热后的水温。

如图1～4所示，循环管路35通过旁通形式A或直接连通形式B连接预热盘管。

如图2～4和图9所示，新风系统100包括按照进风方向顺次设置的初效过滤段1、中效过滤段2、预热段3、预冷段4、加湿水洗段5、再冷段6、再热段7、风机段8、第一高效过滤段9、第二高效过滤段10、化学过滤段11和风阀13，风阀13通过风管36通向洁净室内，风管36上设置有开关风阀14，风管36的出口处设置有调节风阀15。新风系统100上在化学过滤段11与风阀13之间还设置有检修门和观察窗12。预热段3连接有热水回水和热水给水，预冷段4连接有中温冰水回水和中温冰水给水，加湿水洗段5连接有给水(RO或DI水)，再冷段6连接有低温冰水回水和低温冰水给水，再热段7连接有热水回水和热水给水，各段冷热盘管均设置有水洗控制阀组16。

本发明通过利用原有MAU系统中预热盘管，在洁净室已有装置的基础上增设有冷热回收系统400，不需要对原有系统进行大幅变化，能够降低设备的投入成本，并在此基础上有效的进行能量回收和利用，最终解决了排气造成的冷热浪费问题，实现了良好的经济效益。在夏季，回收部分冷量，来达到预冷段4中温冰水使用量，在冬季，回收部分热量，来达到预热段3中热水使用量。对原有新风系统100阻力无影响，同时也不会影响新风系统100稳定性。系统整体新增投资小，经测算回收周期约3年，回报见效快。

如图3所示，新风系统100的进风口处设置有新风温度传感器33，利用新风温度传感器33能够检测进风温度，即室外温度。

如图1和图9所示，排气系统300包括酸废气处理系统、碱废气处理系统、有机废气处理系统、粉尘废气处理系统、含砷废气处理系统和一般废气处理系统。采用翅片式换热器27时，酸废气和碱废气系统中应为耐腐蚀翅片式换热器27，如钛合金翅片式换热器27。经测量，有机废气温度约40℃，不适合进行回收。酸废气、碱废气、有机废气、粉尘废气、含砷废气排气温度为洁净室温度+1.5～2℃。含砷废气和有机废气存在粉尘污染和堵塞问题，同时排气量小，不考虑进行回收。酸、碱和一般废气系统结构类似，冷热回收系统400连接酸废气处理系统、碱废气处理系统和/或一般废气处理系统。上述酸废气、碱废气和一般废气约占排气总量的70％，可回收量大，利于洁净室整体降低能耗。

如图1和图6所示，碱废气处理系统包括按照废气流通方向顺次设置的洗涤塔22、除雾器24和排放烟囱26，洗涤塔22通过排气管路20连接洁净室的排气开关阀19，洗涤塔22和除雾器24之间通过一次风机23连接，除雾器24和排放烟囱26之间通过二次风机25连接。

结合图1和图5所示，包括有控制箱29及其控制线路，控制箱29连接有MAU预热盘管控制阀组31、循环泵组30、水管上温度传感器34以及排气温度传感器28等，控制箱29能够控制循环泵组30启停及转速和排气管路20及MAU预热盘管管路切换、循环泵组30和MAU预热盘管控制阀组31、排气管旁通管路32用于冷热量回收循环等。

再次结合图1～9所示，本发明还提供一种用于如前文记载的具有冷热回收功能的洁净室的冷热回收方法，洁净室全年运行，按照室外温度划分为三个工况。当室外温度高于27℃(可调整设置，例如可以设置为29℃)时，为夏季工况，此时冷热回收系统400利用排气系统300的排气的冷量；当室外温度低于18℃(可调整设置，例如可以设置为16℃)时，为冬季工况，此时冷热回收系统400利用排气系统300的排气的热量；当室外温度介于18～27℃时，为过渡季工况，此时冷热回收系统400停止运行。

更具体的，在夏季工况，利用新风温度传感器33检测室外温度，并将信号传至控制箱29，当室外温度＞27℃时，利用控制箱29对应切换至MAU预热盘管控制阀组31和排气管旁通管路32，同时，开启循环泵组30，循环水在循环管路35内进行循环，在换热器27内循环水与排气进行换热，降低循环水的温度，降温后的循环水通入新风系统100。利用水管上温度传感器34检测换热后的循环水的水温，水温高于25℃时，降低循环频率，水温低于25℃时，提高循环频率。利用排气温度传感器28收集排气温度，结合原有系统排气量，计量冷量回收。

在冬季工况，利用新风温度传感器33检测室外温度，并将信号传至控制箱29，当室外温度＜18℃时，利用控制箱29对应切换至MAU预热盘管控制阀组31和排气管旁通管路32，同时，开启循环泵组30，循环水在循环管路35内进行循环，在换热器27内循环水与排气进行换热，提高循环水的温度，升温后的循环水通入新风系统100。利用水管上温度传感器34检测换热后的循环水的水温，水温高于22℃时，提升循环频率，水温低于22℃时，降低循环频率。利用排气温度传感器28收集排气温度，结合原有系统排气量，计量冷量回收。

过渡季工况，利用新风温度传感器33检测室外温度，并将信号传至控制箱29，当温度介于18～27℃时，利用控制箱29控制循环泵组30停止运行或循环泵组30停止运行且排气管旁通管路32切出。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。