作為可再生能源的重要應(yīng)用領(lǐng)域，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)日益受到人們的關(guān)注，光伏產(chǎn)業(yè)逐漸成 為應(yīng)對能源危機(jī)、緩解環(huán)境壓力、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。光伏產(chǎn)業(yè)己經(jīng)成為當(dāng)前全球發(fā)展最為迅速的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。本文主要闡述了空調(diào)系統(tǒng)在本類廠房內(nèi)的應(yīng)用設(shè)計(jì)。

1 非晶硅薄膜太陽能電池簡介

非晶硅薄膜太陽能電池的生產(chǎn)是在己鍍透明導(dǎo)電膜的玻璃基板上用化學(xué)氣相淀積的方法先淀積N 型非晶硅，再淀積未摻雜的i層，然后再淀積P型非晶硅，最后濺射透明電極。

薄膜太陽能電池組件可用于建造大規(guī)模太陽能發(fā)電廠，及屋頂、走廊和玻璃墻等建筑一體化應(yīng)用。薄膜太陽能電池組件具有很多優(yōu)點(diǎn)：充足的原材料供應(yīng)，無毒害，低能耗，工序簡單，低成本等。與多晶硅技術(shù)相比，在光線強(qiáng)度較低的情況下，性能良好。

1.1非晶硅薄膜太陽能電池主要生產(chǎn)工序

生產(chǎn)工藝中主要工序?yàn)榉蔷Ч璩练e (PECVD)及各類靶材淀積(PVD)形成薄膜，輔以主要生產(chǎn)工序的還有清洗、激光劃線等輔助工序。

1.2項(xiàng)目簡介

本項(xiàng)目成品最大尺寸為2600 mm X 2200 mm, 生產(chǎn)大綱為330 MWp/年，一期生產(chǎn)廠房建筑面積 12.2萬㎡。其中空調(diào)、凈化空調(diào)房間面積共99990㎡。

2 空調(diào)及凈化系統(tǒng)

空調(diào)、凈化空調(diào)的設(shè)計(jì)是與工藝的布局、生產(chǎn)的流程密切結(jié)合的。不同類型、不同用途的廠房 空調(diào)、凈化系統(tǒng)都各有特點(diǎn)。下面來介紹薄膜太陽能電池生產(chǎn)工序的空調(diào)及凈化系統(tǒng)方案。

2.1前工序空調(diào)凈化系統(tǒng)

薄膜太陽能電池切片之前稱為“前道工序”， 前工序?qū)κ覂?nèi)空氣品質(zhì)要求較髙，除對房間溫、濕度有一定要求外對房間的潔凈度同樣具有較髙要求。對于此部分房間，可分為對空調(diào)送風(fēng)品質(zhì) 的要求以及對房間潔凈度等級的要求。工藝房間生產(chǎn)環(huán)境要求見表1。

2.1.1上料區(qū)、上料刻線區(qū)、PVD區(qū)以及PECVD 后區(qū)，工藝要求空調(diào)送風(fēng)品質(zhì)達(dá)到ISO8級，粒徑 >5μm,空調(diào)方式采用新風(fēng)集中處理+循環(huán)空調(diào)機(jī)組。新風(fēng)機(jī)組功能段為：

新風(fēng)入口→粗效過濾器→中效過濾器→加熱盤管→—級表冷盤管水噴淋加濕器→二級表冷盤管→風(fēng)機(jī)→新風(fēng)出口。

循環(huán)機(jī)組的功能段為：

新、回風(fēng)混合→中效過濾器→表冷盤管→（加熱盤管〉→風(fēng)機(jī)→亞髙效過濾器→送風(fēng)出口。 其中含加熱盤管的空調(diào)機(jī)組用于房間設(shè)備發(fā)熱量不大的靠近外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的區(qū)域。

該廠房生產(chǎn)區(qū)域吊頂髙度較高，為保證氣流組織合理，本專業(yè)與工藝專業(yè)密切配合，在可行的區(qū)域設(shè)置了回風(fēng)夾道，回風(fēng)固定百葉風(fēng)口布置在夾道的下部，部分區(qū)域采用頂部單層百葉風(fēng)口回風(fēng)。吊頂髙度≤ 6的區(qū)域送風(fēng)形式為頂部直片散流器風(fēng)口送風(fēng)，吊頂髙度8.5 m的區(qū)域氣流形式為頂部旋流風(fēng)口送風(fēng)，固定百葉風(fēng)口下側(cè)部回風(fēng)。

2.1.2激光刻線區(qū)、PECVD前區(qū)對空氣要求品質(zhì)最髙，因此工藝要求此類房間為ISO 7級凈化潔凈室。凈化空調(diào)系統(tǒng)采用新風(fēng)集中處理+循環(huán)空調(diào)機(jī)組+末端髙效過濾器風(fēng)口的空調(diào)方式。

新風(fēng)機(jī)組功能段為：

新風(fēng)入口→粗效過濾器→中效過濾器→加熱盤管→一級表冷盤管→水噴淋加濕器→二級表冷盤管→風(fēng)機(jī)→新風(fēng)出口。

循環(huán)機(jī)組的功能段及其氣流形式為：

新、回風(fēng)混合表冷盤管→風(fēng)機(jī)→中效過濾器→送風(fēng)管→高效過濾器送風(fēng)口→潔凈區(qū)→房間側(cè)下百葉回風(fēng)口→回風(fēng)管一新冋風(fēng)混合。

其中PECVD前區(qū)與后區(qū)之間由于有工藝設(shè)備安裝及維護(hù)等要求，布置回風(fēng)夾道有一定困難，因此在此兩區(qū)域之間隔墻與地面之間留有一定縫隙，根據(jù)兩個(gè)區(qū)域之間的壓力要求計(jì)算縫隙的高度， PECVD前區(qū)送風(fēng)通過此縫隙進(jìn)入后區(qū)，再經(jīng)回風(fēng)口至回風(fēng)管后送回循環(huán)空調(diào)機(jī)組。

2.1.3新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)原理圖參見圖2, PECVD前、后區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)原理圖參見圖3。其它類似對送風(fēng)品質(zhì)有要求的工藝房間空調(diào)原理可參見圖3內(nèi) PECVD后區(qū)房間空調(diào)原理。其他類似的潔凈區(qū)的空調(diào)原理可參見圖3內(nèi)PECVD前區(qū)空調(diào)原理。

2.2后工序空調(diào)凈化系統(tǒng)薄膜太陽能電池切片之后稱為“后道工序”。

2.2.1后工序房間一般只有一定溫、濕度的空調(diào)要求，但是工藝對一些特殊房間存在著溫、濕度的特 別要求。

2.2.1.1 PVB冷藏間：房間溫度為8℃～10℃,相 對濕度35%～70%。

該房間設(shè)計(jì)采用成套供應(yīng)裝配式冷庫，成套設(shè)備包括：庫體、風(fēng)冷式制冷壓縮機(jī)組（包括蒸發(fā)器、冷凝器等）、室內(nèi)冷風(fēng)空調(diào)機(jī)組。制冷壓縮機(jī)組采用活塞式壓縮機(jī)，室內(nèi)冷風(fēng)空調(diào)包含冷媒盤管、再熱盤管、風(fēng)機(jī)。室內(nèi)溫、濕度控制均為成套配帶，由室內(nèi)溫、濕度傳感器控制制冷壓縮機(jī)組及室內(nèi)冷風(fēng)空調(diào)的再熱盤管達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.2.1.2PVB切割裝配間（溫度：15℃?18℃,濕度18%?24%，凈化要求ISO 7級）設(shè)計(jì)了全空氣系統(tǒng)，氣流形式為頂部髙效過濾器送風(fēng)口送風(fēng)，房間側(cè)下固定百葉風(fēng)口回風(fēng)。空調(diào)機(jī)組內(nèi)増加轉(zhuǎn)輪除濕段用以達(dá)到房間低濕的要求。其轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)機(jī)組的處理過程為：新風(fēng)段→粗效過濾器→一級表冷盤管一一級回風(fēng)段一轉(zhuǎn)輪除濕器一二次回風(fēng)段一送 風(fēng)機(jī)一二級表冷盤管??加熱盤管一中效過濾器→送風(fēng)管→髙效過濾器送風(fēng)口→潔凈區(qū)→房間側(cè)下百葉回風(fēng)口→回風(fēng)管→空調(diào)機(jī)組。

要滿足低濕房間的空調(diào)要求首先要計(jì)算房間的濕負(fù)荷，由于本項(xiàng)目工藝產(chǎn)濕很小，因此濕負(fù)荷主要來自室內(nèi)人員散濕度以及周邊相對濕度較髙房間對低濕房間的濕度滲透量。在充分考慮了房間的門窗數(shù)量，房間吊頂、壁板的安裝氣密性，以及工藝生產(chǎn)線在通過墻壁后不能完全封堵的空隙面積計(jì)算房間的濕度滲透量。根據(jù)以上計(jì)算得出房間濕負(fù)荷后可以確定空調(diào)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)組需要承擔(dān)的除濕能力以及處理風(fēng)量。該房間的新風(fēng)風(fēng)量應(yīng)綜合考慮潔凈室需要的正壓以及低濕房間所需房間正壓后取最大值。

2.3其他輔助生產(chǎn)區(qū)空調(diào)系統(tǒng)

2.3.1對PECVD支持區(qū)設(shè)計(jì)了全空氣空調(diào)系統(tǒng)，新風(fēng)由新風(fēng)空調(diào)機(jī)組處理。循環(huán)空調(diào)機(jī)組的功能段 為：新、回風(fēng)混合→粗效過濾器→表冷盤管→加熱盤管→風(fēng)機(jī)→中效過濾器→送風(fēng)出口。氣流形式為頂部雙層百葉風(fēng)口送風(fēng)，頂部單層百葉風(fēng)口回風(fēng)。

3 空調(diào)系統(tǒng)的自動控制

3.1新風(fēng)空調(diào)機(jī)組的自動控制

3.1.1新風(fēng)空調(diào)機(jī)組采用變頻風(fēng)機(jī)，由總送風(fēng)管上的靜壓探頭（P）來控制風(fēng)機(jī)變頻器。新風(fēng)風(fēng)管接入到各臺循環(huán)機(jī)組，用以控制房間的相對濕度及正壓值。在每臺循環(huán)機(jī)組的新風(fēng)風(fēng)管上均設(shè)置電動調(diào)節(jié)閥，由各個(gè)房間的正壓值來調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥的開度，使房間的正壓值不隨生產(chǎn)設(shè)備的排風(fēng)量及其它 因素的變化而改變。電動調(diào)節(jié)閥的開度變化引起總送風(fēng)管上的靜壓變化，根據(jù)總管上靜壓探頭的設(shè)定值調(diào)節(jié)新風(fēng)空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)的頻率，以達(dá)到控制目的。 3.1.2生產(chǎn)廠房有濕度要求的房間相對濕度由新風(fēng)機(jī)組來保證，以新風(fēng)空調(diào)機(jī)出口處的露點(diǎn)溫度Tdp 控制表冷器和加熱器水管上的電動兩通閥，通過調(diào)節(jié)電動二通閥的開度來調(diào)節(jié)冷、熱水水量，以達(dá)到其設(shè)定的送風(fēng)露點(diǎn)溫度。以空調(diào)房間內(nèi)的相對濕度傳感器MT連續(xù)重新設(shè)定新風(fēng)機(jī)組出口處的Tdp 值，最終保證室內(nèi)相對濕度。

3.1.3新風(fēng)機(jī)組防凍：風(fēng)機(jī)停止時(shí)，當(dāng)加熱器后的溫度T1≥5℃時(shí)，自動啟動加熱器管道上的電動兩通閥。

3.2工藝生產(chǎn)房間的溫、濕度控制

3.2.1生產(chǎn)廠房的相對濕度以及正壓值由新風(fēng)機(jī)組來保證。

3.2.2生產(chǎn)廠房的溫度由循環(huán)機(jī)組來保證，以室內(nèi) 溫度傳感器TT控制表冷器或加熱器管道上的電動 二通閥開度，調(diào)節(jié)冷凍水量及熱水量，以達(dá)到室內(nèi)溫度參數(shù)。

3.3 PVB切割裝配間的溫濕度控制

3.3.1由一級表冷器后的溫度傳感器T1控制冷水管道上的電動二通閥開度，調(diào)節(jié)冷水量達(dá)到設(shè)定參數(shù)。由于本段表冷器功能為去除新風(fēng)中所含一定的濕度，為了減小后面轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)承擔(dān)的濕負(fù)荷，需 要將新風(fēng)溫度在此盤管處盡量處理至最低，本項(xiàng)目一級表冷后新風(fēng)處理溫度采用與冷水回水溫度相同 的溫度處理要求。

3.3.2由室內(nèi)溫度傳感器TT控制二級表冷或加熱器管道上的電動閥，以達(dá)到室內(nèi)設(shè)定的溫度參數(shù)。

3.3.3由室內(nèi)濕度傳感器MT控制轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)組內(nèi)再生電加熱器，以達(dá)到室內(nèi)設(shè)定的相對濕度參數(shù)。

4 結(jié)語

本工程己完成竣工驗(yàn)收，各房間溫度、濕度、潔凈度、正壓、噪聲等參數(shù)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，運(yùn) 行良好。本文介紹了薄膜太陽能電池廠房的生產(chǎn)工序，相應(yīng)空調(diào)、凈化系統(tǒng)和自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，可為以后進(jìn)行類似生產(chǎn)廠房的設(shè)計(jì)提供參考。