制药厂洁净室空调系统设计常见问题及改进措施

制药厂洁净室空调系统设计常见问题及改进措施

作者:武汉医药设计院  陶新伟 

本文针对洁净室设计运行过程中比较常见的一些问题，提出改进措施。

1，冷冻站冷冻水循环泵、冷却水循环泵调节性能较差，低负荷时水泵浪费能耗。采取大、小机组搭配。一机对一泵或一机对两泵，对水泵设调频控制。或采用冷冻站中央控制系统。

2，关于新风口的几个问题，①新风口风速偏高。②外包装间等人多的房间新风量不足。③过度季节利用新风。④排风能量回收。

3，空调系统风管、水管保冷，①保冷结构不能有空隙。②保冷结构保护层要严密，不透气。

4，洁净室压差调节、控制。

5，空调系统过滤器选用注意事项。

关键词制药厂家 净化空调系统 常见问题 改进措施

1 冷冻站设备造型时，冷冻水循环泵、冷却水循环泵调节性较差

制药企业冷冻站设备选型方式：

1)、按夏季计算工况来计算各空调系统冷负荷;

2)、考虑厂房内空调系统最大同时工作系数，一般是按厂房内全部系统同时工作来考虑。

制药企业空调系统运行状况：

1)、空调系统一年中大部分时间是在过渡季节工况下运行。

2)、因制药企业生产线常常不会同时开工，厂房内生产什么剂型，开相应区域的空调系统，常常是只开一部分空调系统。这样就会出现矛盾，就是冷冻站设备配置能力很大，而大部分时间，设备的出力却很小。即所谓的大马拉小车。

这就要求我在作冷冻站设备选型时，1、要考虑到设备的可调节性，在过滤季节能够在比较小的出力情况下运行。2、要考虑冷冻站设备在比较小的出力情况下运行时，还要能保持比较高的效率。

实际工程中，对制冷机组的可调节性关注比较多，但对冷冻水循环泵，冷却水循环泵的可调节性关注不够。常常是，过渡季节，制冷机组在低负荷下运行，而冷冻水循环泵，冷却水循环泵仍按高负荷时的流量运行，甚至一部分流量旁通循环，冷冻水循环泵、冷却水循环泵造成能量浪费。

解决办法：

方法1、制冷机组按大小搭配，高负荷时，大、小机组同时运行;负荷降低时，只开大机组;小负荷时只开小机组，相应的水泵功率也减小了。

方法2、对其中一台冷冻水循环泵、冷却水循环泵设调频控制。或对其中一台制冷机组的循环泵设为2台泵并联运行，这样小负荷时可开1台泵运行。减少循环水泵功率消耗。

方法3、采用冷冻站中央控制系统，由电脑根据冷冻站即时出力，综合调节冷冻水泵流量、冷却水泵流量，使冷冻水泵、冷却水泵、冷水机组综合效率达到最高。工程实践证明，多数情况下，冷冻站中央控制系统具有明显的节能效果。

总之，冷冻站内至少要有1台冷水机组，包括配套的冷冻水循环泵，冷却水循环泵，要有很好的负荷调节性，和低负荷时保持较高的能效比。

2新风的几个问题

2.1新风口风速偏高

在实际工程中，经常会看到空调、通风系统的新风进风口百叶变形，甚至垮掉。主要是因为新风口风速太高。新风口一般采用固定防雨百叶，它的有效进风面积比较小，只有30％左右，进风口阻力就比较大，进风口风速如果比较高:

1)是进风口会产生噪声;

2)是进风口百叶会被吹垮。新风口进口风速一般不应超过3.0m/s。新风口风速与新风管风速可以不同，新风管风速可以取6m/s或再高一些都可以。所以新风进风口一般要放大。

要控制空调通风系统新风进风口风速，首先要确定空调通风系统的最大新风量。有2点不要忽视。

1)、如果洁净区有薰蒸消毒要求，象十万级、万级洁净区，要考虑到消毒排风时，空调系统为直流风，这时候新风量最大，为空调系统送风量。

2)、要考虑到空调系统过渡季节加大新风量的要求。

2.2外包装间新风量不足

洁净区净化空调系统新风量一般都能满足操作人员对新风量的要求。但是，制剂车间外包间，灯检间舒适性空调系统就要注意。因为外包间、灯检间一般人员比较多，也很密集。需要的新风量比较大，制剂车间内，这些房间又没有可开启的外窗，无法通过开窗补充新风，只能从空调系统补充新风，一旦空调系统新风量不足，就会引起室内CO2升高，操作人员感到闷气。

如果外包间、灯检间为单独的空调系统，一般还好，因为补充的新风都进入了房间。如果外包间、灯检间和其他其房间、走廊合为一个系统，就应计算新风比。

Y=X/(1+X-Z)

Y——修正后的系统新风量在送风量中的比例

X——未修正的系统新风量在送风量中的比例

Z——需求最大的房间的新风比

从上式可以看出，如果按单独各个房间的新风量相加，计算空调系统的新风比即X，那么，进入到外包间、灯检间的新风量就会达不到要求。如果把外包间、灯检间的新风比作为空调系统的新风比即Z，那么新风比就高了，也浪费能量。

2.3过渡季节利用新风

新风管、新风进风口规格按过渡季节最大新风量来考虑。要考虑过渡季节最大新风量的时候，室内风能排出去。新风也要经过适当的过滤，一般采用粗效过滤器。

2.4空调季节利用排风的能量

制药厂房净化空调系统一般排风量大，新风比高，有条件的话，可以考虑利用热回收设备进行新风和排风的能量交换，回收排风的能量。

采用热回收装置要注意几个问题：

（1）尽量采用全热回收装置，特别是净化空调系统，要尽量采用全热回收装置，与显热回收装置相比，能量回收利用率较高。（2）不论采用转轮式换热热回收装置，还是板式换热热回收装置，都要考虑对进入热回收器的新风和排风进行过滤，最好能达到中效过滤器。因为换热器被灰尘污染，引起换热效率降低，又不容易清洗。（3）排风和新风口尽可能有一定高差或拉开距离，防止新排风短路，排风又被新风口吸入。

3空调系统水管、风管保冷

空调系统风管、水管保冷，有3个方面的作用。为了减少能量损失；为了减少风管、水管内流体温度的变化；为了防止结露。

空调系统水管、风管保冷注意事项：

（1）保冷结构不能留有空隙。比如送风管保冷，风管支吊架与风管之间，要有垫层，不能产生冷桥，风管法兰要保冷。风管软接头要采用有保温层的软接头。空气冷凝水管、冷冻水管也一样，保冷层不能留有空白，否则没保冷的地方就会结露、滴水。比如风机盘管，一般就装在房间吊顶内，一旦保冷结构留有空隙，就会产生结露、滴水。

（2）保冷层或者保冷层外面的保护层要严密，不能让空气渗进去。一旦保冷层有缝隙，空气就会渗入保冷层，在管壁上结露，久而久之保冷层的含水量就会升高。水是一种比较好的热导体，保冷材料含水率一旦升高，导热系数就会迅速升高，就会失去保冷性能。

4洁净室的压差控制

控制洁净室的压差，是为了控制洁净室之间气流渗透的方向，避免较洁净的洁净室被相邻洁净室的气流污染，是洁净室内洁净度控制的重要手段。

洁净室压差在洁净室空调系统运行过程中，随着送、回风量的变化也是在不断变化的。维持洁净室内压差稳定的几种方法：（1）是在室内回风口设计成可调风量的风口，室内压差变化了，直接在室内微调回风口风量，把压差校正过来。（2）是在排风支管调节阀处装压差微调装置。根据室内压差变化，自动调节排风阀开度，控制室内排风量，恢复室内压差值。（3）是在洁净室送风管、排风管上装自动定风量阀，维持室内送排风量恒定，压差恒定。若室内有变风量排风设备及回风，可以在回风管装自动变风量压差控制阀，使送风量和回、排风量之间维持恒定的差植，维持室内压差恒定。

5空气过滤器

5.1过滤器的选用

粗效、中效过滤器按额定风量选用，过滤器的终阻力按初阻力的两倍计算。高效过滤器按小于或等于额定风量选用。终阻力按初阻力的2倍计算。过滤器的过滤风量小于额定风量，则效率升高，阻力降低。

5.2选用过滤器的注意事项

5.1.1对净化空调系统来说，空调器的新风处理最好采用粗效、中效两级过滤器。这样做，对空调机组后面中效、高效过滤器是一种保护。最主要的是，对空调机组加热器、表冷器盘管是一种保护。因为盘管的翅片间距比较小，特别是表冷器盘管，一旦被灰尘污染，很难被清洗，影响传热效率。

5.1.2洁净室高效过滤器，不能采用木框过滤器。制药厂房净化空调系统采用B级高效过滤器就可以。以免产生霉菌。

5.1.3对于同一个净化空调系统，各个房间送风的高效过滤器效率要一致，阻力要相近。

效率一致好做到，比如说都选同样型式的高效B级过滤器。

阻力相近要做到2点:

1)是空调系统运行初期过滤器初阻力相近。

2)是空调系统运行过程中，各个房间送风口过滤器阻力上升一致。采取措施，选高效送风口过滤器时，按额定风量分档要细一些。使每个高效过滤器的运行风量占额定风量的比例都相同，或相近。比如，每个房间送风口的送风量都占其高效过滤器额定风量的80%±10%。这样就可以做到各个过滤器容尘量比例一致，运行过程中阻力上升一致。避免有的房间送风口过滤器阻力上升快，风量下降快，另一些房间送风口过滤器阻力上升慢，风量下降慢。各房间风量变化不一致。