洁净空调系统内不同洁净室温湿度差异的分析与思考

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1、洁净空调系统内不同洁净室温湿度差异的分析与思考摘要：2009年 12月25日 . 在药厂净化空调设计中，我们可以借鉴前辈们积 累的丰富经验和数据，但是，药厂洁净空调中存在的一些普遍的现象，仍然值 得设计人员去分析和思考，以便更 .关键词：的分析,分析类别：专题技术来源：牛档搜索(Niudown.COM)本文系牛档搜索诚fo骼“.COM)根据用户的指令自动搜索的结果，文中 内涉及到的资料均来自互联网，用于学习交流经验，作品其著作权归原作者所 有。不代表牛档搜索诚fow“C0M)赞成本文的内容或立场，牛档搜索(Niudowin.COM)不对其付相应的法律责任！集中式洁净空调系统内不同洁净室温湿度差

2、异的分析与思考左华 （安徽省医药设计研究院）引言： 洁净技术和空调技术经过多年的发展，在各行各业的应用已日趋普遍与成熟。 洁净空调技术是药品生产企业通过GMP认证的必要技术保证之一，在药品生产企业中已得 到广泛应用和实践。在药厂净化空调设计中，我们可以借鉴前辈们积累的丰富经验和数据， 但是，药厂洁净空调中存在的一些普遍的现象，仍然值得设计人员去分析和思考，以便更好 的在这一领域对洁净空调技术加以应用。现象：药厂的设计应遵循GMP规范的要求，既要保证洁净区对的洁净度要求，也要防 止洁净区域各洁净室的交叉污染。所以工艺布局上，一条净化生产线除了主要的操作功能间， 辅助功能间，还有的人净与生活用室布

3、置，物净和物流布置。一般情况下，根据工艺布局和 使用特点通常把同一生产线的洁净室划分为一个集中式净化空调系统。洁净厂房设计规范（GB50073-2001）要求温度1826C相对湿度4565%。一般室内空调设计温度242 C, 相对湿度 5510%。但是，实际生产运行工况下，往往出现这样的现象，即不同洁净室温 湿度并不一致，主要功能操作间的温湿度更容易高于设计值，其它洁净室更容易低于设计值。分析：一、集中式洁净空调系统的特点：1. 根据工艺特点和GMP要求，集中式净化空调系统是定风量的全空气空调系统。2. 对于集中式净化空调系统，送入各洁净室的洁净空气是由机房内的组合式空调机 组集中处理（主要包

4、括，各级过滤、表冷、再热、加湿、加压等）后再送到各洁 净室。所以各洁净室的送风状态点是一致的。3. 洁净室的送风量不同于一般空调房间。洁净室的送风除了要承担室内的热、湿负 荷外，还要满足排除、稀释室内污染物，维持室内空气洁净度的需要。4. 洁净室的空调负荷与一般空调房间的负荷也有所不同。一般舒适性空调房间的夏 季计算冷负荷主要是围护结构负荷（由围护结构传热形成的冷负荷）和渗入空气 负荷（漏风带入形成的冷负荷）。而洁净室多是内区，因而洁净室的围护结构负 荷很小。洁净区相对于非洁净区保持正压，无漏风带入的热量。主要是设备和物 料有关的散热、散湿负荷。综上，没有工艺设备或工艺设备产热量很小的房间，其

5、满足洁净要求的送风量大于承 担热、湿负荷的送风量，取大值，同样的送风状态点，会导致洁净室的温、湿度比设计值低； 工艺设备散热量大或散湿量大的房间，其承担热、湿负荷的送风量大于满足洁净要求的送风 量，取大值，同样的送风状态点，理论上可以达到设计的室内状态点。二、以安徽某药厂的工程实际进行数据分析。一固体制剂生产线，净化级别8级（十万级），工艺对生产线上各洁净室的温湿度无特 殊要求，设计一套集中式净化空调系统。空调室外设计计算参数（参照合肥地区）夏季：大气压1000.9Pa， 干球计算温度35C， 湿球温度28.2C, 平均风速2.6m/s 冬季：大气压1022.3Pa，空调计算温度-7C,相对湿

6、度75%，平均风速3.5m/s已知条件:干球温度 :35.0C 湿球温度 :28.2C 查表、焓湿图，得室外状态点其他参数： 比容: 0.87m3/kg 相对湿度：60.3% 含湿量: 21.8g/Kg（ a） 焓值: 91.3 Kj/Kg 空调室内设计计算参数为：温度：24C，相对湿度：55%。查焓湿图，得其他参数：焓值：50.2 Kj/Kg 湿球温度：17.8C露点温度：14.4 C 含湿量：10.21/Kg（a）。分别以缓冲间和沸腾干燥间为例进行详细计算分析：（这两个房间分别是系统中负荷最 小和最大的两个洁净室）缓冲间 ：6m2 ，吊顶高度 2.8m ，0 人 ，无工艺设备，正压 10P

7、a ；沸腾干燥间：30m2 , 吊顶抬高为4.2m , 2人，有工艺设备，正压15Pa。 工艺设备：沸腾干燥机 型号： FL-200 ， 数量 ： 1装机电功率N=22Kw，使用蒸汽情况：230Kg/h （0.4MPa）（一）、沸腾干燥间送风量计算：I、承担热、湿负荷需要的送风量 冷负荷计算：人体显热冷负荷 181W*2=362灯具冷负荷 11 W/m2*30 m2=330W内围护结构的传热冷负荷 30 W/m2 *30 m2=900W 渗入空气形成的冷负荷：因为房间保持正压，取 0。物料带入冷负荷：忽略，取 0。工艺设备显热冷负荷：包括两部分，a）工艺设备在空调区的散热量 Q=nin2n3（

8、1-n）N/n =l*0.8*0.5*22*0.3/0.7=3771Wb）蒸汽用热设备散热量（工艺专业要求保温后的设备散热损失是其可用热的25%。）0.4MPa 饱和蒸汽汽化潜热 查表为 2133kj/kg,则 Q=23O*2133*O.O5*36O0-1=6814W 总冷负荷为 ZQ=362+330+900+3771+6814=12177W 湿负荷计算：人体散湿量167g/h*2=334 g/h。（查表） 新风量计算：a）维护正压（15Pa）所需新风量 W=2.2*4.2*30=277 m3/h；b）满足作业人员健康所需新风量 W=40*2=80 m3/h；c）补充排风所需新风量无排风取0所

9、以，所需新风为 277 m3/h 计算送风量，设计送风温差为8C,查焓湿图，送风状态点的相关参数：送风温度16C,送风点焓值39.6kj/kg,含湿量9.3g/kg 计算送风量 L=3.6*Q/（p*Ai）= 3.6*12177*0.83/（50.2-39.6）=3433 mVh。L2=W/（p*Ad）=334*0.83/ （10.21-10.15） =308 m3/hII、维持室内空气洁净度要求的送风量。非单向流洁净室内送风量按冲淡稀释微粒所需送风 量的计算公式计算，但工程设计中很难应用公式，一般采用经验换气次数。洁净厂房设计 规范（GB50073-2001）中明确规定了洁净室洁净送风量计算

10、所需要的经验换气次数，医 药洁净厂房设计规范也有相应规定。8级（100 000级）要求15次/h0本工程设计取18次/h,维持室内空气洁净度要求的送风量：18*30*4.2=2268 m3/h 因此，沸腾干燥间送风量达到3433m3/h.，折算成换气次数达到27次/h。（二）、缓冲间送风量计算：I、 承担热、湿负荷需要的送风量冷负荷计算：人体显热冷负荷 181W灯具冷负荷 11 *6 =66W内护结构的传热冷负荷 30 * 6=180W渗入空气形成的冷负荷 因为房间保持正压，取 0总冷负荷=181+66+180=427W 房间湿负荷计算：Og/h。 新风量计算：a) 维护正压(10Pa)所需新

11、风量 W=1.5*2.8*6=25.2 m3/h；b) 满足作业人员健康所需新风量 W=O m3/h；c) 补充排风所需新风量无排风取0所以，所需新风为25.2 m3/h 计算送风量，送风状态点与沸腾干燥间相同，送风状态点的相关参数：送风温度16C,送风点焓值39.6kj/kg,含湿量9.3g/kg。计算送风量 L=3.6*Q/(p*Ai)=3.6*427*0.83/(50.2-39.6)=120m3/h。相当于 7 次/h 换气次数。L2=0m3/hII、 维持室内空气洁净度要求的送风量 18*6*2.8=302 m3/h所以，缓冲间送风量302 m3/h。(三) 、送风量和室内状态点的进一

12、步设计调整：通过以上计算可以看出：沸腾干燥间的送风量是3433m3/h.，设计送风温差8C,送风 状态点干球温度16C，含湿量9.3g/Kg。可以达到室内设计状态点干球温度24C，相对湿 度 55% 。 而 缓 冲 间 实际 送 风 要 求 达 到 302 m3/h ， 设 计 送 风 状 态 点 下 ， 有 3.6*427*0.83/(i-39.6)=302m3/h，可得 i=43.8Kj/Kg 且 d=9.3g/Kg(a)即实际达到的室内状态点： 干球温度20 C，相对湿度64%。净化生产线上除了个别功能间热、湿负荷较大，一般洁净室送风换气次数达510次/h 可以满足空调需要送风，维持洁净

13、度的换气次数根据净化级别有相应的要求， 8级(100 000 级)要求15次/h，8级以上换气次数更大。显然，在工程实际中，如果因满足个别洁净室 的空调舒适需要，使得大部分的洁净室的温度降低很多，这不节能也不经济。减少送风温差，提高送风状态点，这样多数的房间的温度不致太低；但是，像沸腾干 燥间这样热、湿大的洁净室需要更多的风来满足空调需要。比如，设计缓冲间室内空调参数 干球温度 24C，相对湿度 55%，那么有 3.6*427*0.83/(50.2-i)=302m3/h,可得 i=46Kj/Kg。则 沸腾干燥间有3.6*12177*0.83/(50.2-46)=8663m3/h，折算成换气次数

14、高达近69次/h。送风量 的增大不仅使系统风管设计更为复杂，更会因此导致设备选型的提高，机房占地面积大大增 加，设备运行维护费用提高等不利于药品生产企业实际应用的情况。工程实际中，既要保证洁净度的要求又要考虑空调系统的节能。，牺牲这个别房间的舒 适度，使系统内大多数的洁净室在较高的状态点(规范允许范围内，尽量取上限)是经济合 理的。本工程最后综合考虑，设计送风状态点干球温度20C，含湿量11g/Kg(a)。缓冲间送风 量302m3/h，室内状态点可达干球温度24C，相对湿度59%。沸腾干燥间送风量4000 m3/h (相当于32次h),室内送风状态点是干球温度28,相对湿度47%。总结：1.

15、工程实际中，医药工艺无特殊要求，适当牺牲个别房间的舒适度，维持其他洁净室 在一个较为合理的室内设计状态点是经济实用的；2 . 通过计算分析，减少工艺设备散热损失，会有效降低房间热负荷，减少送风量，达 到节能目的。因此，建议医药工艺专业采用先进技术和先进医药设备而且尽可能把散热、散 湿负荷大的设备或大部分设在非空调区域，仅把产品等需洁净保护的部分设在洁净区域。3. 热湿负荷很大的洁净区或者工艺有特殊要求要求温湿度较低的洁净室，可以考虑采用局部区域独立降温(如干盘管技术)，降低室内状态点，不至风量加大很多。参考书目(1) 洁净厂房设计规范GB50073-2001，中国计划出版社(2) 医药工业洁净厂房设计规范 GB50073-2001(3) 陆耀庆主编：实用供热空调设计手册(第二版)，中国建筑工业出版社作者简介：左华，女，汉族，本科，工程师。