實際工程中,醫(yī)藥工業(yè)潔凈區(qū)房間經(jīng)常出現(xiàn)因為房間工藝設備散熱量不同,引起房間溫度升高的情況,影響房間操作環(huán)境。醫(yī)藥工業(yè)潔凈區(qū)凈化空調系統(tǒng)通常為全空氣中央空調系統(tǒng),采用臥式組合式空調機組集中處理空調系統(tǒng)送風溫濕度,空調機組一般是根據(jù)凈化空調系統(tǒng)中典型房間的溫濕度信號或回風干管的溫濕度信號,控制送風溫濕度,同一個凈化空調系統(tǒng),空調系統(tǒng)的送風溫濕度只能有一個參數(shù),對空調系統(tǒng)中不同房間因為熱濕負荷不同引起的房間溫濕度不均衡,無法通過空調機組解決??照{機組送風溫濕度只能以滿足重要房間或大部分房間為主,實際工程中,因為不同的潔凈區(qū)房間工藝設備散熱量不同,或不穩(wěn)定,房間操作人員數(shù)量不同等原因,房間冷負荷差別較大,引起不同房間的送風溫升不同,室溫不同,送風溫升大的房間可能室溫超標,送風溫升小的房間,室溫達不到設計溫度,可能造成房間相對濕度超標。因潔凈區(qū)房間散濕量不同,也會引起各房間相對濕度的差異。要解決潔凈區(qū)不同房間溫濕度不平衡的問題,還需要采取其他措施:
1.加大有散熱設備的房間的送風量,控制房間溫升;
2.根據(jù)房間散熱量情況,散熱量相近的房間,劃分為同一空調系統(tǒng),使不同房間送風溫升相近,控制不同房間溫差;
3.在空調系統(tǒng)房間送風支管設二次表冷器或二次加熱器,控制房間溫度。
一、加大有散熱設備的房間的送風量,控制房間溫升
醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房,潔凈區(qū)凈化空調系統(tǒng),既要控制潔凈區(qū)房間溫濕度,又要控制潔凈區(qū)房間潔凈度,其房間換氣次數(shù)往往較大,例如,B級、C級、D級潔凈區(qū)房間送風換氣次數(shù)一般為大于 50次/時,大于25次/時、大于15次/時,若房間無工藝設備散熱,則房間的送風溫升很小,B級潔凈區(qū)房間約1℃,C級潔凈區(qū)房間約2 ~3℃,D級潔凈區(qū)房間約3~5℃,但是,若房間有散熱量較大的工藝設備,房間送風溫升會高于其他房間,造成不同房間室溫不均衡。實際工程中,因為潔凈區(qū)房間有散熱設備,引起房間溫升的情況很多。比如,有A級區(qū)的房間,因為循環(huán)風機的散熱引起房間溫升。洗瓶滅菌間,因為遂道洗瓶滅菌機表面溫度較高,設備散熱引起室內溫度升高。設置滅菌柜的房間,設置烘箱的房間,都會因為設備運行時,設備表面溫度較高,約45~55℃,設備散熱,引起室內溫升。還有水針劑車間、輸液車間濃配間、稀配間等因為配液罐表面溫度較高,設備散熱、散濕,引起室內溫升,一般應控制潔凈區(qū)房間溫度不超過設計值2℃,否則,會影響操作人員的舒適度及室內環(huán)境。因為控制潔凈度的原因,只能根據(jù)房間散熱量情況,適當加大散熱房間的送風量,控制房間溫升在設計允許范圍內,比如1.5℃。
空調房間顯熱冷負荷、房間送風量、房間溫升的公式如下:
Qx=P*L*Cp·g*△t/3600
Qx--房間顯熱冷負荷,KW,有散熱設備的房間,近似認為設備散熱量等于其形成的冷負荷。
P--空氣密度,取1.17kg/m3(20℃時)
L--房間送風量,m3/h。
Cp·g--干空氣的定壓比熱取1.01KJ/ (kg℃)
△t--房間散熱設備引起的房間溫升,℃。
房間送風量為1000m3/h,房間允許溫升1.5℃,則房間內工藝設備散熱量為:?
Qx=1.17 kg/m*1000m3/h×1.01KJ/(kg℃)*1.5℃?/3600
Qx=0.49KW
根據(jù)室內設備的散熱量和室內允許的溫升,就可以計算出平衡室內設備發(fā)熱量所需要的送風量。
比如某B級背景、局部A級區(qū)潔凈室,其A級區(qū)循環(huán)風系統(tǒng)循環(huán)風機散熱量為4KW(近似認為其形成的冷負荷為4KW),同一凈化空調系統(tǒng)中,其它房間室溫為22℃,要求該房間溫升不超過1.5℃,那么該房間的送風量應達到:
L=4KW/0.49KW* 1000m3/h
L=8160 m3/h
從上述可以看出,單靠加大送風量,控制室內溫升,需要的風量很大,不經(jīng)濟,并且還有一定的溫升(比如1.5℃) ,實際上,我們并不希望A級區(qū)房間有溫升,即使是1.5℃。
另外,必須使足夠的空調系統(tǒng)送風與A級區(qū)循環(huán)風在A級區(qū)送風靜壓箱內充分混合,才能保證A級區(qū)溫度與室內其它區(qū)域溫度均衡。
二、合理劃分空調系統(tǒng),平衡房間溫濕度。
根據(jù)潔凈區(qū)房間散熱量不同,劃分空調系統(tǒng),把散熱量大的房間劃分為同一個空調系統(tǒng),根據(jù)室內散熱情況,加大送風溫差,控制室內溫度。比如,在無菌制劑車間,把有大面積A級區(qū)的凍干間、分裝間、灌裝間、灌封間等房間,單設一個空調系統(tǒng),在輸液車間,把濃配間與稀配間單設一個空調系統(tǒng)。
三、采用二次表冷或二次加熱方式,控制房間溫濕度
即是把散熱量大的房間劃分為同一個空調系統(tǒng),也不能保證各個房間的溫度平衡。每個房間的散熱量有差別,工藝操作過程中,有的房間的散熱設備會停止運行,比如烘箱運行完畢時,該房間的工藝設備散熱量減少了,造成與其它房間的溫差。
解決不同散熱量的潔凈區(qū)房間溫度不平衡的另一種方式,是在房間的送風支管上設二次加熱器或二次表冷器。根據(jù)房間溫度變化情況,控制二次加熱器或二次表冷器的熱量或冷量,控制房間溫度恒定。
(1)采用二次加熱器
采用二次加熱器,需要加大空調系統(tǒng)送風溫差,首先,空調系統(tǒng)的送風溫差要保證空調系統(tǒng)內散熱量大的房間的室溫不高于設計溫度,對于散熱量小的房間增加二次加熱量,提高室內溫度。采用二次熱器,不存在結露的問題。
(2)采用二次表冷器
采用二次表冷器,可以適當減少空調系統(tǒng)送風溫差,空調系統(tǒng)的送風溫差僅保證空調系統(tǒng)內散熱量小的房間室溫不高于設計溫度,散熱量大的房間,采用二次表冷器降低送風溫度,加大送風溫差。
從以上可以看出,采用二次加熱器會造成冷熱量抵消,浪費能量。但采用二次表冷器可能會造成二次表冷器結露,滋生細菌,需排冷凝水,運行稍復雜。
四、采用二次表冷器控制房間溫度的方式。
(1)采用二次表冷器,空調系統(tǒng)劃分可以不考慮房間散熱量不均衡的問題,不同散熱量的房間可以劃分為同--個凈化空調系統(tǒng)中,減少空調系統(tǒng)數(shù)量,通過二次表冷器來控制不同房間溫度。
(2)對于沒有額外散熱設備的房間,可以通過空調系統(tǒng)送風控制室內溫度,只對有額外散熱設備的房間設置二次表冷器。比如有A級區(qū)房間、洗瓶間、滅菌間、配料間等,減少二次表冷器數(shù)量。
(3)采用高溫冷凍水,避免二次表冷器結露
二次表冷器可以采用較高溫度的冷凍水,避免二次表冷器結露。比如潔凈區(qū)室內的計算溫、溫度為22℃、55%,空調機組送風的露點溫度為12.5℃,二次表冷器冷凍水供回水溫度可采用14/18C。按冷凍水進水溫度與表冷器出風溫度差4℃計,二次表冷器出風溫度可以達到18'℃,相對室溫22℃,有4℃送風溫差,一般可以滿足潔凈區(qū)房間散熱量的要求。若房間散熱量特別大,或房間換氣次數(shù)較小,應經(jīng)過計算,加大房間送風量,保證房間送風溫差不超過4℃,即室溫不超過22℃。
(4)二次表冷器需全年運行,所以二次表冷器冷凍水系統(tǒng)宜單設。二次表冷器冷量一般很小,可采用小型風冷型一體化冷水機組(含小型風冷冷水機組、風冷冷凝器,冷水箱,冷水循環(huán)泵等)。
(5)二次表冷器的設置,有A級區(qū)的房間二次表冷器宜設在A級區(qū)循環(huán)風機箱內或循環(huán)風管內,因為循環(huán)風量大,且為室內回風,溫度較高,二次表冷器降溫后不易結露。
其它有散熱設備的房間,二次表冷器可設在房間送風支管處,房間有多個送風口時,各個送風口支管應合并,二次表冷器可設在合并支管上。
對于沒有額外散熱量的房間,可以通過空調系統(tǒng)送風,控制室內溫度,不設二次表冷器。
(6)二次表冷器的室溫控制
二次表冷器回水管裝電動溫控閥,根據(jù)室內溫度,控制二次表冷器的冷凍水流量,控制送風溫差,保證室內溫度恒定。室內散熱設備不運行時,二次表冷器回水管溫控閥可能關閉。
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