医药厂房的暖通设计

摘要：医药行业的洁净室是具有特殊行业特点的洁净室，随着国内GMP药品认证工作的展开，越来越多的制药厂改造原有厂房或新建厂房，以满足新的规范对生产厂房和设施的要求。本文以医药厂房的空调设计为重点，同时也阐述的厂房空调净化系统的节能问题，厂房空调系统的常见问题。

关键词：药厂；洁净；节能；空调设计

一、空调设计

1.空调冷热源及水系统

由于建筑空间有限，无机房位置，所以选用了两台空气源热泵，单台制冷量720kW（标准工况），制冷剂选R407C。鉴于此工程新风量为25m3/（m2.h），新风量比较大，且考虑夏季气温日渐炎热，所以空气源热泵的出力需要根据实际情况按环境温度40℃对主机做出修正。冷热水系统为同程两管制系统。空调末端均设置了电动两通调节阀，分集水器之间安装了压差旁通装置。

2.通风系统

制通风柜的面风速在合理的范围内，以保证排风柜排风效率。由于我国在这方面目前还没有成熟的规范，本项目参照美国和欧洲标准，选用较为经济合理的数值0.35m/s。本项目选用宽度为1800mm的标准通风柜，柜门最大开启高度为600mm，单台通风柜的最大排风量为1210m3/h，柜门最小开启高度为100mm，单台通风柜最小风量为210m3/h。室内的换气率能够有效控制，室内空气应充分置换，保证其新鲜度。医药厂房的新风量是两点决定的：①补偿室内排风量和保持室内正压所需新鲜空气量；②室内每人新鲜空气量不小于40 m3/h。两个值中的最大值。本项目参照欧洲标准，选用了数值25m3/m2。

3.空调控制系统

3.1 风量控制。每只通风柜配置独立的变风量排风阀，根据通风柜柜门的开度和恒定的面风速自动调节排风量。总排风机根据排风干管的静压来调节变频风机的频率。车间的送风支管上设置了变风量补风阀，根据车间内外压差来调节补风量，保持恒定的压差。总送风机根据送风干管的静压来调节变频风机的频率。

3.2 温湿度控制。车间内的电加热器均带有温度传感器，根据室内温度调节再热量，以保证一个相对合理的湿度。车间内的风管式再冷盘管都带有温度传感器，根据室内温度调节进入盘管的冷（热）水量。室外新风先通过组合式空调机组的表冷器处理到合适的露点温度。当车间内处于最大排风量时，新风通过电加热器再热后送入房间。随着排风量的减小，再热量也随着减小以保证合适的湿度。当排风量继续降低时，这时需要加大送风温差，电加热器停止工作，新风通过再冷盘管处理后送入房间，以保证合适的温度。

二、空调净化系统的设计

1.设计要求

空气洁净度100000级及高于100000级的空气净化处理，应采用初效、中效、高效过滤器三级过滤。对于100000级空气净化处理，也可采用亚高效空气过滤器代替高效过滤器。大于100000级的空气净化处理，应采用初效、中效过滤器二级过滤。

1.1 空气过滤器的选用、布置方式符合下列要求：初效空气过滤器不应选用浸油式过滤器；中效空气过滤器且集中设置在净化空气调节系统的正压段；高效或亚高效空气过滤器宜设置在净化空气调节系统的末端。

1.2 下列情况的空气净化系统宜分开设置：单向流洁净室与非单向流洁净室；高效空气净化系统与中效空气净化系统；运行班次和使用时间不同的洁净室。

1.3 下列情况的空气净化系统，如经处理仍不能避免交叉污染时，则不应利用回风。固体物料的粉碎、称量、配料、混合、制粒、压片、包衣、灌装等工序；固体口服制剂的颗粒、成品干燥设备所使用的净化空气；用有机溶煤精制的原料药精制、干燥工序；凡工艺过程中产生大量有害物质，挥发性气体的生产工序。

1.4 对面积较大、空气洁净度较高，位置集中及消声、振动控制要求严格的洁净室宜采用集中式净化空调系统。需要消毒灭菌的洁净室，应设排风设施。洁净室排风系统应有防倒灌措施。含有易燃、易爆物质局部排风系统应有防火、防爆措施。洁净室内生产粉尘和有害气体的工艺设备，应设单独的局部除尘和排风装置

2.空调净化系统的节能

空气净化系统是药厂洁净室中主要耗能部分，必须精心设计， 达到节能的目的。

2.1 空气净化装置的节能设计。合理组织空气净化系统中各种空气过滤器的设置，对较大型的洁净车间的净化空调系统的新风集中进行空气净化处理。其中最重要是风机，有效的风机负荷主要是根据系统的风量及静压来决定，提高节能效果的措施在于取得一个较低的总系统静压。最重要的设计决定是采用正压还是负压通风系统。对于能量效率，负压通风系统通常达到较低系统静压。同时， 循环空气处理装置应和空调空气处理装置分开，冷却和加热盘管的静压不致影响到较大的循环空气量。风机型式和数目的选择也会影响制剂车间的能量效率。若洁净室只需要冷热的舒适感，可采用燃料节省器循环。虽然燃料节能器不能用于控制湿度的洁净室，但可利用外界冷却湿度等间接方法取得有效冷却、节约能量的目的。药厂洁净室升温，最简单的加热方法是采用电阻加热器，但其费用最贵，节能的方法是用天然气或原油燃料锅炉生产。加湿过程如果需要高负荷，选择电极锅炉加湿器可产生明显的节能效果。如果高度加热和加湿负荷时应采用一般蒸汽锅炉，因为它们通常只需很少的初期投资和操作费用。

2.2空气净化系统运行的节能设计。为减少运行动力负荷应设计最佳而节能的空气净化系统运行方案，其主要内容包括：在满足药厂洁净室工艺洁净度要求下，应合理制定换气次数；能采用低阻力亚高效过滤器就不用阻力高出3～4倍的高效过滤器；对药厂洁净室应将发尘量随时间变化的信息，输入微机进行风量调节与控制；对药厂洁净室运行、维修和下班或工作任务饱满和空间的不同，通过风机台数不同进行分步控制风量，尽量减少送风量；在系统中区别空调送风和净化送风，净化风量只进行过滤处理再循环，这将大大节省输送动力；减少系统和空调器的漏风量。若将漏风率从10%，15%和20%降至2%，节省风机轴功率分别为25. 4%，43. 2%和62. 8%，还不计空气处理的耗能；合理地降低排风速度。另一方面，应减少风机、电机温升负荷。净化空调器宜把电机外置。风机、电机独立外置，对节能是有意义的。

三、气流组织

气流组织的选择应符合下列要求：洁净室的气流应满足空气洁净度和人体健康的要求，并应使洁净工作区气流流向单一；回风口宜均匀布置在洁净室下部；余压阀宜设在洁净空气流的下风侧，不宜设在工作面高度范围内。非单向流洁净室内设置洁净工作台时，其位置应远离回风口。洁净室内有局部排风装置时，其位置应设在工作区气流的下风侧。

四、药厂洁净室空调系统常见问题

1.风量、风压设计中存在的问题

目前有些洁净空调工程设计的风压按过滤器初阻力设计，而风量按规范下限选取，这种设计虽然设备容量小，初期投资少，新建系统风量正好满足换气次数下限要求。但由于设计余压较小，给系统风量分配及压力平衡的调节造成困难，同时随着系统运行阻力的不断增加，换气次数最终会低于规定下限，导致洁净室抗污染能力减弱甚至达不到要求的洁净级别。

2.送回风的风管管路上调节阀设置不合理

在实际工程中发现许多干管上使用防火调节阀，其目的是既可防火又可调节风量。而实际上防火阀大多数位于风管穿越隔墙或楼板处，其位置往往不利于手动调节，而且经常进行调节很可能造成调节失灵为安全运行留下隐患。有些工程设计除空调机组送回风口及新风口设置调节阀外，其余调节阀均设于风管末端即送回风处，在各路支管的分支点处均未设置调节阀，送回风口风量完全靠设在该处的调节阀进行调节，这样作用于部分风口上的风压较大，为平衡风量需要增加阀门阻力，调节风阀后可能会产生较大的啸音，增大了系统的噪声同时给各支路阻力平衡及风量调节造成很大困难。

五、结束语

综上，在药厂洁净室的暖通设计中，必须考虑和规划好各方面的问题，做到温湿度系统、通风系统、控制调节系统等方面的节能，并且符合GMP标准，最大限度的满足当前药品安全生产的要求。

参考文献：

[1]中国化学制药工业协会. 药品生产管理规范（GMP） 实施指南. 北

京：中国医药工业出版社， 1992.

[2]许钟麟. 空气洁净技术原理.北京： 中国建筑工业出版社，1983.

[3]早川一也. 洁净室设计手册. 北京： 学术书刊出版社，1989.

[4]李钧主编药品GMP实施与认证北京： 中国医药科技出版社，2000.

[5]国家医药管理局医药工业洁净厂房设计规范

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