药厂洁净空调动静态分开控制的节能方案与实践.docx

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1、药厂洁净空调动静态分开控制的节能方案与实践从药品生产质量管理规范对洁净空调的特殊要求和节能的角度出发，提出一种动静态 分开控制的节能设计方案，结合某外企药厂的工程实例，分析了“动静态分开控制”在节能 减排中的应用优势及存在的问题，证实了：与传统洁净空调系统相比，该方案可带来非常可 观的节能收益。洁净室系统是高质量要求制药工业必要的硬件，为其提供必要的洁净度，温、湿度，压力 等受控环境。同时，洁净室净化空调系统又是能耗大户，净化空调系统的能耗约占洁净室 总能耗的50%60%,因此，洁净室净化空调系统的节能是一个重要的课题。本文从深刻领 会药品生产质量管理规范对洁净空调的特殊要求出发，介绍一种既满

2、足制药行业的特殊 要求，又可以节约大量能耗的设计方案，即“动静态分开控制”方案，并通过工程实例， 证实了：与传统洁净空调系统相比，该方案可带来非常可观的节能收益。（这里传统的洁净 空调系统指：混合式空调机组AH U,新风与回风混合，经过过滤及单冷、热盘管的热湿处 理后，送入洁净室）。Partl药品生产质置管理规范对洁净空调系统的特殊要求1.1 众所周知，药品生产质量管理规范附录1 ：无菌药品对洁净室动、静态定义 动态：指生产设备按预定的工艺模式运行并有规定数量的操作人员在现场操作的状态。 静态：指所有生产设备均已安装就绪，但没有生产活动且无操作人员在场的状态。第三十八条无菌药品生产的洁净区空气

3、净化系统应当保持连续运行，维持相应的洁净度级 别。因故停机再次开启空气净化系统，应当进行必要的测试以确认仍能达到规定的洁净度级 别要求。1.2 药品生产质量管理规范第四十八条洁净区与非洁净区之间、不同级别洁净区之间的压差应当不低于10帕斯卡。必要时，相同 洁净度级别的不同功能区域（操作间）之间也应当保持适当的压差梯度。1.3 通过动静态的定义，可知（表1）定义对洁净室的影响对空调系统的要求动态指生产设备按预定的 工艺模式运行并有规 定数量的操作人员在 现场操作的状态设备运行，人员生产 操作，产热散湿、微 粒负荷大除新风负荷外，房间 微粒微生物负荷大、 房间热湿负荷高静态指所有生产设备均已 安装

4、就绪，但没有生 产活动且无操作人员 在场的状态设备停止，无人员生 产操作，无产热散 湿、微粒负荷除新风负荷外，房间 无微粒微生物负荷、 房间无热湿负荷表1动静态的静响Part2动静态分开控制方案优劣势分析(表2)基于以上制药洁净室动静态的特点,可将两者不同需求分开控制，来实现最大化的节能运行, 即动静态分开控制方案：新风及排风机组+循环风机组。新风机排风机组MAU + EF：单独给洁净室提供新风和抽走排风，承担新风热湿负荷及房间 的湿负荷，满足人员卫生及洁净室压差梯度控制要求。循环风机组RAU：提供足够的换气次数，保证房间动态的洁净度要求，同时承担由生产设备 及操作人员带来的热负荷，同时可以最

5、大程度避免不同房间和不同品种之间的交叉污染。方案优势劣势传统方案(1)投资少(1)耗能大(2)维护量较小(2)压差长期不稳定动静态分开控制方案(1)新风机组可以集中处理，可采用如下方式节约大量 能源：排风能量回收；除湿盘 管前后采用热管技术；(1)投资较大(2)维护量较大(2)新风量在满足如下前提 条件下，易于实现风量最小 化：40m3人h ；满足压差梯 度；保证房间相对湿度；补充 设备排风；(3)无生产活动时，停止循 环机组，只需运行新风机组， 房间风量最小化(通常换气次 数不低于2次/h即可)，节约 大量能源；(4)循环机组只负责房间循 环风的湿度控制，无需低温冷 冻水(7。C),可充分利

6、用高 温冷源(13oC-15oC),提高 冷水机组运行效率，间接降低 能耗。(5)每个房间的新风管和排 风管上分别设置定风量阀和电 动调节阀，确保整个洁净区各 房间的压差长期稳定控制在设 计范围内。(6)验证方案简单易行。表2方案优劣势比较Part3工程实例：某外企独资固体制剂车间3.1 车间概述某外企独资固体制剂车间，洁净C、D级区，温湿度控制要求:(21 C3o C,50%10%), 洁净室总面积1400m2,总体积3600m3, 1套新风/排风机组MAUol+ EFOl, 16套循环机 组RAUo系统对应总风量80000m3h,其中总新风量18134m3h,总循环风量61863m3h,

7、总新风比22.7%。3.2 车间空调系统设计采用“动静态分开控制方案”B工上3T Coofeng waterDT01W 1. MCOI OOfWH TCVOI OTOKIO a TlCOl OOnM TCVOI图1新风MAU.01/排风机组EFOI控制原理图1)新风机组MAU-Ol功能设计单独给洁净室提供新风和抽走排风；承担新风热湿负荷及房间的湿负荷；保证压差梯度长期 稳定控制在设计范围内；在符合相关法规的前提下，实现新风量最小化且换气次数+2次/h (公司内部要求)。2)节能设计意图排风冷热量回收：当夏天 EF-01-TT-01+A MAU-Ol-TT-Ol+B )且(MA-01-DT-01

8、10.0)时,启动回收泵；否则关闭回收泵。热管技术：考虑到温差较大前提下，热管具有自发循环运行的特点，而充分考虑到除湿盘管两边的温度 差较大(通常T=20 C),因此将分离式热管设置于除湿盘管两边,左边热管部分为蒸发器， 对新风进一步冷却；右边部分为冷凝器，对新风冷凝除湿后进行再热。新风量优化：新风量在满足如下前提条件下，易于实现风量最小化：40m3人-h；满足压差梯度，保证 房间相对湿度；补充设备排风。因为新风需要热湿处理，单位风量能耗高，在满足要求的前 提下，实现新风量最小化来节能是立竿见影的。3.3 实测计算室外设计气象条件：35. Cdb, 30.4 C Wbo珠海全年的天气状况大致如

9、下：3月 中旬至12月中旬，露点通常都会高于18 C,露点中值大约在26.5 Co2016年6月30日,用我司Testo435和Testol76Hl测量仪测得如下数据：室外条件，32。Cdb, 73.8%O排风热回收盘管，进风侧32 C,出风侧28 C0热管蒸发端，测量冷凝水温度2L5 Ce除湿盘管，露点探头TTo3显示8.5 Co热管冷凝端，测得出风温度18.50 Co再热盘管，出风温度20o Co根据以上数据，计算得到表3数值方案排风热回收热管蒸发端除湿盘管热管冷凝端加热盘管传统方案OkWOkW394.67kWOkW70.75kW动静态分开 控制方案25.57kW136. IkW223kW

10、61.5kW9.25kW表3负荷计算对比如表2计算所示，传统方案所需的除湿负荷为394.67 kW,再热负荷为7075kW,动静态 分开控制方案节能率为(25.57+136.1+61.5) / (394.67+70.75) 100%=47.9%;通常，固 体制剂车间传统的空调系统设计新风比为25%50%,而该车间的总新风比只有22.7%。假设 传统设计的新风比为30%,也就意味着，这种方案可以将新风总能耗减少7.3%。综上，从节能方面来说，该方案可以使新风量的能耗降低55%左右。3.4 循环风机组RAU (图2)HOt Water图2循环机组RAU示意图3.4.1 循环机组RAU功能设计循环风

11、换气次数D级区2215次/h、C级区220次h,承担由人员活动或设备运行产生的微 粒及微生物负荷，保证房间动态的洁净度要求；承担由生产设备及操作人员带来的热负荷, 将房间温度控制在2 C3o C；相似功能且不会产生交叉污染的房间使用同一套空调 循环机组，产品活性成分暴露的房间，使用单独的空调循环机组，避免交叉污染。节能设计意图：无生产活动时，停止循环机组，只需运行新风机组，节约大量能源；正常生 产时，循环机组只负责房间循环风的温度控制，无需低温冷冻水（7 C）,可充分利用高温 冷源（13 C-150 C）,提高冷水机组运行效率，间接降低能耗。3.4.2 洁净空调系统运行情况该工程投入使用已超过

12、3年，其间具体情况是：每年年末，定期进行维护一次（项目包括: 风量及换气次数测试、高效阻力及检漏测试、温湿度及压差回顾），洁净室各关键参数，如 洁净度、温湿度、压差都非常稳定（其中，温湿度计压差在线监测），符合制药行业对环境 的特殊要求；尽管循环机组数量较多，但到目前为止，各项性能检查都合格，并没有进行过 特别的维护或维修，也没有带来额外的维护成本。Part4结论综上所述：相对于传统的洁净空调系统，”动静态分开控制”的设计方案可以实现，在满足 药品生产质量管理规范对洁净空调系统的特殊要求前提下，新风能耗可降低55%左右，该设计方案值得推荐。参考文献1药品生产质量管理规范（2010年修订）2 GB 50073-2013洁净厂房设计规范