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为制药厂房室温超标找“病根儿”
中国室内环境信息网 2006-2-12 0:00:50
近几年,一些制药企业不断提出他们以前或现在使用的空调系统不能满足降温要求，特别是在灭菌间、配制间、发酵间等。而这些都是制药流程中发热量较大的环节，往往罐体容积很大、数量多（一般为1、2吨或3、5吨的罐子，有的房间甚至多达五六个这样的罐子）。在生产中为了保证在相应的条件下，使灭菌、培养或发酵的过程顺利实施，企业往往在大罐的夹层中供0.2～0.3兆帕的高压蒸汽，致使罐体表面温度升高。这样即使对罐体保温，其表面温度也在30℃～40℃。大量的余热扩散到室内，因此空调设计不当就会造成室温超标，给操作人员带来很多麻烦，甚至影响工艺生产。
问题一：大罐散热造成室温超标
制药厂的厂房不仅要保证足够的换气次数，以达到洁净要求，还要提供足够的冷量以使洁净室等达到规定的温湿度范围。在通常的洁净空调系统设计方案中，往往是一套空调系统服务于几个房间、一个区域或一个工艺操作过程，而该空调系统的空气处理参数是一定的，即系统的送风温度一定，针对不同房间的温度要求，只能靠送风量来抵消房间的发热量，对于发热量特别大的房间，可能需要几十次或上百次的换气次数。当按实际冷负荷计算，房间的送风量远远大于换气次数时，将给空调系统带来一系列问题--机组选型过大造成机房紧张或占用面积扩大；管道断面增大，吊顶空间加大，管道铺设困难；大系统运行不经济，能耗增加。
工艺性空调房间的主要发热量是工艺设备发热负荷，人员、照明和围护结构热负荷所占的比例较小。对于工艺设备发热负荷特别大的房间，当实际计算送风量达到几十次甚至上百次才能满足要求时，可采用大空调处理系统加小循环处理系统组合的形式。如某生物制品厂厂房的大罐间内有8个大罐，房间面积60平方米,吊顶下层高4.7米，大罐的表面散热面积约10平方米,表面温度达到40℃时向室内散热为1850瓦/个，如果同时工作，则散到室内的热量为14800瓦，加上设备电机发热量7200瓦，工艺设备总发热量达到22000瓦。通过热平衡计算，该房间送风量为14000立方米/小时，换气次数为50次/小时。如果该房间送风量不负担大罐的散热量，而由循环机组负担大罐的散热降温，该房间的洁净度为10万级，换气次数按15～18次/小时计算，采用循环机组处理风量为8000立方米/小时、系统送风量仅为6000立方米/小时，这样系统送风可满足房间洁净度的要求，而房间余热则由循环机组负担。
小循环系统XH-1可根据室内工艺过程调节运行。如药液灌装前的灭菌过程，在灭菌之初罐体需要大量供热，然后是保温过程，罐体持续向室内散热，最后罐体逐渐降到与室温相同的温度，室内温度呈一个驼峰型的变化曲线。利用大空调系统KJ-1可满足各房间的温湿度要求，而对于大罐间则可配以XH-1系统随时动态调整房间负荷的变化，即当室温Tn>26℃时，开启循环再冷却机组降温，反之则停止运行。经过工程实例证明，此方法是行之有效的，洁净度和温湿度均达到设计要求，同时灵活的运行方式还避免了空调系统冷热抵消和房间冷热不均的问题，起到了节能运行的目的。
问题二：百级洁净区域的温度超标
在制药厂房中有局部百级区域的房间常有温度超标的现象，对此，通常的做法有大面积采用风机过滤单元（FFU）、多个百级层流罩同时运行、集中处理机组加循环处理机组（FMU）的方法。但这三种方法也存在一些值得关注的问题。
--大面积采用FFU时电机的散热不容忽视。灌装间采用FFU方式的局部百级区域，室内温度往往较高，其主要原因是FFU的电机位于被调房间内，每台FFU的电功率一般为80～250瓦，在运行过程中有相当一部分动能转化成热量散到了室内，如果房间冷负荷设计未考虑足够的电机发热将会造成室温超标。
--多个百级层流罩在房间同时运行时，冷源的选择应适合多种工况。在制药厂房中经常采用层流罩来获得局部百级，如某车间外围护结构采用大面积玻璃窗而且正好在西侧，西晒比较严重，空调系统为直流风系统，冷源采用厂区原有集中制冷冷源，房间内设有四台循环风机（防爆）保证局部百级，每台功率2.2千瓦，工艺设备有发热。根据工厂生产运行情况，过渡季节冷冻机随全厂负荷变化情况运行，所以有些时段（过渡季节开冷冻机之前或停冷冻机之后）房间温度是超标的，甚至个别时段在有冷源的情况下温度也可能超标。对此，可在该房间增加一台独立冷源的空调循环机组，以适应该房间在各种条件下的运行。
--重视FMU的发热。FMU是一种局部百级洁净区的设计方案，其优点是不需要大截面的送回风管，减少了建筑层高，还可以在循环机组送回风管上加消声器，使房间噪声比FFU的方案要低。但是，在设计时对循环风机的发热不能忽视，否则也会出现室温超标现象。
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