潔凈冷庫(kù)空調(diào)系統(tǒng)形式分析及建議

熊燕飛

摘 要 結(jié)合目前國(guó)內(nèi)生物制藥行業(yè)潔凈疫苗生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，本文介紹了目前生物醫(yī)藥行業(yè)潔凈冷庫(kù)的2種空調(diào)系統(tǒng)形式，通過(guò)案例對(duì)比分析后提出了一些建議。

關(guān)鍵詞 潔凈冷庫(kù) 空調(diào)系統(tǒng) 分析 建議

中圖分類號(hào)：TU831文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

疫苗的生產(chǎn)工藝要求，有潔凈度和低溫雙重要求，潔凈冷庫(kù)是隨疫苗生產(chǎn)工藝需求開(kāi)發(fā)出的新生代產(chǎn)品，是保證疫苗產(chǎn)品符合國(guó)家《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》（GMP）的基礎(chǔ)設(shè)施。

1潔凈冷庫(kù)的潔凈度及溫濕度要求

潔凈冷庫(kù)的溫濕度根據(jù)工藝要求來(lái)確定。通常為2-8℃，無(wú)相對(duì)濕度要求。

潔凈冷庫(kù)潔凈度等級(jí)根據(jù)工藝要求來(lái)定，通常為C級(jí)，其懸浮塵埃粒子數(shù)也有相應(yīng)要求。

2潔凈冷庫(kù)的空調(diào)系統(tǒng)形式

目前潔凈冷庫(kù)的空調(diào)系統(tǒng)主要有2種類形式：

（1）組合式空調(diào)機(jī)組形式：空氣經(jīng)中、高效兩級(jí)過(guò)濾后送至冷庫(kù)，空氣的熱濕負(fù)荷處理及系統(tǒng)初中效過(guò)濾設(shè)施均由組合空調(diào)箱負(fù)擔(dān)，高效過(guò)濾由潔凈冷庫(kù)頂部安裝的高效過(guò)濾器完成，送入潔凈冷庫(kù)的空氣自房間內(nèi)的回風(fēng)口經(jīng)回風(fēng)管回至組合式空調(diào)箱，完成循環(huán)。氣流組織為頂送側(cè)下回（排）方式，高效送風(fēng)口采用干式密封，濾芯采用聚四氟乙烯。

（2）（風(fēng)機(jī)過(guò)濾單元）FFU+冷風(fēng)機(jī)形式：通過(guò)在潔凈冷庫(kù)庫(kù)內(nèi)吊頂上安裝防潮（風(fēng)機(jī)過(guò)濾單元）FFU，來(lái)實(shí)現(xiàn)冷庫(kù)的潔凈度：空氣經(jīng)FFU內(nèi)的高效過(guò)濾器過(guò)濾后送至潔凈冷庫(kù)，出口風(fēng)面以0.45m/s？0%;潔凈冷庫(kù)內(nèi)氣流組織為頂送側(cè)下回。回風(fēng)經(jīng)過(guò)側(cè)墻的技術(shù)夾道回到上夾層。

通過(guò)上夾層安裝的冷風(fēng)機(jī)，來(lái)滿足冷庫(kù)低溫需求：潔凈冷庫(kù)內(nèi)需采用304不銹鋼外殼的冷風(fēng)機(jī)，冷風(fēng)機(jī)置于上部技術(shù)夾層，靠近回風(fēng)夾道，對(duì)回風(fēng)進(jìn)行制冷后再吹送到冷庫(kù)上部夾層。制冷壓縮機(jī)組，按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況可置于屋面或就近通風(fēng)良好的地方，但位置不宜遠(yuǎn)離冷風(fēng)機(jī)，如置于屋面需要加裝雨棚。

3案例分析

某新建流感疫苗生產(chǎn)車間，內(nèi)設(shè)置潔凈冷庫(kù)一座，需為其設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)。該車間為框架式建筑結(jié)構(gòu)，總建筑高度22.80m，總建筑面積9847㎡ ，結(jié)構(gòu)層高6.2m;冷庫(kù)位于該車間一樓，面積要求45㎡ ，室內(nèi)凈高要求2.8m，潔凈級(jí)別為C級(jí)，工藝要求7h內(nèi)將10萬(wàn)枚雞胚從28℃冷卻至中心溫度2-8℃，相對(duì)濕度無(wú)要求，同時(shí)需保證該冷庫(kù)24小時(shí)不間斷運(yùn)行，故制冷及風(fēng)機(jī)均需設(shè)置備用。

制冷量核算：根據(jù)工藝要求，并結(jié)合冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范，考慮冷庫(kù)本身熱負(fù)荷及風(fēng)機(jī)的散熱，核算該冷庫(kù)制冷量需求約19.8KW。

循環(huán)風(fēng)量核算：根據(jù)潔凈度要求，換氣次數(shù)應(yīng)該保證在25次/小時(shí)以上，房間送風(fēng)量應(yīng)不低于3150m3/h。

針對(duì)該項(xiàng)目，提出了兩套制冷空調(diào)方案。

方案一：組合式空調(diào)機(jī)組低溫送風(fēng)形式，將制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器設(shè)置在組合式空調(diào)機(jī)組內(nèi)，完成降溫。根據(jù)核算冷量需求為19.8KW，循環(huán)風(fēng)量除滿足換氣次數(shù)要求外，需考慮與冷量匹配。最終設(shè)備選型循環(huán)風(fēng)量為：12800m3/h，制冷量為：21.8KW。

考慮其24小時(shí)不間斷運(yùn)行需求，擬采用2臺(tái)組合式空調(diào)機(jī)組，一用一備。通風(fēng)風(fēng)管接至房間高效送風(fēng)口及回風(fēng)口。為保證控溫精準(zhǔn)，室外制冷壓縮機(jī)使用數(shù)碼渦旋式，膨脹閥選用電子膨脹閥。

初投資：直膨式組合空調(diào)機(jī)組、制冷壓縮機(jī)組、高效送風(fēng)、風(fēng)管及閥門、控制系統(tǒng)投資費(fèi)用約32萬(wàn)元。

運(yùn)行成本：制冷系統(tǒng)電功率12kw;空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)功率11kw;另配置電加熱除霜設(shè)施18kw（使用頻率較低），系統(tǒng)正常運(yùn)行電功率約23kw。

施工及維護(hù)難度：因本工程無(wú)空調(diào)機(jī)房，故空調(diào)機(jī)組放置于夾層上方，制冷壓縮機(jī)組放置于一層室外。設(shè)備尺寸較大，單臺(tái)組合式空調(diào)機(jī)組外形尺寸4600*1700*1700，需吊頂內(nèi)安裝，施工及后期維護(hù)難度較大。

方案二：FFU+冷風(fēng)機(jī)形式。

循環(huán)風(fēng)量：送風(fēng)量應(yīng)不低于3150m3/h，按照單臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)FFU風(fēng)量為1000m3/h計(jì)算，房間需布置至少4臺(tái)FFU，冷庫(kù)需保證24小時(shí)不間斷運(yùn)行，考慮到FFU的故障率，擬使用標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量為1000m3/hFFU6臺(tái)。設(shè)置群控，平時(shí)4臺(tái)FFU運(yùn)行，若其中1臺(tái)FFU風(fēng)機(jī)不能正常運(yùn)行，備用FFU啟動(dòng)運(yùn)行。

冷量保證：冷庫(kù)制冷量不低于19.8KW，房間需至少布置3臺(tái)制冷量為6.6KW冷風(fēng)機(jī)，考慮到冷風(fēng)機(jī)的故障率，擬使用4臺(tái)制冷量為6.6KW冷風(fēng)機(jī)，3用1備。一臺(tái)冷風(fēng)機(jī)對(duì)應(yīng)一臺(tái)冷庫(kù)制冷機(jī)組，冷風(fēng)機(jī)組使用群控策略，根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷情況，判斷冷風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)數(shù)量。冷庫(kù)上方設(shè)有2m左右的空間高度安裝冷風(fēng)機(jī)。

初投資：增加的庫(kù)板、FFU機(jī)組及其控制系統(tǒng)、冷風(fēng)機(jī)及制冷壓縮機(jī)組、制冷系統(tǒng)控制總費(fèi)用約20萬(wàn)元。

運(yùn)行成本：制冷系統(tǒng)12kw，F(xiàn)FU總功率1.1kw，系統(tǒng)正常運(yùn)行電功率約13.1kw。

施工及維護(hù)難度：本方案設(shè)備相對(duì)分散，整機(jī)設(shè)備尺寸較小，但數(shù)量較多，對(duì)建筑空間要求較高，但施工難度較小，后期維護(hù)較為便捷。

4對(duì)比分析

方案一;一次投資較大，運(yùn)行成本較高，控制簡(jiǎn)單、備用性單一，為避免壓縮機(jī)頻繁啟停，壓縮機(jī)需使用數(shù)碼渦，投資較大，且空調(diào)機(jī)組所占體積較大，同時(shí)需要接風(fēng)管，機(jī)組吊裝在技術(shù)夾層，安裝及后期維護(hù)難度大。

方案二：一次投資低，運(yùn)行成本較低;控制調(diào)試簡(jiǎn)單，系統(tǒng)備用性強(qiáng)，空調(diào)系統(tǒng)所占體積小，不需要安裝風(fēng)管，安裝難度低。（注：該方案對(duì)空間要求較高，若夾層空間狹小，冷風(fēng)機(jī)安裝空間不足，將對(duì)FFU造成氣流干擾，影響潔凈冷庫(kù)的潔凈度和溫度。）

5建議

綜合以上特點(diǎn)，潔凈冷庫(kù)空調(diào)系統(tǒng)建議使用FFU+冷風(fēng)機(jī)形式，其備用性強(qiáng)，安裝方便，投資低。