浅谈洁净空调系统的节能降耗措施
四川华锐净化 2019-04-02 20:52:43 阅读
摘要：洁净空调的系统主要功能是建造空气悬浮粒子浓度受控的空间，其功能主要是减少空间内诱入、产生及滞留粒子，并对空间内其他参数如温度、相对湿度、压力等按要求进行控制。随着科学技术的发展，洁净空调技术越来越广泛的应用于各行各业，如电子行业、军工、并在制药、医疗、食品等行业逐渐普及，因为这些区域对环境都有着极为高的要求，洁净空调技术是制药企业以及医院手术室等相关区域的保证，只有保证制药环境的洁净和医院手术室的洁净环境，才能更好服务于人。
关键词：洁净空调、节能降耗、措施；
前言：国家颁布的《药品生产质量管理规范》（2010版）中对药品的生产环境有着明确规定和严格要求。制药企业要严格按照规范进行药品的生产操作。目前，药品生产企业以及医院手术室普遍使用的洁净空调节能系统有着很高的能源浪费，在这个经济节约型社会，面对有限的能源，这个问题值得引起相关人士的注意。文章将针对药品生产企业和医院手术室洁净空调系统的节能降耗措施分别进行简单的阐述。
一、药品生产洁净空调系统
（一）洁净空调系统概况
某药品生产企业固体制剂车间洁净空调系统包括两台洁净空调机组及其相关输送管件， 空调机组安装于综合制剂楼一楼空调机房内，设备洁净级别为D级。生产车间洁净区域内一般要求温度18℃~26℃， 相对湿度为45%~65%， 如产品工艺对温湿度有规定， 则按照工艺要求控制。室外新风通过空调机组的处理成为洁净空气送入洁净房间， 房间内有回风或排风装置， 对洁净区的压差梯度进行控制。
（二）、使用过程中存在的耗能分析及解决措施
1.原因分析
根据车间现有的对洁净空调系统运行相关的操作规程和管理制度进行原因排查筛选， 从而给出找出洁净空调系统运行成本高的主要原因。
（1） 设备自身功能设计不足， 对送风处理过程中能耗大。洁净空调通过空气冷却器同时对空气进行冷却和冷凝除湿， 生产低温干燥的送风， 实现排热排湿的目的。这种热湿联合处理的空调方式存在热湿联合处理所造成的能源浪费问题。排除余湿要求冷源温度低于室内空气的露点温度， 而排除余热仅要求冷源温度低于室温。占总负荷一半以上的显热负荷本可以采用高温冷源带走， 却与除湿一起共用 7 ℃ 的低温冷源进行处理， 造成能量利用上的浪费。而且， 经过冷凝除湿后的空气 虽然湿度满足要求， 但温度过低， 有时还需要再热， 造成了能源的进一步浪费。除湿消耗的冷量约占总冷量的30%～50%。因此, 在空调能耗中比例很大,为了精确温湿度控制, 还要对除湿后的空气进行再加热,这样造成了冷热量的抵消。
（2） 车间洁净空调机组一般情况下都是24小时运行， 耗电量大。车间不生产时， 操作人员撤离洁净区， 洁净区内设备同时不运行。但空调系统仍然按照生产时为洁净区输送洁净空气， 洁净区的排气扇也开启， 空调系统运行能耗高。
2.解决措施
针对分析而来的要因的处理措施为： 进行洁净空调新风预处理改造； 启用固体制剂车间空调机组值班风机运行模式。具体实施情况如下：
首先，对洁净空调新风进行预处理改造。采用二次回风方案，对洁净空调机组进行改造， 调试。具体改造方法有：在原空调机组的新风管上增加预表冷(除湿)段,原机组现有表冷器仅作调温盘管用；控制系统改为新风预表冷段增加比例积分调节电动阀；此外还可以对温湿度的逻辑进行控制，根据回风的湿度信号控制预处理电动阀的开度,根据回风温度信号控制调温冷水盘管及蒸汽加热盘管的开度。同时在现有控制器的基础上增加一个AO点。
还可以启用空调机组值班风机运行模式。洁净空调系统本身自带在线温湿度监控系统， 能够实施监测洁净区房间的温湿度压差， 由于系统24小时运行， 在车间不生产时， 风机电机仍满负荷运转， 造成大量的能量浪费。空调系统使用相关软件进行自动控制， 通过计算达到最佳的恒定风量， 保持正压梯度环境， 在车间不生产时， 将空调机组运行频率由45Hz降低至30Hz， 从而维持车间的正压梯度环境。该措施于新风预处理改造完成后进行。
二、医院空调系统
医院是众多病人聚集的场所，空气的洁净意义不言而喻，洁净空调系统的使用对避免病毒交叉感染有着重要的作用。医院的洁净空调不得不24小时长时间运行，为了节约洁净空调系统的能耗，下面以手术部洁净空调系统为例阐述节能降耗可采用的措施。
1.优化手术部的建筑平面布局
可以采用环形的手术部建筑平面布置方案，将手术室洁净辅房和手术室项链，这样布置可以有效的缩短流程，提高工作效率。手术部的通道一般设置为双通道方式，中间通道一般为洁净走廊，外廊设置为清洁走廊。这样的布置方案可以方便疏散，并且做到洁污分明。所以，一般在医院的手术部建设中，一般将一些手术的功能性用房，例如一次性物品的存放间、无菌器械存放室、麻醉室以及治疗室等都和手术室设置在同一层。按照医院洁净手术部建筑技术规范中的相关规定，洁净手术室以及主要的洁净辅助用房合理设定一些功能用房的洁净等级。其中，手术部的洁净用房以及洁净走廊设计为十万级洁净区域。恢复室、洁净室、更衣室等区域设定为三十万级洁净区域。卫生间、电梯以及家属等待区域设置为非洁净区域或者舒适空调区。所以，优化手术部的建筑平面布局是为了让手术部的流程更加合理，便于在医院内部形成一个洁净等级划分的区域，把那些不必划分为洁净区域的用房直接设计成舒适空调房，按照洁净空调以及舒适空调的设计差异，降低功能用房的送风量和新风量，从而达到
降低能耗的目的。
2.制定洁净手术室费用走状态和过渡季节的运行模式
医院的洁净手术部空调系统可以采用洁净循环空调机组和独立的正压送风组合系统。这样新风系统不仅仅可以承担正常的新风量，也可以承担各种手术室的正压风量，每间手术室可以使用自己独立的洁净循环空调系统，风量不会影响到手术室的正压分布。这种方案可以既保证每间洁净手术室的洁净空调功能和维持正压功能相互分离，又能够有效的将整个洁净手术室形成一个整体。对于处在过渡季的手术室，需要采用过渡季的运行模式，在春夏两季，新风焙值会高于室内空气的焙值，这是我们就需要适当的加大洁净空调系统的新风量，充分利用新风替代冷源，这样可以有效的缩短制冷剂的使用时间，可以达到节能的目的。在过渡季，虽然加大新风的送风量会加大洁净空调系统的功率，但是总体上来说依旧比传统模式节约能源，降低能耗，是目前洁净空调系统比较常用的一种节能措施。而且，手术室的排风机器使用的是双速风机，过渡季节因为需要较大的送风量，因此采用高速运行状态，而在一般的非过渡季节可以使用低速运行模式。所以，有效的设定洁净手术室的非工作状态运行模式，让排风机和循环风机停}卜运行，只需要提供比较少的新风量用来维持手术室的正压状态即可，这样可以有效的降低风机以及制冷器的电能消耗。设定洁净手术室的过渡季工作模式，可以充分的利用新风作为制冷源，这样就可以推退或停}卜使用制冷机器，减少制冷剂的能源消耗，达到节能的目的。
3.洁净空调使用二次回风处理技术
医院的洁净空调和一般的舒适性空调相比较，在热湿处理过程中，送风量大，而且热负荷小，送风的温差较小，传统的洁净空调系统下一般采用一次回风处理过程，而我们为了达到节能的目的，可以采用二次回风空气处理过程。通过对一次回风和二次回风处理技术相比，可以发现，传统的一次回风技术，所需要的洁净空调体积加大，冷却和加热的盘管会
存在冷热相抵消的过程，而是用二次回风技术可以有效的避免这类现象的发生-
结束语：洁净空调常被用于制药或者医院等对环境有着严格要求的场所，此系统有着重要作用，但是在使用过程中常常存在耗能问题。文章以药品生产企业生产车间和医院为具体事例对洁净空调系统的节能降耗问题提出了具体的解决措施。文章对洁净空调系统节能降耗措施的探讨不尽完善，但是在这个能源短缺的社会仍希望此文可以起到一定的作用。
关键词：洁净空调、节能降耗、措施；
前言：国家颁布的《药品生产质量管理规范》（2010版）中对药品的生产环境有着明确规定和严格要求。制药企业要严格按照规范进行药品的生产操作。目前，药品生产企业以及医院手术室普遍使用的洁净空调节能系统有着很高的能源浪费，在这个经济节约型社会，面对有限的能源，这个问题值得引起相关人士的注意。文章将针对药品生产企业和医院手术室洁净空调系统的节能降耗措施分别进行简单的阐述。
一、药品生产洁净空调系统
（一）洁净空调系统概况
某药品生产企业固体制剂车间洁净空调系统包括两台洁净空调机组及其相关输送管件， 空调机组安装于综合制剂楼一楼空调机房内，设备洁净级别为D级。生产车间洁净区域内一般要求温度18℃~26℃， 相对湿度为45%~65%， 如产品工艺对温湿度有规定， 则按照工艺要求控制。室外新风通过空调机组的处理成为洁净空气送入洁净房间， 房间内有回风或排风装置， 对洁净区的压差梯度进行控制。
（二）、使用过程中存在的耗能分析及解决措施
1.原因分析
根据车间现有的对洁净空调系统运行相关的操作规程和管理制度进行原因排查筛选， 从而给出找出洁净空调系统运行成本高的主要原因。
（1） 设备自身功能设计不足， 对送风处理过程中能耗大。洁净空调通过空气冷却器同时对空气进行冷却和冷凝除湿， 生产低温干燥的送风， 实现排热排湿的目的。这种热湿联合处理的空调方式存在热湿联合处理所造成的能源浪费问题。排除余湿要求冷源温度低于室内空气的露点温度， 而排除余热仅要求冷源温度低于室温。占总负荷一半以上的显热负荷本可以采用高温冷源带走， 却与除湿一起共用 7 ℃ 的低温冷源进行处理， 造成能量利用上的浪费。而且， 经过冷凝除湿后的空气 虽然湿度满足要求， 但温度过低， 有时还需要再热， 造成了能源的进一步浪费。除湿消耗的冷量约占总冷量的30%～50%。因此, 在空调能耗中比例很大,为了精确温湿度控制, 还要对除湿后的空气进行再加热,这样造成了冷热量的抵消。
（2） 车间洁净空调机组一般情况下都是24小时运行， 耗电量大。车间不生产时， 操作人员撤离洁净区， 洁净区内设备同时不运行。但空调系统仍然按照生产时为洁净区输送洁净空气， 洁净区的排气扇也开启， 空调系统运行能耗高。
2.解决措施
针对分析而来的要因的处理措施为： 进行洁净空调新风预处理改造； 启用固体制剂车间空调机组值班风机运行模式。具体实施情况如下：
首先，对洁净空调新风进行预处理改造。采用二次回风方案，对洁净空调机组进行改造， 调试。具体改造方法有：在原空调机组的新风管上增加预表冷(除湿)段,原机组现有表冷器仅作调温盘管用；控制系统改为新风预表冷段增加比例积分调节电动阀；此外还可以对温湿度的逻辑进行控制，根据回风的湿度信号控制预处理电动阀的开度,根据回风温度信号控制调温冷水盘管及蒸汽加热盘管的开度。同时在现有控制器的基础上增加一个AO点。
还可以启用空调机组值班风机运行模式。洁净空调系统本身自带在线温湿度监控系统， 能够实施监测洁净区房间的温湿度压差， 由于系统24小时运行， 在车间不生产时， 风机电机仍满负荷运转， 造成大量的能量浪费。空调系统使用相关软件进行自动控制， 通过计算达到最佳的恒定风量， 保持正压梯度环境， 在车间不生产时， 将空调机组运行频率由45Hz降低至30Hz， 从而维持车间的正压梯度环境。该措施于新风预处理改造完成后进行。
二、医院空调系统
医院是众多病人聚集的场所，空气的洁净意义不言而喻，洁净空调系统的使用对避免病毒交叉感染有着重要的作用。医院的洁净空调不得不24小时长时间运行，为了节约洁净空调系统的能耗，下面以手术部洁净空调系统为例阐述节能降耗可采用的措施。
1.优化手术部的建筑平面布局
可以采用环形的手术部建筑平面布置方案，将手术室洁净辅房和手术室项链，这样布置可以有效的缩短流程，提高工作效率。手术部的通道一般设置为双通道方式，中间通道一般为洁净走廊，外廊设置为清洁走廊。这样的布置方案可以方便疏散，并且做到洁污分明。所以，一般在医院的手术部建设中，一般将一些手术的功能性用房，例如一次性物品的存放间、无菌器械存放室、麻醉室以及治疗室等都和手术室设置在同一层。按照医院洁净手术部建筑技术规范中的相关规定，洁净手术室以及主要的洁净辅助用房合理设定一些功能用房的洁净等级。其中，手术部的洁净用房以及洁净走廊设计为十万级洁净区域。恢复室、洁净室、更衣室等区域设定为三十万级洁净区域。卫生间、电梯以及家属等待区域设置为非洁净区域或者舒适空调区。所以，优化手术部的建筑平面布局是为了让手术部的流程更加合理，便于在医院内部形成一个洁净等级划分的区域，把那些不必划分为洁净区域的用房直接设计成舒适空调房，按照洁净空调以及舒适空调的设计差异，降低功能用房的送风量和新风量，从而达到
降低能耗的目的。
2.制定洁净手术室费用走状态和过渡季节的运行模式
医院的洁净手术部空调系统可以采用洁净循环空调机组和独立的正压送风组合系统。这样新风系统不仅仅可以承担正常的新风量，也可以承担各种手术室的正压风量，每间手术室可以使用自己独立的洁净循环空调系统，风量不会影响到手术室的正压分布。这种方案可以既保证每间洁净手术室的洁净空调功能和维持正压功能相互分离，又能够有效的将整个洁净手术室形成一个整体。对于处在过渡季的手术室，需要采用过渡季的运行模式，在春夏两季，新风焙值会高于室内空气的焙值，这是我们就需要适当的加大洁净空调系统的新风量，充分利用新风替代冷源，这样可以有效的缩短制冷剂的使用时间，可以达到节能的目的。在过渡季，虽然加大新风的送风量会加大洁净空调系统的功率，但是总体上来说依旧比传统模式节约能源，降低能耗，是目前洁净空调系统比较常用的一种节能措施。而且，手术室的排风机器使用的是双速风机，过渡季节因为需要较大的送风量，因此采用高速运行状态，而在一般的非过渡季节可以使用低速运行模式。所以，有效的设定洁净手术室的非工作状态运行模式，让排风机和循环风机停}卜运行，只需要提供比较少的新风量用来维持手术室的正压状态即可，这样可以有效的降低风机以及制冷器的电能消耗。设定洁净手术室的过渡季工作模式，可以充分的利用新风作为制冷源，这样就可以推退或停}卜使用制冷机器，减少制冷剂的能源消耗，达到节能的目的。
3.洁净空调使用二次回风处理技术
医院的洁净空调和一般的舒适性空调相比较，在热湿处理过程中，送风量大，而且热负荷小，送风的温差较小，传统的洁净空调系统下一般采用一次回风处理过程，而我们为了达到节能的目的，可以采用二次回风空气处理过程。通过对一次回风和二次回风处理技术相比，可以发现，传统的一次回风技术，所需要的洁净空调体积加大，冷却和加热的盘管会
存在冷热相抵消的过程，而是用二次回风技术可以有效的避免这类现象的发生-
结束语：洁净空调常被用于制药或者医院等对环境有着严格要求的场所，此系统有着重要作用，但是在使用过程中常常存在耗能问题。文章以药品生产企业生产车间和医院为具体事例对洁净空调系统的节能降耗问题提出了具体的解决措施。文章对洁净空调系统节能降耗措施的探讨不尽完善，但是在这个能源短缺的社会仍希望此文可以起到一定的作用。
净化工程要想长期保持洁净室的洁净度请看下文!
无尘车间洁净度等级标准及布局、温湿度相关要求