洁净空调系统的应用及设计要点
四川华锐净化 2019-04-02 20:55:51 阅读
摘要：随着社会的发展与进步，重视洁净空调系统的应用及设计对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍洁净空调系统的应用及设计的有关内容。
关键词：洁净空调；系统；工艺；设计；应用
引言
常规的空调系统。主要是对空气的温度，湿度进行调节和控制。而随着科学发展和社会进步。要求越来越多的空调系统能够控制室内空气的洁净度。洁净厂房空调系统与一般民用建筑的空调系统的不同，它首先对控制区的洁净度有很高要求。导体器件厂房内，在硅衬底上只要落有电路线宽1/10～1/3大小的尘埃，就可能导致芯片电路短路。如今，半导体集成电路的发展突飞猛进，最近英特尔公司更是推出了采用32 nm线宽的高端处理器芯片，把生产环境的洁净度控制推向了极致。另外，洁净厂房空调系统除对洁净度要求较高外，还对温度、湿度、震动、噪音等都有不同程度要求。同时，由于半导体器件生产工艺的特点，要求洁净厂房内全天（24h)保持相应的洁净度，目此，洁净空调系统(包括排风系统)、为其配套的冷、热源及相应的输送系统需每天24 h运行，这也与其他空调系统极其不同。运行时间的增长也使其空调系统的节能更具有潜力和意义。
一、洁净空调系统的设计要点分析
1.1变频风机在洁净空调设计中的运用
在洁净空调设计过程中，风机的风压往往是由空调系统最不利风道的压力损失，空调机组的压力损失以及初、中、高效过滤器的终阻力((2倍初阻力)这些因素组成，净化空调系统从开始运行到需要更换过滤器这一过程，它的系统压力在发生变化。同时风机的风量是由洁净等级来确定，为了保证房间的洁净度，每个房间要有一定的换气次数，维持一定的正压值，所以新风、送风、回风的风量要求保持一定。在洁净空调系统中设置变频风机，通过改变风机频率，定风量变风压来达到净化要求，同时还可以达到节能的目的。
1.2臭氧在洁净空调设计中的运用
传统洁净空调系统中灭菌往往采用甲醛法和紫外线灭菌法。由于甲醛对人体伤害较大，而紫外灯灭菌效果欠佳，因此在洁净空调设计中运用臭氧来进行灭菌。有关研究表明，臭氧是广谱、高效、快速灭菌剂，利用臭氧的氧化性，可以在较短时间内破坏细菌、病毒和其他微生物的生物结构，使之失去生存能力。所以我们在洁净空调出风段设臭氧消毒机，根据不同净化等级决定臭氧浓度和消毒时间。值的注意的是，臭氧消毒应在药品生产前，先打开空调机和臭氧消毒机对整个洁净区进行消毒，生产人员进入后应关闭臭氧消毒机。这样既最大程度地消灭各种病菌、病毒、及微生物，保证药品生产的顺利进行，同时又保护了工作人员的身体健康。
1.3洁净空调设计中一些特殊房间的处理
在制药厂固体制剂工段中，压片、填充、粉碎等工艺生产过程中会产生大量粉尘。以往的设计是在这些产生粉尘的房间只设置除尘机，靠除尘机进行排风，由于除尘机的吸风罩安装位置较高，影响了整个房间的气流组织，而全面排风对能量的损失也较大。因此在设计过程中我们对此做了一些改进。我们将除尘机集中设置在除尘机房内，同时将除尘机排风与室内回风进行互为连锁。当压片机、粉碎机、填充机运行大量粉尘产生时，打开除尘机迅速排除粉尘，同时关闭或部分关闭回风口，当设备不运行时，产尘量较少，由设在房间下侧回风口进行回风，回风口设粗效过滤器。由于除尘机设在专门除尘机房内，这样就避免了除尘机在清灰过程中引起生产部位的二次污染，既达到排除粉尘的目的，又节约了能源，改善了房间的气流组织。
在生产医药包装材料车间，有一些特殊的房间例如熟化室，它既有净化要求又要保证室内高温(一般室温在40℃-50℃ )。如果按照传统计算方法由洁净等级确定换气次数计算送风凉，由于送风量较小，就会产生较高的送风温度，引起防火阀动作。为了避免这个情况的产生，应尽可能控制送风温度，加大送风量。同时空调机组应尽可能设置在熟化室附近，减少管路的损失。高效过滤器应采用耐高温型。空调机组应采用电机外置式，为了保证熟化室的使用效果，及周边空调房间的使用，熟化室的墙面、吊顶，地面均应采取必要的保温措施。
1.4洁净空调防爆区域全新风能量回收
在我们设计过程中有时会遇到洁净车间由于生产过程中产生甲类气体，而不得不采用全新风、全排风的空调方式，如果甲类防爆区域面积较大，这种空调方式会引起能量的损失，因此我们在设计过程中尝试着在空调机组上设转轮换热器的一个半圆，而排风逆向通过转轮的另一半圆，由于温度差的原因，排风将热量或冷量释放到蓄热或蓄冷芯体中，还可以进行湿度的传递，从气流中分离出来的水分，进入蓄能芯体的吸湿涂层，当转轮转到另外的气流时就把水分释放出来。以期达到节能的目的。
二、洁净空调系统的应用
洁净空调系统不仅要求对房间或空间的温、湿度参数进行控制，同时还要求对空气洁净度进行控制。洁净度是根据房间内所控制空气中浮游粒子的浓度来定义洁净等级。不同要求的洁净室区就必须采用不同洁净等级的洁净空调系统。例如。在医院环境中。空气中浮游的致病菌种类多、浓度高。洁净空调系统不但要求控制尘粒，更主要的是控制细菌，浮游在空气中的微生物，以群体存在，大多附着在空气尘埃上，一般大小为5～10μm，而亚高效过滤器对≥0．5μm,微粒过滤效率(计数效率)超过95％，采用具有亚高效器过滤的洁净空调系统可实现医院环境中空气无菌化；在电子行业，国内曾统计过。在无洁净级别要求的环境下生产 MOS电路管芯的合格率仅 10％～15％。64位存储器的合格率仅2％。
随着超大规模集成电路的应用和微电子产品的普及，拥有高净化级别的无尘空调车间是大规模生产的前提条件；在药品生产企业中，我国已在 1982年开始，参照一些先进国家推行 GMP认证，并于2011年3月1日发布了更加严格的新版GMP。GMP是当今国际社会通行的药品生产和质量管理必须遵循的基本准则，未取得“GMP证书”的企业。将不再准予生产。而企业实施 GMP改造，首当其冲的是改造生产车间的空调系统。采用相应级别的洁净空调系统生产车间。可见。洁净空调系统在各行各业的应用已13趋普遍和成熟。洁净空调系统的冷却、去湿、加热、加湿方式与常规空调系统基本一样。但它的风量比常规空调系统的风量大得多。净化级别愈高。风量愈大。洁净空调系统的空气处理设备。除了常规空调系统的表冷器、加热器、加湿器等。还包括初、中效过滤器和高效过滤器组成。
三、结束语
总而言之，为使洁净空调系统能得以安全、高效、可靠、节能的运行,首先要在设计阶段充分的考虑各个系统所担负的功能间的功能要求，同时要考虑以后运行维护的成本、方案需求，并在日常管理过程中制定严格及有效的运行管理制度并严格认真执行是非常必要的。
关键词：洁净空调；系统；工艺；设计；应用
引言
常规的空调系统。主要是对空气的温度，湿度进行调节和控制。而随着科学发展和社会进步。要求越来越多的空调系统能够控制室内空气的洁净度。洁净厂房空调系统与一般民用建筑的空调系统的不同，它首先对控制区的洁净度有很高要求。导体器件厂房内，在硅衬底上只要落有电路线宽1/10～1/3大小的尘埃，就可能导致芯片电路短路。如今，半导体集成电路的发展突飞猛进，最近英特尔公司更是推出了采用32 nm线宽的高端处理器芯片，把生产环境的洁净度控制推向了极致。另外，洁净厂房空调系统除对洁净度要求较高外，还对温度、湿度、震动、噪音等都有不同程度要求。同时，由于半导体器件生产工艺的特点，要求洁净厂房内全天（24h)保持相应的洁净度，目此，洁净空调系统(包括排风系统)、为其配套的冷、热源及相应的输送系统需每天24 h运行，这也与其他空调系统极其不同。运行时间的增长也使其空调系统的节能更具有潜力和意义。
一、洁净空调系统的设计要点分析
1.1变频风机在洁净空调设计中的运用
在洁净空调设计过程中，风机的风压往往是由空调系统最不利风道的压力损失，空调机组的压力损失以及初、中、高效过滤器的终阻力((2倍初阻力)这些因素组成，净化空调系统从开始运行到需要更换过滤器这一过程，它的系统压力在发生变化。同时风机的风量是由洁净等级来确定，为了保证房间的洁净度，每个房间要有一定的换气次数，维持一定的正压值，所以新风、送风、回风的风量要求保持一定。在洁净空调系统中设置变频风机，通过改变风机频率，定风量变风压来达到净化要求，同时还可以达到节能的目的。
1.2臭氧在洁净空调设计中的运用
传统洁净空调系统中灭菌往往采用甲醛法和紫外线灭菌法。由于甲醛对人体伤害较大，而紫外灯灭菌效果欠佳，因此在洁净空调设计中运用臭氧来进行灭菌。有关研究表明，臭氧是广谱、高效、快速灭菌剂，利用臭氧的氧化性，可以在较短时间内破坏细菌、病毒和其他微生物的生物结构，使之失去生存能力。所以我们在洁净空调出风段设臭氧消毒机，根据不同净化等级决定臭氧浓度和消毒时间。值的注意的是，臭氧消毒应在药品生产前，先打开空调机和臭氧消毒机对整个洁净区进行消毒，生产人员进入后应关闭臭氧消毒机。这样既最大程度地消灭各种病菌、病毒、及微生物，保证药品生产的顺利进行，同时又保护了工作人员的身体健康。
1.3洁净空调设计中一些特殊房间的处理
在制药厂固体制剂工段中，压片、填充、粉碎等工艺生产过程中会产生大量粉尘。以往的设计是在这些产生粉尘的房间只设置除尘机，靠除尘机进行排风，由于除尘机的吸风罩安装位置较高，影响了整个房间的气流组织，而全面排风对能量的损失也较大。因此在设计过程中我们对此做了一些改进。我们将除尘机集中设置在除尘机房内，同时将除尘机排风与室内回风进行互为连锁。当压片机、粉碎机、填充机运行大量粉尘产生时，打开除尘机迅速排除粉尘，同时关闭或部分关闭回风口，当设备不运行时，产尘量较少，由设在房间下侧回风口进行回风，回风口设粗效过滤器。由于除尘机设在专门除尘机房内，这样就避免了除尘机在清灰过程中引起生产部位的二次污染，既达到排除粉尘的目的，又节约了能源，改善了房间的气流组织。
在生产医药包装材料车间，有一些特殊的房间例如熟化室，它既有净化要求又要保证室内高温(一般室温在40℃-50℃ )。如果按照传统计算方法由洁净等级确定换气次数计算送风凉，由于送风量较小，就会产生较高的送风温度，引起防火阀动作。为了避免这个情况的产生，应尽可能控制送风温度，加大送风量。同时空调机组应尽可能设置在熟化室附近，减少管路的损失。高效过滤器应采用耐高温型。空调机组应采用电机外置式，为了保证熟化室的使用效果，及周边空调房间的使用，熟化室的墙面、吊顶，地面均应采取必要的保温措施。
1.4洁净空调防爆区域全新风能量回收
在我们设计过程中有时会遇到洁净车间由于生产过程中产生甲类气体，而不得不采用全新风、全排风的空调方式，如果甲类防爆区域面积较大，这种空调方式会引起能量的损失，因此我们在设计过程中尝试着在空调机组上设转轮换热器的一个半圆，而排风逆向通过转轮的另一半圆，由于温度差的原因，排风将热量或冷量释放到蓄热或蓄冷芯体中，还可以进行湿度的传递，从气流中分离出来的水分，进入蓄能芯体的吸湿涂层，当转轮转到另外的气流时就把水分释放出来。以期达到节能的目的。
二、洁净空调系统的应用
洁净空调系统不仅要求对房间或空间的温、湿度参数进行控制，同时还要求对空气洁净度进行控制。洁净度是根据房间内所控制空气中浮游粒子的浓度来定义洁净等级。不同要求的洁净室区就必须采用不同洁净等级的洁净空调系统。例如。在医院环境中。空气中浮游的致病菌种类多、浓度高。洁净空调系统不但要求控制尘粒，更主要的是控制细菌，浮游在空气中的微生物，以群体存在，大多附着在空气尘埃上，一般大小为5～10μm，而亚高效过滤器对≥0．5μm,微粒过滤效率(计数效率)超过95％，采用具有亚高效器过滤的洁净空调系统可实现医院环境中空气无菌化；在电子行业，国内曾统计过。在无洁净级别要求的环境下生产 MOS电路管芯的合格率仅 10％～15％。64位存储器的合格率仅2％。
随着超大规模集成电路的应用和微电子产品的普及，拥有高净化级别的无尘空调车间是大规模生产的前提条件；在药品生产企业中，我国已在 1982年开始，参照一些先进国家推行 GMP认证，并于2011年3月1日发布了更加严格的新版GMP。GMP是当今国际社会通行的药品生产和质量管理必须遵循的基本准则，未取得“GMP证书”的企业。将不再准予生产。而企业实施 GMP改造，首当其冲的是改造生产车间的空调系统。采用相应级别的洁净空调系统生产车间。可见。洁净空调系统在各行各业的应用已13趋普遍和成熟。洁净空调系统的冷却、去湿、加热、加湿方式与常规空调系统基本一样。但它的风量比常规空调系统的风量大得多。净化级别愈高。风量愈大。洁净空调系统的空气处理设备。除了常规空调系统的表冷器、加热器、加湿器等。还包括初、中效过滤器和高效过滤器组成。
三、结束语
总而言之，为使洁净空调系统能得以安全、高效、可靠、节能的运行,首先要在设计阶段充分的考虑各个系统所担负的功能间的功能要求，同时要考虑以后运行维护的成本、方案需求，并在日常管理过程中制定严格及有效的运行管理制度并严格认真执行是非常必要的。
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