無菌室凈化空調系統節能措施

一、無菌室凈化空調系統的特點：

1、凈化空調系統的特點是能量消耗巨大。為達到無菌室要求的空氣潔凈度等級，無菌室的送風量或循環空氣量大，一般空調房間每小時換氣次數僅數次，而無菌室是10~600次；有的無菌室為確保生產環境要求，尚需設有必要的局部排風甚至全室排風即直排系統，所以無菌室所需冷(熱)量、耗電量均很大，無菌室的能量消耗是一般寫字樓的10~30倍，冷量負荷是一般寫字樓的5~15倍，甚至更大。

2、凈化空調系統的標準較高。凈化空調系統要求控制室內溫度、濕度、潔凈度、細菌總數、特殊氣體濃度以及氣流分布，保證室內人員所需的新風量，其中重要的是控制室內細菌總數。與一般建筑物的空調要求相比，凈化空調系統具有以下特點：

(1) 空氣的凈化和除菌。

(2)控制各區域的氣流和風速。

(3)保證不同區域之間合理的氣流流向和壓力分布。

(4)保證生產工藝上必要的溫度及濕度。

(5)排出廢氣和氣體，保證室內空氣新鮮。

(6) 對排出的廢氣進行處理，防止污染室外環境。

二、凈化空調系統的主要能耗

凈化空調系統的能耗比普通建筑的能耗要高，主要原因是室內各參數標準高、新風量大、空氣處理要求高，運行時間較長，各房間功能要求不同，管理復雜。

1、無菌室的溫濕度要求較高。

2、凈化空調系統要求較大的換氣次數，以滿足室內空氣品質的要求，這部分的能耗占有較大比重。

3、對細菌總數，潔凈度有一定的要求。在增大新風量的同時，須依據不同要求裝設高效、亞高效過濾器等設備，送風阻力增大，耗能也增加。

4、凈化空調系統越來越先進，設備和室內條件越來越好，導致散熱設備越來越多，而這些設備在一定程度上缺乏良好的節能管理，造成室內設備、照明等負荷增大。

5、由于凈化空調系統管理復雜，管理上容易出現漏洞，額外負荷也占有一定的比重，能源回收利用也做的不夠好，能耗浪費較嚴重。

三、凈化空調系統的主要節能措施

1、設計時要有節能理念

為降低無菌室的能量消耗，無菌室的規劃、設計是十分重要的環節。

(1)盡量選擇大氣污染小、產塵量少的場地建廠；廠內布置時無菌室應布置在污染少的場所，注意朝向的安排，加強綠化帶的設置等。

(2)無菌室的平面布置應盡量減少無菌室的面積或減少潔凈度要求嚴格的無菌室面積；能不設置在無菌室內的工序、設備應設在非潔凈區；恰當的確定各類房間的空氣潔凈度等級，不應隨意提高潔凈度要求；組織好人流、物流和安排好輔助用房；與相關專業配合選擇好無菌室的形式、空間布置等。

(3) 合理確定墻體、頂棚構造及選材，特別注意圍護結構的確定及建材選擇，門窗的構造及選材；在立面選型、門窗數量的確定注意無菌室的特點，避免大窗、多窗以降低冷量損失。

(4) 控制系統的新風量和排風量：凈化空調系統的運行中，新風量的多少在很大程度上決定系統的耗能大小，設計時一般多考慮人的舒適度因素，取參考值的上限，而往往在生產中操作者并不多，由此帶來的能耗也常被忽略。系統中所有的排風量一般都是靠新風來補充的，排風量應根據室內的工作狀況進行必要調節，可以將排風量控制在適當的范圍內，既可滿足工藝條件對排風的要求，又可減少系統所消耗的新風量，減少凈化空調系統對新風處理所消耗的冷、熱量。新風盡量采用集中處理，這樣也利于應用地下水預冷、除塵和加濕。

(5)管路設計中盡可以減少系統的阻力：管路設計中減少系統的阻力，也可達到降低送風動力水泵的效果，盡量避免長距離送風，縮短風管長度，減少彎頭、三通等產生阻力的風管構件。在滿足風速要求的前提下，采用低風速送風，選擇合適的風速，能降低過濾器的阻力。中凈環球凈化可提供無菌室、潔凈廠房的咨詢、規劃、設計、施工、安裝改造等配套服務。

(6) 采用二次回風處理：為降低電能耗，在可避免交叉污染的情況下通過亞高效過濾，盡量使用回風。二次回風不但能滿足溫濕度及潔凈度要求，而且大大節省空調機組的能源消耗，空調機組運行費用可節省2/3左右。采用二次回風系統相對于一次回風系統，既可節省設備投資，又可降低運行成本。

(7)根據不同季節調控溫濕度：在滿足生產工藝的前提下，從節能的角度出發，需要確定合適的潔凈度等級、溫度、相對濕度等參數。

(8)減少無菌室換氣次數：在保證潔凈效果的前提下，減少換氣次數、送風量是節能的重要手段之一。換氣次數與生產工藝、設備先進程度及布置情況、無菌室大小及形狀，以及人員密度等密切相關。

(9)適當降低照明強度。無菌室照明應以能滿足工人生理、心理上的要求為前提。對于高照度操作點可以采用局部照明，而不宜提高整個車間的低照度標準。

(10) 綜合利用潔凈氣流：將工藝過程和空調系統的熱回收，是可以直接獲益的節能措施。對于無塵粒影響的GMP無菌室，實行潔凈氣流串聯，將無菌室按潔凈度高低串聯起來，送風經過高級別送至低級別的房間后再回到空調機組，可省去若干高效過濾器。對于以消除余熱為主、凈化要求不太高的房間，可交叉利用潔凈氣流，并采用下送上回流向，下送可減少送風速度，提高送風溫度，減少溫差，而上回則可提高回風溫度。

(11)考慮熱回收：設計時考慮選用熱回收裝置，對于排風量較大的系統，可通過轉輪式熱交換器或管式熱交換器，利用熱交換原理，把排風的能量回收到新風中，使新風得到預處理。據估算，這可節省運行費25%以上，具有可觀的經濟意義。

(12)實現空調系統的自動控制和電機的變頻調節：無菌室凈化系統環境一般可分為2個時間段，即有人操作時間和維護潔凈時間。維護潔凈時間對凈化空調系統要求相對要簡單些，設計自動控制和風機變頻調節可以滿足這2個時間段的不同要求，雖在初期投資中增加一些投入，但在實際運行后，節省的運行費用使初始投資很快地得到回收，有著明顯的經濟效益；但在施工和運行管理上有著相應的嚴格要求。

2、設備選擇考慮節能途徑

無菌室工藝裝備的設計和選型，在滿足機械化、自動化、程控化和智能化的同時，須實現節能化。采用高效冷凍機、風機、水泵和換熱設備；采用高效電氣裝置(含照明)，合理配線；合理配置設備；采用回風冷(熱)量回收裝置、排氣冷(熱)量利用裝置；在合適的條件下采用冷凍機的冷凝熱利用裝置；生產設備的冷(熱)量回收；合理配置公用動力設備，如采用自由冷卻系統、冷熱電聯產等；選擇低阻高效的過濾設備，風機和水泵的壓頭選擇不宜過高；電動設備盡量采取變頻措施；空調末端設備的選擇須考慮能量效率、可控性、可靠性和成本與效果等因素。同時應采取必要的技術措施減少生產設備的排熱量，降低排風量。如盡可能采用水冷式設備，并加強無菌室內生產設備和管道的隔熱保溫措施，減少排熱量，降低能耗。

3、施工時要灌輸節能思想

(1)在實際施工過程中，安裝人員往往更多考慮施工的易操作性，缺乏節能觀點。只有重視了施工質量，才能保證設計時的節能降耗措施落到實處。

(2)加強系統的密閉性，減少系統的泄漏點。凈化空調系統的余壓大，從而就要求整個系統的高嚴密性，系統任何地方出現泄漏點都造成能量的喪失；控制風管系統漏風的重要環節是施工現場，應從風管、構件的制作，拼裝、安裝及檢驗上層層把關；同時加強維護結構的氣密性處理，控制門、傳遞窗等的泄漏量。

(3)加強隔熱、保溫。無菌室墻體、吊頂(或屋面)、門窗的構造和材質的選擇以及風管、水管、設備等，均要對它們加強隔熱保溫，對局部有特殊溫度要求的房間地面也要保證地面材料的隔熱性；在隔熱保溫施工中，保溫材料要保質保量，施工工藝和施工質量須符合規范要求。

4、運行管理時要強調節能降耗

(1)提高運行管理人員的素質。設計上的節能凈化空調系統能否真正節能，與運行管理的水平和規范化操作使用不無關系；應加強對運行管理人員的專業培訓，提高他們的專業素質，實行節能目標責任制。

(2) 系統維護工作要勤，解決問題要及時。通風系統中過濾器運行一段時間后兩側風壓就會增大，無疑會導致系統中阻力上升、能耗增加、設備損傷，故應對系統中過濾器定期進行清洗或更換。管道保溫材料受濕、受損都會降低保溫性能，造成的能量損失也在所難免，須及時維護或更換；注意冷水機組與周圍環境熱交換是否暢通，保證換熱翅片表面的清潔和不受腐蝕；維護人員要及時做到換熱系統中水質進行處理或對系統進行清洗，防止熱交換系統設備的結垢而導致傳熱效果的下降。

(3) 嚴格按自控系統的要求操作。節能措施與可靠的自控系統是分不開的，而自控系統對運行管理者又提出了更高的要求；凈化系統的使用者和運行管理者，應當制定一系列制度和措施來保證自控系統的有效運轉，把它作為凈化空調系統正確操作使用的重要內容，這樣才能實現節能降耗的目的。

5、凈化空調系統的其他節能措施

(1)非工作時間采用值班風機運行，關閉系統中的新風機、循環風機和排風機。

(2)過渡季節全空氣系統采用變新風比調節方式。

(3)盡量利用天然能源作空調系統的預冷和預熱，如：太陽能、地下水、土壤能等。

(4)利用蓄冰和蓄熱等優惠政策等。

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