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洁净冷库空调系统形式分析及建议

2019-11-16熊燕飞

科教导刊·电子版 2019年27期
关键词:空调系统建议分析

熊燕飞

摘 要 结合目前国内生物制药行业洁净疫苗生产工艺特点,本文介绍了目前生物医药行业洁净冷库的2种空调系统形式,通过案例对比分析后提出了一些建议。

关键词 洁净冷库 空调系统 分析 建议

中图分类号:TU831文献标识码:A

0引言

疫苗的生产工艺要求,有洁净度和低温双重要求,洁净冷库是随疫苗生产工艺需求开发出的新生代产品,是保证疫苗产品符合国家《药品生产质量管理规范》(GMP)的基础设施。

1洁净冷库的洁净度及温湿度要求

洁净冷库的温湿度根据工艺要求来确定。通常为2-8℃,无相对湿度要求。

洁净冷库洁净度等级根据工艺要求来定,通常为C级,其悬浮尘埃粒子数也有相应要求。

2洁净冷库的空调系统形式

目前洁净冷库的空调系统主要有2种类形式:

(1)组合式空调机组形式:空气经中、高效两级过滤后送至冷库,空气的热湿负荷处理及系统初中效过滤设施均由组合空调箱负担,高效过滤由洁净冷库顶部安装的高效过滤器完成,送入洁净冷库的空气自房间内的回风口经回风管回至组合式空调箱,完成循环。气流组织为顶送侧下回(排)方式,高效送风口采用干式密封,滤芯采用聚四氟乙烯。

(2)(风机过滤单元)FFU+冷风机形式:通过在洁净冷库库内吊顶上安装防潮(风机过滤单元)FFU,来实现冷库的洁净度:空气经FFU内的高效过滤器过滤后送至洁净冷库,出口风面以0.45m/s?0%;洁净冷库内气流组织为顶送侧下回。回风经过侧墙的技术夹道回到上夹层。

通过上夹层安装的冷风机,来满足冷库低温需求:洁净冷库内需采用304不锈钢外壳的冷风机,冷风机置于上部技术夹层,靠近回风夹道,对回风进行制冷后再吹送到冷库上部夹层。制冷压缩机组,按现场实际情况可置于屋面或就近通风良好的地方,但位置不宜远离冷风机,如置于屋面需要加装雨棚。

3案例分析

某新建流感疫苗生产车间,内设置洁净冷库一座,需为其设计空调系统。该车间为框架式建筑结构,总建筑高度22.80m,总建筑面积9847㎡ ,结构层高6.2m;冷库位于该车间一楼,面积要求45㎡ ,室内净高要求2.8m,潔净级别为C级,工艺要求7h内将10万枚鸡胚从28℃冷却至中心温度2-8℃,相对湿度无要求,同时需保证该冷库24小时不间断运行,故制冷及风机均需设置备用。

制冷量核算:根据工艺要求,并结合冷库设计规范,考虑冷库本身热负荷及风机的散热,核算该冷库制冷量需求约19.8KW。

循环风量核算:根据洁净度要求,换气次数应该保证在25次/小时以上,房间送风量应不低于3150m3/h。

针对该项目,提出了两套制冷空调方案。

方案一:组合式空调机组低温送风形式,将制冷系统蒸发器设置在组合式空调机组内,完成降温。根据核算冷量需求为19.8KW,循环风量除满足换气次数要求外,需考虑与冷量匹配。最终设备选型循环风量为:12800m3/h,制冷量为:21.8KW。

考虑其24小时不间断运行需求,拟采用2台组合式空调机组,一用一备。通风风管接至房间高效送风口及回风口。为保证控温精准,室外制冷压缩机使用数码涡旋式,膨胀阀选用电子膨胀阀。

初投资:直膨式组合空调机组、制冷压缩机组、高效送风、风管及阀门、控制系统投资费用约32万元。

运行成本:制冷系统电功率12kw;空调系统风机功率11kw;另配置电加热除霜设施18kw(使用频率较低),系统正常运行电功率约23kw。

施工及维护难度:因本工程无空调机房,故空调机组放置于夹层上方,制冷压缩机组放置于一层室外。设备尺寸较大,单台组合式空调机组外形尺寸4600*1700*1700,需吊顶内安装,施工及后期维护难度较大。

方案二:FFU+冷风机形式。

循环风量:送风量应不低于3150m3/h,按照单台标准FFU风量为1000m3/h计算,房间需布置至少4台FFU,冷库需保证24小时不间断运行,考虑到FFU的故障率,拟使用标准风量为1000m3/hFFU6台。设置群控,平时4台FFU运行,若其中1台FFU风机不能正常运行,备用FFU启动运行。

冷量保证:冷库制冷量不低于19.8KW,房间需至少布置3台制冷量为6.6KW冷风机,考虑到冷风机的故障率,拟使用4台制冷量为6.6KW冷风机,3用1备。一台冷风机对应一台冷库制冷机组,冷风机组使用群控策略,根据室内负荷情况,判断冷风机的启动数量。冷库上方设有2m左右的空间高度安装冷风机。

初投资:增加的库板、FFU机组及其控制系统、冷风机及制冷压缩机组、制冷系统控制总费用约20万元。

运行成本:制冷系统12kw,FFU总功率1.1kw,系统正常运行电功率约13.1kw。

施工及维护难度:本方案设备相对分散,整机设备尺寸较小,但数量较多,对建筑空间要求较高,但施工难度较小,后期维护较为便捷。

4对比分析

方案一;一次投资较大,运行成本较高,控制简单、备用性单一,为避免压缩机频繁启停,压缩机需使用数码涡,投资较大,且空调机组所占体积较大,同时需要接风管,机组吊装在技术夹层,安装及后期维护难度大。

方案二:一次投资低,运行成本较低;控制调试简单,系统备用性强,空调系统所占体积小,不需要安装风管,安装难度低。(注:该方案对空间要求较高,若夹层空间狭小,冷风机安装空间不足,将对FFU造成气流干扰,影响洁净冷库的洁净度和温度。)

5建议

综合以上特点,洁净冷库空调系统建议使用FFU+冷风机形式,其备用性强,安装方便,投资低。

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