高向荣

（兰州生物制品研究所有限责任公司，甘肃 兰州 730046）

随着我国医药行业的发展，出现了越来越多的洁净厂房，洁净厂房空调系统的节能已经成为各个生产商降低生产成本、增大竞争优势的重要手段。因此，其空调系统的节能也就成为研究的热点和关注的焦点问题。以我国目前的情况来看，对于净化空调所消耗的能源主要依靠矿物燃烧，作为一个火力发电大国，每年都有大量的煤炭燃烧供热供电。但是，矿物燃烧的过程中会产生大量有害气体以及温室效应气体加剧臭氧层的破坏，探究净化空调的节能设计刻不容缓。净厂房空调系统因其风量大新风负荷大阻力高等特点，能耗非常高，是一般空调系统的数倍。因此，净化空调的节能设计和运行有较强的必要性和潜力。通过合理的新风比例、合理的换气次数、能量回收系统的应用，同时，采用自控手段和加强管理，这些都能显著降低系统的能耗水平。

1 净化空调节能设计研究背景

现在全球各国都在讨论环境环保问题，我国同样不能掉以轻心。现阶段，在电子、制药、医疗、工业制造、动物实验以及精密仪器制造等行业都普遍应用了空调净化技术。净化空调的使用数量增多，也加剧了净化空调能耗的增多。和一般的空调系统相比，净化空调系统具有以下特点：净化空调系统的换气次数更多，普通的净化空调能够达到10次以上的换气次数，一些高级别的净化空调能够达到几十次以上的换气次数。高换气次数导致总的风量增大，能耗也随之增加。数量过多的换气次数导致了净化系统新风冷热负荷指数较高。一些级别较低的净化空调能耗能够达到400W/m2，还有一些高级别的净化空调能耗能够达到1100W/m2，甚至更多。

由于净化空调的数量越来越多，其能耗逐渐增大，因此，进行节能设计显得尤为重要。医药行业中，为了避免交叉污染给产品质量带来风险，净化空调的设计就成了医药厂房设计过程中的重头戏。结合目前的国情，净化空调设计更应该合理考虑节能设计，这样才能为企业带来更多的经济效益，才能为企业可持续发展提供有力的保障。

2 医药行业净化空调节能设计方案

在医药行业净化空调系统节能设计中，可以从以下几个方面考虑：

2.1 合理地利用回风，降低净化空调系统的能耗

在医药厂房，除了生产过程中使用有机溶媒、三类（含三类）危害程度以上病原体操作区、放射性物品生产区、散发粉尘及有害物质等生产区以外，净化空调系统在设计时应该考虑合理利用回风，这样就能有效地降低新风比例。在合理范围内，新风比例越低，回风比例越高，空调机组需要处理的热湿负荷就越低。这样在降低净化空调能耗的同时，又能保证洁净厂房合理的换气次数和合理的压差梯度。

2.2 合理的换气次数和气流形式是洁净室节能设计的关键因素

在医药厂房内，为了保证洁净室的洁净度，更好地稀释房间空气，换气次数是一个重要参数。《药品GMP指南》中提到：“虽然换气次数是制药厂暖通空调系统设计中的重要参数。但是，相对于生产房间的分级而言，换气率与自净能力之间有着更紧密的关系，换气率取决于房间尺寸和空气流量。任意设定换气次数将决定房间的送风量，并影响工程投资和生命周期成本”。这就意味着，设计者不能一味地追求加大换气次数来换取洁净室洁净度，合理的换气次数既能保证洁净室的净化环境，又能降低工程投资和运行成本。

影响洁净室环境的还有一个关键因素就是气流组织形式。洁净室气流组织形式主要分为三类：非单向流，单向流和混合流。气流形式最关键的控制因素就是送风口、回风口及排风口的相对位置。就医药行业洁净厂房而言，一般不推荐使用上送上回的送回风方式，因为这种送回风方式会造成送风被短路，既造成能源浪费又达不到洁净室的要求。一般考虑上送下回的送回风方式，排风一般在污染源就近设置，这种送风方式能在洁净室形成很好的置换气流，这样既能达到较快的自净时间，同时，还可以避免洁净室内部出现局部高微粒浓度的情况，是最经济最有效的方式。

2.3 净化空调系统排风设置能量回收

有些净化空调系统因为产品特点和工艺要求，不得使用回风，必须采用全进全排空调系统。空调机组因为是全新风系统，能耗非常大。同时，排风又带走了大量的冷量和热量，造成了严重的能源浪费。针对这样的系统，建议在设计时考虑对排风设置能量回收系统，这样就能用回收来的热量进行新风预处理。虽然在项目初始建设阶段会加大投资，但是，从长远来看，回收来的能量产生的经济效益远远大于初期增加的建设投资。对于企业来说，排风余热回收是医药企业降本增效长远发展的有效手段。

2.4 变频节能技术的运用

变频节能技术是当前暖通行业设计中得到最广泛应用的技术，同时，也是目前阶段最有效的节能技术之一。该技术在空调系统中的节能减排工作中，起到了重要的作用。由于现阶段很多净化空调的设计都有一些设计富余量，同时，考虑到不同的生产计划安排，这就导致了净化空调在运行过程中有正常、消毒、值班等多种运行状态。而不同的运行状态又有不同的运行工况，因此，变频调节技术在净化空调系统设计中就很有必要。在变频节能技术的应用下，净化空调就能根据不同的运行状态去匹配不同的运行工况以达到节能的目的和效果，有效地降低空调系统的运行成本。其次，通过变频技术的应用，能够很大程度上弥补和完善净化空调系统在设计过程中参数选型的不足，还能够改善暖通空调系统中的缺陷功能，完善设计冗余，针对暖通空调在处于非全负荷运行的过程中，解除全负荷的运行状态，实现降低能耗的效果。除此之外，灵活按照室内环境的具体需要，自动调整暖通空调系统的运行频率，降低不必要能耗的产生，显著提高节能减排的效果，更好地让净化空调系统满足实际的需求。

2.5 蓄冷技术的运用

由于不同的区域不同的环境对于电负荷峰谷的情况也会产生不同的差异。在用电高峰阶段，电负荷压力增大就会出现供电不足的情况，这就导致净化空调运行过程中由于电低谷而导致很难完全发挥。在用电低峰阶段，又由于电负荷压力小出现供电过剩的情况。但是，通过蓄冷技术的运用，在电力过剩时，将水冷冻并进行低温储存；在电力高峰时，合理释放低温储存的能量达到互补。这样一来，通过西峰平谷节约了净化空调运行成本，同时，又缓解了用电高峰的压力。

2.6 保温的运用

净化空调系统中，保温材料为净化空调系统正常使用和节能降耗起到了保驾护航的作用。保温技术的运用已经非常成熟，但是，在净化空调系统的保温设计中，要结合各种规范要求和各种保温材料的性能合理的综合考虑净化空调系统的保温设计，让其更好地服务于净化厂房。空调系统风管的保温一般选用橡塑海绵，它的主要特点是密闭式发泡结构，导热系数小，绝热效果好，可节省能源消耗。同时，产品富有柔软性，施工安装极为方便，经久耐用。目前，已广泛应用于建筑、轻纺、医药、化工、冶金、造船等行业。

3 结语

总的来说，在医药行业净化空调节能设计方案中，合理地运用节能技术就能实现净化空调的经济性、安全性、可靠性，达到节能最大化，效益最大化，达到环保要求。为此，我们必须综合考虑设计、运行等各方面因素对空调系统的节能水平进行提升，通过多种节能技术与措施的运用降低净化空调的能耗和成本，从而实现社会、经济、环境效益的共同提升。