藥廠潔凈空調系統的控制

楊光

摘要：潔凈空調系統對于藥廠來說具有非常重要的意義。只有對潔凈空調系統采用不同的檢測與控制手段，才能確保藥品生產的全過程保持應有的空氣溫度、汽流速度、相對的濕度及潔凈度等環境要求。本文以單元控制器為例，對藥廠潔凈空調系統的組成和工作原理進行了分析。

關鍵詞：藥廠潔凈空調系統;控制

近年來，隨著藥廠科技水平和空調系統技術的不斷提高，以及全面貫徹GMP的要求，制藥企業對于空調系統的潔凈度提出了越來越高的要求，隨之對于潔凈空調系統的控制難度也在不斷增大。所以，如何采用科學合理的措施，確保藥品生產過程中四度即，溫度、濕度、氣流速度和潔凈度等參數的要求得到合理有效的控制，同時，使制藥企業達到降低成本、節能，減輕藥廠工作人員勞動強度的要求，是眾多制藥企業管理者的追求目標。

1 潔凈空調系統

潔凈空調系統最主要的任務是使藥廠制藥環境保持相對的濕度、空氣溫度、空氣流動速度以及潔凈度，并達到規定范圍之內，能夠滿足藥廠生產工藝與生產條件的要求。通常潔凈系統的主要組成部分有：加熱段、風機、過濾器、加濕段、表冷段和風門等設備組成。其中過濾器作為空調系統的重要組成部分之一，一般分為初效、中效、亞高效和高效過濾器幾種類型。通過各大種過濾器能夠將空氣中的污染雜質清除掉，保證制藥環境的空氣品質，以此消除空氣污染對藥品質量的影響。由于藥廠對于生產環境的要求越來越高，通常釆用三級過濾器即：初效、中效和高效過濾器進行過濾。然而當過濾器使用時間過長時，濾料表層積聚的灰塵將不斷增加，此時，會增加大氣流的阻力，而當阻力達到一定程度時，過濾器便會失去應有的作用，造成阻塞現象。這不僅影響整個空調系統的正常運行，而且藥品制作中所有需的空氣流速和潔凈度等都得不到應有的保障，與此同時，一些能源也得不到合理有效的利用。因此，在藥廠潔凈系統的設計過程中，應設置自動檢測過濾器氣流阻力的實時變化并裝有報警提示。目前，藥廠潔浄空調系統大多采用壓差法來測量三級過濾器前后的壓差Pd，而報警提示將按照壓差信號的顯示和原先設定好的壓差限值來及時報警，這樣就可在過濾器失效時，提醒工作人員及時清理或者更換。對于藥廠制藥過程中的溫濕度來說，有非常高的要求，潔凈區的溫度一般應控制在18～26℃，相對濕度應控制在45%～65%RH。溫度控制是通過調節表冷段冷凍水的流量或加熱段蒸汽的流量來實現。濕度控制則可通過調節冷凍水的除濕或蒸汽水的加濕來實現。對于潔凈空調系統的回風和新風比應通過計算最終確定，但空調系統處于正常運行狀態下，很少因季節的變換而發生變動。而對于不同潔凈室之間的靜壓差應控制在大于或等于5Pa，潔凈區與非潔凈區之間的靜壓差應控制在大于或等于10Pa。對于某些容易產生粉塵、易燃易爆氣體以及有毒氣體等的潔凈室應與相鄰潔凈室之間保持一定的負壓。而這些負壓的準確度可通過Deyer2000微差壓計進行測量。

2 潔凈空調控制系統方案的確定

目前，絕大多數藥廠釆用的集中式潔凈空調系統自動控制已從以往的采用常規儀表控制以及功能模件化控制，發展為現如今的微機自動控制。一般情況下，藥廠可根據不同工藝要求，設置若干個不同的潔凈空調器，同時，根據安全節能的不同要求，設置多個控制點，從而形成完整的控制系統網絡。這種控制系統一般具備工業控制系統所需的集散性能，具體來說，均由一個中央機和若干個子系統組成。而對于中小型規模的藥廠來說，潔凈空調控制系統的自控系統通常只包括子系統。

2.1 單元控制器

單元控制器簡稱UC，是一種比較先進且能單獨使用而且也能聯網使用的樓宇控制器，由于它具有插板式的設計以及對于各控制點編程的靈活性等特點，為藥廠的低溫水系統、空調系統、蒸汽換熱器等提供了直接數字控制器，而且成本比較低。

2.2 單元控制器的硬件組成

US的組成結構主要有：一個接口板籠、一個安裝在機箱門上的鍵盤顯示器、一個帶有終端后板的機殼。接口板籠主要用途是安裝微處理器的控制板、電源板、輸出與輸入Ib板。每個US可插入最多2塊Ib板，并且每塊Ib板上設有12個檢測點。也就是說每個臺單元控制器同時最多能為8路通用模擬量進行輸入、6路通用模擬量的輸出，6路開關量的輸入，4路開關量的輸出。將鍵盤顯示器安裝于機箱門上，同時設置密碼保護。用戶可通過鍵盤顯示器實施具體操作。

3 潔凈中央空調監控實例

目前，有許多制藥廠對于潔凈廠房中的溫溫度控制仍處于手動操作狀態甚至于有些藥廠的安全檢測手段還未健全，雖然表面看起來，也設置了不同的控制系統，但因多方面的因素，導致用戶一時難以接受，這不僅影響產品的質量，而且也造成了能源的浪費。

以某制藥廠的潔凈廠房設計為例，釆用一臺單元控制器來控制一套空調機組，同時配備了相應的溫濕度傳感器、調節閥、壓差開關及其他相關附件。利用這些設備實現了對整個空調系統參數的實時檢測及控制。

3.1 冬季恒溫控制

冬季藥廠潔凈室的溫度通常設定為21℃左右，釆用室內溫度傳感器進行測量，并將其作為控制器的一路檢測信號，對熱水閥門的開度加以控制，使室內溫度得到有效的調節。冬季藥廠潔凈室內的相對濕度為（55±10）%RH。由于冬季室內空氣相對干燥，所以，回風管道內的相對濕度測量首先采用的是風管濕度傳感器進行測量，然后再通過控制器中的單元控制器對蒸汽加濕閥門的開度加以控制，以此來調節潔凈區域內的相對濕度。

3.2 過度季節

過度季節，一般控制器只顯示測量的具體溫濕度等參數，從節約的角度出發，一般情況下，只開風機，對于溫濕度的精準度不加以控制，只要求能滿足生產所需的溫濕度范圍即可。

3.3夏季恒溫控制

到了夏季，藥廠潔凈室的溫度應保持在23℃左右，回風管的溫度測量首先釆用風管溫度傳感器，然后通過控制器中單獨控制器來控制冷凍水閥門的開度。從而調節潔凈室內溫度。

夏季對于濕度，一般控制在（55±10）%RH。控制系統在調節閥門的選擇上，大多選用的是釆曖、通風及空調裝置都適用的調節閥。驅動器與閥體采用的是分離結構，電液壓驅動器無需經常維修，可以確保系統的穩定運行。

3.4 過濾器壓差檢測及報警

空調機組的初效、中效過濾器需清理時，以壓差開關作為信號，也是風管中高效過濾器需要抽檢的報警信號。壓差開關是一種可與單元控制器配套使用的且能隨時調整壓差量的傳感器，這樣當過濾器運行時出現阻塞現象后，利用其自控系統能夠得到妥善的解決。

3.5 風量調節

對于空調工程而言，空調輸送系統所占能耗比例相當大，因此，在自控系統設計時，應考慮輸送的節能。風機作為輸送空氣的動力裝置，直接影響著輸送節能的效果。由于于實際應用中，通常會發生過濾器等阻塞現象，也比產生比較大的阻力，因此，對風機應實施調節控制。

空調系統中，所選用的風機功率一般都大于實際所需風量，這樣，當過濾器發生阻塞現象時，整個系統的風量還能滿足生產工藝的需求。經過實踐證明，空調系統運行的初期，應將風機運行設定為低功率，隨著阻力的增加，風機的功率逐漸增大，這樣，不僅能滿足生產工藝的風量需求，還能達到節能的最終目的。

小結

總之，潔凈空調系統作為現代制藥企業的必備設備，隨著制藥企業四度要求的逐步提高，對于系統的穩定性、可靠性要求也在不斷提升，而相對于運行來說，則要求達到相對的低廉。因此，藥廠潔凈空調系統只有嚴格控制其檢測參數，確保系統運行中，潔凈區域有效控制好四度等參數，才能確保藥廠獲取更多的經濟效益。

參考文獻

[1]貢欣，宣永梅，程瑞.某生物制藥廠潔凈空調系統調試分析[J].制冷與空調（四川），2017（4）.

[2]王彥.某制藥廠房的空調系統模擬及能耗分析[D].