淺析疫苗生產GMP廠房空調系統節能環保技術策略

楊磊 朱毅 郭佩超 吳志超 李亞冬 李楊

（中國醫學科學院醫學生物學研究所，云南昆明 650118）

在我國的生物制藥行業中，生物廠房的運行環境條件要求較高。空調制冷系統主要為生物廠房提供一定的冷量，保證生物廠房內部生產車間的溫度、濕度符合GMP生產標準的要求，但是目前空調制冷系統存在水、電能耗高，制冷劑對環境污染嚴重等問題，節能環保成為當下生物制藥企業比較關注的實際問題。而空調制冷系統中的節能環保技術在生物廠房的有效運用，一方面可以為企業有效地節約水、電能源的使用費用，為企業創造更多的經濟價值；另外一方面，節能環保技術的使用也很好地促進企業實現環保價值，減少有害氣體對大氣環境的污染[1]。

1.節能環保技術在空調制冷系統中的重要性概述

在生物制藥企業節能環保的研究中，空調制冷系統的節能環保技術充分發揮了價值，通過對生物廠房空調制冷系統節能環保技術的應用分析制訂出合理的方案和措施，以此保證生物廠房空調制冷系統能夠真正實現節能環保[2]。下面將對節能環保技術在空調制冷系統中的重要性進行詳細闡述。

1.1 節約能源

在生物廠房的空調制冷系統的運行中，使用能源最多的就是水和電。在空調制冷系統中制冷設備運行需要循環水，而循環水在運行的過程中會消耗水，需要從補水箱補充水到管路中，每天消耗的用水量大。而在空調制冷系統中的制冷設備都需要電能，特別是冷水機組在制冷加載過程中使用的電能占據整個系統使用電量的70%，電能的消耗是非常的大的。生物廠房空調制冷系統節能環保技術的應用可以有效地解決水、電能源耗用量大的問題，減少資源浪費，提高企業經濟發展。

1.2 減少環境污染

就空調制冷系統而言，空調設備的制冷階段需要用到制冷劑。傳統制冷劑使用最多的就是氟利昂，空調設備運行中會產生大量的氟利昂氣體和二氧化碳氣體。氟利昂氣體流入空氣中，就會破壞臭氧層，形成臭氧層空洞的現象，而二氧化碳氣體則會加劇全球的溫室效應，造成溫度上升等現象的發生。生物廠房空調制冷系統節能環保技術的應用可以有效地解決氟利昂和二氧化碳氣體排放的問題，對減輕環境污染能夠起到重要的作用，更加符合現在的碳排放要求。

1.3 保證生產環境的質量

在生物廠房中，生物制品生產的各個過程對環境的溫度和濕度要求都是很嚴格的，空調制冷系統能有效地為生產環境提供恒溫恒壓的生產條件，然而也會出現環境溫濕度的偏差現象，給產品的生產環境造成一定的影響。在生物廠房空調制冷系統節能環保技術的應用可以有效地解決環境溫濕度的偏差問題，保證生產環境的質量。

2.節能環保技術在空調系統中的應用

2.1 空調系統運行中的影響節能環保因素分析

生物廠房空調制冷系統中的節能環保技術的應用應對影響其節能環保的因素進行分析，其次還應該結合生物廠房相關的生產工藝要求、設備運行狀況等控制要素進行聯合分析。選擇節能技術時根據實際情況分析在空調制冷環節消耗能源比較大的地方，比如在生物廠房生產間隙階段循環冷卻水泵運行流量的調節，冷水機組壓縮機雙機頭的啟停運行、空調送風方式的選擇等，對制冷環節相關的設施設備能耗進行運算與統計，了解相關的水、電能耗消耗模式，并采取相關的節能措施進行改善[3]。比如在循環冷卻水管道上安裝電動流量調節閥；在生物廠房生產間隙階段根據溫控要求將循環冷卻水泵運行流量調小；還有雙機頭運行的冷水機組，在負荷要求低的時候可以啟動單機頭運行、優化空調的送風模式等，對空調制冷系統的水、電能源消耗量進行減少。

另外，在選擇環保技術的影響因素分析時，應考慮使用環保型制冷劑或者更具有創新環保的新材料，避免空調制冷系統運行環節設施設備對環境造成不好的影響。

2.2 新技術的應用分析

生物廠房空調制冷系統中應用新技術具有非常必要的現實價值，新技術的應用能夠促進空調制冷系統運行走向智能化，智能化又能夠促進了節能環保技術的發展。現行有很多新技術如變頻技術、循環流量自動調節技術、磁懸浮壓縮機技術等的應用，不但節約了水、電的能源，還節約了更多的人力和物力投入[4]。下面就以功率均為3000kW的定頻冷水機組和變頻冷水機組為例，通過分析機組在負載相同時，定頻機組和變頻機組COP的變化趨勢。如圖1所示。

圖1 定頻和變頻機組COP、負載性能曲線圖

通過圖1定頻和變頻機組COP、負載性能曲線圖，可以看出在負載一定時，變頻機組的能效值高于定頻機組的，即變頻機組的節能效率高于定頻機組；當負載持續增加時，變頻機組COP值趨于穩定，波動較小，即變頻機組的能效比穩定，節能效果好。

在生物廠房空調制冷系統中加強新技術的投入和應用，能夠更好地保證生產環境溫度和濕度的質量，并且從經濟角度能夠為企業創造更大的經濟效益。在投入新技術使用的過程中也要注意對新技術的創新優化，新舊技術的替代結合優化，空調制冷設備之間的配合使用優化，讓新技術在空調制冷系統中發揮出更大的價值和作用，這樣也是保證新技術在節能環保中的重要步驟。

2.3 制冷設備的良好運行狀態

空調制冷系統在節能環保方面的應用需要保證制冷設備能夠具有良好的運行狀態，否則各項節能環保技術就不能正常應用。在空調的制冷環節，統稱空調系統“心臟”的設備是冷水機組，冷水機組能夠正常運行的條件需要冷凍水泵、冷卻塔循環水泵、冷卻塔等設備的正常運行。而各個設備的正常運行也需要保證附屬設備及水、電的正常保障與供給，以及設備正常的運行維護。否則設備運行不正常就不能談節能環保技術的應用，也許還會造成不必要的損失。

3.疫苗生產車間空調系統節能環保技術應用策略

3.1 空調系統供水節能分析

在生物廠房的日常生產過程中，生產用水使用后要經過再生水處理工藝后才能進行排放。再生水的生產處理過程要經過高溫滅菌、粗過濾、精過濾、超濾、反滲透等制水產水工序后存放在儲水罐內，處理后的水檢測合格才能排放。再生水無菌無雜質，是符合工業冷水標準要求的。這些再生水排放顯然是很浪費，我們可以將再生水替代為工業冷水在空調制冷系統中使用。通過對再生水與普通工業冷水在空調制冷系統中使用對比發現，再生水不容易使制冷設備內管路及循環水管路結垢，這個節能措施讓水資源得以重復循環使用。

3.2 空調系統供電節能分析

新能源技術中的太陽能發電技術的應用可以減少傳統能源電能的消耗，是空調制冷系統中最常使用的節能環保技術，通過太陽能蓄電轉化為電能存儲，從而為制冷設備壓縮機的運轉提供電力供應。在生物廠房中，一般廠房面積大，層高在10m以下，在生物廠房的房頂鋪裝太陽能發電板能夠很好地采集陽光蓄能，特別是目前企業面對供電壓力大、有限電政策，以及面對空調制冷系統消耗電能大等現狀，選擇太陽能發電這種新技術為生物廠房空調制冷系統供電是一種非常不錯的選擇，這項技術的應用是空調制冷系統在節能和環保雙重條件下都能滿足的新技術。

3.3 環保型制冷劑的應用

環保型制冷劑的應用有助于減少空調制冷設備運行過程中所產生的有害氣體，在空調制冷系統中有著環保的重要意義。在早期，生物廠房空調制冷設備主要以氟利昂為主要的制冷劑使用，但是隨著新型制冷劑和制冷設備的出現，現在新建設的和修繕后的生物廠房，都在使用環保型制冷劑或是取代傳統制冷劑。現在空調制冷系統中，使用較多的環保型制冷劑有R134a制冷劑。R134a制冷劑不但有節能環保的特點，還能代替傳統制冷劑R12的使用，R134a制冷劑有著清潔無毒、高效節能、綠色環保、制冷效果好的特點，是目前比較滿意的環保型制冷劑[5]。

3.4 空調系統設備的維護與保養

定期檢查空調制冷設備的運行狀態是保證實施節能環保能夠順利開展的前提。定期做好設備的維護保養，能夠使制冷設備運轉更加順暢，不容易出現故障，從中也可以減少維修成本[6]。定期檢查制冷設備的各種運行參數，能夠更好地調節制冷設備的運行情況，設備運行狀態好能夠減少水、電相關能源的損耗。在制冷設備運行中檢查各循環管路有無跑冒滴漏的現象，這也是節能環保必備的措施。下面就以開利品牌30XW1601定頻冷水機組和30XW-V460變頻冷水機組為例，在相同負荷加載運行的情況下，分別對冷水機組冷凝器進行清洗維護保養前后電流值進行監測比較。如表1所示。

表1 冷水機組冷凝器清洗維護保養前后電流值對比

4.結語

空調制冷系統在生物廠房運行中占據了非常重要的地位，在生物廠房的空調制冷系統運行中注重節能環保技術的應用，有利于節約水、電能源和保護環境，還能夠更好地為企業實現經濟價值。生物廠房空調制冷系統應用節能環保技術，首先應該掌握生物廠房恒溫恒濕的要求，充分了解空調制冷系統的影響因素，分析節能環保新技術的類別，且做相應的分析和應用，探討技術與設備的適用性能否相匹配。通過節能環保技術的應用，如太陽能供電、再生水循環利用、環保型制冷劑的使用、變頻節能技術的使用、定期檢查制冷設備等，就能夠更好地了解節能環保技術的實際應用，更好地分析節能環保技術的技術改進與持續發展方向。生物廠房的空調制冷系統節能環保技術的應用可以幫助企業更好地節約水、電等能源，普及新技術新材料的應用，為生物制藥企業創造更大的價值，也有利于節能環保新技術的推廣應用。