药厂洁净空调系统的控制

杨光

摘要：洁净空调系统对于药厂来说具有非常重要的意义。只有对洁净空调系统采用不同的检测与控制手段，才能确保药品生产的全过程保持应有的空气温度、汽流速度、相對的湿度及洁净度等环境要求。本文以单元控制器为例，对药厂洁净空调系统的组成和工作原理进行了分析。

关键词：药厂洁净空调系统;控制

近年来，随着药厂科技水平和空调系统技术的不断提高，以及全面贯彻GMP的要求，制药企业对于空调系统的洁净度提出了越来越高的要求，随之对于洁净空调系统的控制难度也在不断增大。所以，如何采用科学合理的措施，确保药品生产过程中四度即，温度、湿度、气流速度和洁净度等参数的要求得到合理有效的控制，同时，使制药企业达到降低成本、节能，减轻药厂工作人员劳动强度的要求，是众多制药企业管理者的追求目标。

1 洁净空调系统

洁净空调系统最主要的任务是使药厂制药环境保持相对的湿度、空气温度、空气流动速度以及洁净度，并达到规定范围之内，能够满足药厂生产工艺与生产条件的要求。通常洁净系统的主要组成部分有：加热段、风机、过滤器、加湿段、表冷段和风门等设备组成。其中过滤器作为空调系统的重要组成部分之一，一般分为初效、中效、亚高效和高效过滤器几种类型。通过各大种过滤器能够将空气中的污染杂质清除掉，保证制药环境的空气品质，以此消除空气污染对药品质量的影响。由于药厂对于生产环境的要求越来越高，通常釆用三级过滤器即：初效、中效和高效过滤器进行过滤。然而当过滤器使用时间过长时，滤料表层积聚的灰尘将不断增加，此时，会增加大气流的阻力，而当阻力达到一定程度时，过滤器便会失去应有的作用，造成阻塞现象。这不仅影响整个空调系统的正常运行，而且药品制作中所有需的空气流速和洁净度等都得不到应有的保障，与此同时，一些能源也得不到合理有效的利用。因此，在药厂洁净系统的设计过程中，应设置自动检测过滤器气流阻力的实时变化并装有报警提示。目前，药厂洁浄空调系统大多采用压差法来测量三级过滤器前后的压差Pd，而报警提示将按照压差信号的显示和原先设定好的压差限值来及时报警，这样就可在过滤器失效时，提醒工作人员及时清理或者更换。对于药厂制药过程中的温湿度来说，有非常高的要求，洁净区的温度一般应控制在18～26℃，相对湿度应控制在45%～65%RH。温度控制是通过调节表冷段冷冻水的流量或加热段蒸汽的流量来实现。湿度控制则可通过调节冷冻水的除湿或蒸汽水的加湿来实现。对于洁净空调系统的回风和新风比应通过计算最终确定，但空调系统处于正常运行状态下，很少因季节的变换而发生变动。而对于不同洁净室之间的静压差应控制在大于或等于5Pa，洁净区与非洁净区之间的静压差应控制在大于或等于10Pa。对于某些容易产生粉尘、易燃易爆气体以及有毒气体等的洁净室应与相邻洁净室之间保持一定的负压。而这些负压的准确度可通过Deyer2000微差压计进行测量。

2 洁净空调控制系统方案的确定

目前，绝大多数药厂釆用的集中式洁净空调系统自动控制已从以往的采用常规仪表控制以及功能模件化控制，发展为现如今的微机自动控制。一般情况下，药厂可根据不同工艺要求，设置若干个不同的洁净空调器，同时，根据安全节能的不同要求，设置多个控制点，从而形成完整的控制系统网络。这种控制系统一般具备工业控制系统所需的集散性能，具体来说，均由一个中央机和若干个子系统组成。而对于中小型规模的药厂来说，洁净空调控制系统的自控系统通常只包括子系统。

2.1 单元控制器

单元控制器简称UC，是一种比较先进且能单独使用而且也能联网使用的楼宇控制器，由于它具有插板式的设计以及对于各控制点编程的灵活性等特点，为药厂的低温水系统、空调系统、蒸汽换热器等提供了直接数字控制器，而且成本比较低。

2.2 单元控制器的硬件组成

US的组成结构主要有：一个接口板笼、一个安装在机箱门上的键盘显示器、一个带有终端后板的机壳。接口板笼主要用途是安装微处理器的控制板、电源板、输出与输入Ib板。每个US可插入最多2块Ib板，并且每块Ib板上设有12个检测点。也就是说每个台单元控制器同时最多能为8路通用模拟量进行输入、6路通用模拟量的输出，6路开关量的输入，4路开关量的输出。将键盘显示器安装于机箱门上，同时设置密码保护。用户可通过键盘显示器实施具体操作。

3 洁净中央空调监控实例

目前，有许多制药厂对于洁净厂房中的温温度控制仍处于手动操作状态甚至于有些药厂的安全检测手段还未健全，虽然表面看起来，也设置了不同的控制系统，但因多方面的因素，导致用户一时难以接受，这不仅影响产品的质量，而且也造成了能源的浪费。

以某制药厂的洁净厂房设计为例，釆用一台单元控制器来控制一套空调机组，同时配备了相应的温湿度传感器、调节阀、压差开关及其他相关附件。利用这些设备实现了对整个空调系统参数的实时检测及控制。

3.1 冬季恒温控制

冬季药厂洁净室的温度通常设定为21℃左右，釆用室内温度传感器进行测量，并将其作为控制器的一路检测信号，对热水阀门的开度加以控制，使室内温度得到有效的调节。冬季药厂洁净室内的相对湿度为（55±10）%RH。由于冬季室内空气相对干燥，所以，回风管道内的相对湿度测量首先采用的是风管湿度传感器进行测量，然后再通过控制器中的单元控制器对蒸汽加湿阀门的开度加以控制，以此来调节洁净区域内的相对湿度。

3.2 过度季节

过度季节，一般控制器只显示测量的具体温湿度等参数，从节约的角度出发，一般情况下，只开风机，对于温湿度的精准度不加以控制，只要求能满足生产所需的温湿度范围即可。

3.3夏季恒温控制

到了夏季，药厂洁净室的温度应保持在23℃左右，回风管的温度测量首先釆用风管温度传感器，然后通过控制器中单独控制器来控制冷冻水阀门的开度。从而调节洁净室内温度。

夏季对于湿度，一般控制在（55±10）%RH。控制系统在调节阀门的选择上，大多选用的是釆暧、通风及空调装置都适用的调节阀。驱动器与阀体采用的是分离结构，电液压驱动器无需经常维修，可以确保系统的稳定运行。

3.4 过滤器压差检测及报警

空调机组的初效、中效过滤器需清理时，以压差开关作为信号，也是风管中高效过滤器需要抽检的报警信号。压差开关是一种可与单元控制器配套使用的且能随时调整压差量的传感器，这样当过滤器运行时出现阻塞现象后，利用其自控系统能够得到妥善的解决。

3.5 风量调节

对于空调工程而言，空调输送系统所占能耗比例相当大，因此，在自控系统设计时，应考虑输送的节能。风机作为输送空气的动力装置，直接影响着输送节能的效果。由于于实际应用中，通常会发生过滤器等阻塞现象，也比产生比较大的阻力，因此，对风机应实施调节控制。

空调系统中，所选用的风机功率一般都大于实际所需风量，这样，当过滤器发生阻塞现象时，整个系统的风量还能满足生产工艺的需求。经过实践证明，空调系统运行的初期，应将风机运行设定为低功率，随着阻力的增加，风机的功率逐渐增大，这样，不仅能满足生产工艺的风量需求，还能达到节能的最终目的。

小结

总之，洁净空调系统作为现代制药企业的必备设备，随着制药企业四度要求的逐步提高，对于系统的稳定性、可靠性要求也在不断提升，而相对于运行来说，则要求达到相对的低廉。因此，药厂洁净空调系统只有严格控制其检测参数，确保系统运行中，洁净区域有效控制好四度等参数，才能确保药厂获取更多的经济效益。

参考文献

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[2]王彦.某制药厂房的空调系统模拟及能耗分析[D].