藥廠(chǎng)凈化空調系統--加熱和冷卻設備，加濕和除濕設備

藥廠(chǎng)凈化空調系統--加熱和冷卻設備，加濕和除濕設備

　　一、加熱和冷卻設備1、加熱和冷卻盤(pán)管的類(lèi)型冷卻盤(pán)管屬于熱傳導裝置，由一根帶有傳熱翅片的盤(pán)管組成，這些翅片可減少水蒸氣所含的顯熱量以及可能存在的潛熱量，其冷卻介質(zhì)可以是冷卻液氣態(tài)制冷劑。制藥行業(yè)的應用場(chǎng)合一般需通過(guò)冷卻維持環(huán)境條件。用于冷卻的盤(pán)管主要有表面冷卻器(簡(jiǎn)稱(chēng)“表冷器”)和直接蒸發(fā)器。用于空氣加熱的根據其介質(zhì)有蒸汽盤(pán)管、熱水、乙二醇或者高溫氣態(tài)盤(pán)管，屬于熱傳導裝置，是由一根帶有傳熱翅片的盤(pán)管組成，可提高所經(jīng)過(guò)的空氣流的顯熱量?？諝怆娂訜嵩部煞Q(chēng)為“加熱盤(pán)管”。放置在除濕機的下游位置，用于除去送風(fēng)中的過(guò)量顯熱的盤(pán)管為再冷卻盤(pán)管。2、盤(pán)管的性能要求冷卻盤(pán)管一般設置在風(fēng)機的上游或下游部位(抽送式及吹送式)。盤(pán)管中的水應能夠*排出，通氣孔和接頭應伸出空氣處理機組或管道外面。盤(pán)管中的水流速度應保持在0.6～1.8m/s，以提供湍流，同時(shí)盡可能降低侵蝕。若無(wú)湍流，則可能使熱傳遞性能下降。接觸鹽或處于腐蝕性條件下的盤(pán)管應采用銅制散熱片，而不能用鋁制的。用于冷凝用途的冷卻盤(pán)管可采用鍍層來(lái)降低腐蝕和減少生物滋生。盤(pán)管性能應符合GB/T《空氣冷卻器和空氣加熱器》的規定。二、加濕和除濕設備1、加濕器（1）加濕器的類(lèi)型根據加濕方式，加濕器可分為如下幾種：①直接噴干蒸汽式；②加熱蒸發(fā)式：電極式、電熱式、PTC蒸汽發(fā)生器；③噴霧蒸發(fā)式：噴淋式，噴霧式、超聲波式、濕膜蒸發(fā)式；④紅外式。電極式加濕、電熱式加濕的加濕空氣機理與技術(shù)效果與直接噴干蒸汽大體相同，對空氣處理的過(guò)程是一個(gè)近似等溫加濕的過(guò)程；而噴淋式、噴霧式加濕器、濕膜蒸發(fā)式加濕器等加濕方式為等焓加濕過(guò)程。低壓蒸汽比水更適合GMP區域HVAC系統的加濕，因為它不含細菌，且容易獲得。而噴霧加濕器、濕膜蒸發(fā)式加濕器的加濕過(guò)程，空氣均與水有直接接觸，有滋生細菌的可能，且容易造成水質(zhì)的污染，因而在制藥行業(yè)較少應用。（2）加濕器的性能要求加濕器應設有蒸汽噴射分散/噴淋管和提供無(wú)液滴蒸汽吸收避免下游出現冷凝水滴的附屬裝置。當需要清潔蒸汽用于加濕時(shí)，應采用不銹鋼制成帶有氣動(dòng)或電動(dòng)調節閥的蒸汽分離、干燥室和帶外套的噴管組件。應采用蒸汽調節控制閥進(jìn)行精確控制。應在控制閥上游安裝一個(gè)三通(Y形)過(guò)濾器，對其加以保護，防止污物進(jìn)入。加濕器若安裝在空氣處理機組中，應處于冷卻盤(pán)管段的下游，以確保蒸汽在空氣流中有效分布和吸收。加濕器的冷凝水泄水盤(pán)應采用不銹鋼材質(zhì)制成，深度至少應達到5cm，應用管子連接到機組殼體外部。加濕器若處于風(fēng)道內部，風(fēng)道應采用不銹鋼材質(zhì)，全部焊接，加濕器上游0.6m、下游1.5m確保防腐。加濕器管段應向下游傾斜，連接到不銹鋼管段的一個(gè)排水口，且必須設置一個(gè)足夠高的存水管，以防止空氣從存水管中漏出。蒸汽供給管路應從蒸汽總管的頂部引出，而不能從其底部引出，以確保向分配支管供應干燥蒸汽。應在距離加濕器較近的位置(但應在蒸汽吸收位置后面)設置一個(gè)上限濕度傳感器，以便在氣流相對濕度超過(guò)85%時(shí)關(guān)閉加濕器控制閥，防止濕氣在下游表面或空氣過(guò)濾器上凝聚。2、除濕（1）除濕機的類(lèi)型空氣除濕的原理和方法有升溫降濕、冷卻減濕、吸收或吸附除濕三類(lèi)，空氣經(jīng)過(guò)加熱，溫度上升，相對濕度降低的過(guò)程即為升溫降濕過(guò)程。而空氣經(jīng)過(guò)常規冷凍水表冷器，溫度下降，含濕量下降，這種降溫去濕處理就是典型的冷卻減濕處理過(guò)程。干操劑系統對空氣的處理過(guò)程即為吸收或吸附除濕過(guò)程，干燥劑系統廣泛應用于制藥行業(yè)進(jìn)行除濕。如果常規冷凍水或乙二醇系統不可用或不足以降低相對濕度，則可利用下列幾種系統降低相對濕度。①環(huán)繞式盤(pán)管系統：除濕性能相當于標準冷凍水/乙二醇，但能源成本較低。環(huán)繞式盤(pán)管系統是一個(gè)簡(jiǎn)單的管道回路，上游為預冷卻盤(pán)管，下游為再熱盤(pán)管，將主冷卻盤(pán)管夾在中間。泵入的循環(huán)流體將高溫混合空氣的熱量傳遞到再熱盤(pán)管，再熱盤(pán)管將來(lái)自主冷卻盤(pán)管的冷空氣加熱。環(huán)繞式系統可降低主冷卻盤(pán)管的冷卻負荷，再熱能量由預冷卻盤(pán)管中循環(huán)流體吸收的熱量提供，而不是由外部能源提供。環(huán)繞式回路需要一臺水泵和一個(gè)三通閥或變頻驅動(dòng)裝置(VFD)。對于大型系統，可能需要一個(gè)設有排氣孔的膨脹箱。②熱管系統：熱管有助于降低空氣總冷卻負荷，從而提高空調系統的效率。典型設計由一個(gè)冷卻回路構成，該回路采用兩個(gè)相連的換熱器，一個(gè)在主冷卻盤(pán)管的上游(蒸發(fā)器盤(pán)管段)，另一個(gè)在主冷卻盤(pán)管的下游(冷凝器盤(pán)管段)。當空氣流過(guò)第一個(gè)換熱器時(shí)，換熱器內的制冷劑吸收熱量蒸發(fā)，從而使通過(guò)的空氣被冷卻。這樣可使主冷卻盤(pán)管更有效的將空氣冷卻到露點(diǎn)溫度以下，從而提取更多的水分。之后，空氣流過(guò)第二個(gè)換熱器，被來(lái)自第一個(gè)換熱器的高溫制冷劑重新加熱，使制冷劑冷卻和液化，并使其返回第一個(gè)換熱器。單換熱器型加熱管系統全封閉，利用毛細作用工作，不需要泵。加熱管可提高除濕性能，因此，采用較小的冷卻系統即可滿(mǎn)足要求。不過(guò)，增加加熱管會(huì )增大壓降，因此需要對風(fēng)機功率進(jìn)行相應的調整?？諝饴饵c(diǎn)如果低于0℃，空氣冷凝水會(huì )在主冷卻盤(pán)管表面結冰，一段時(shí)間之后會(huì )減小空氣流量。通常會(huì )安裝一根輔助冷卻盤(pán)管與第一根盤(pán)管并聯(lián)，在第一根盤(pán)管解凍期間，采用風(fēng)門(mén)切換到已除冰的盤(pán)管。③雙路系統：雙路系統采用兩根盤(pán)管來(lái)分別冷卻流入的外部新鮮空氣和室內回風(fēng)空氣。高溫潮濕的室外空氣被一個(gè)“主”盤(pán)管冷卻到5～7℃，達到除濕目的?！拜o助”盤(pán)管對部分溫度較低的干燥回風(fēng)空氣進(jìn)行干冷卻。部分回風(fēng)空氣可能繞過(guò)輔助盤(pán)管并與冷卻后的回風(fēng)空氣混合。之后，這兩個(gè)氣流(外部空氣和回流空氣)混合為具有一定溫度和濕度的供給空氣。雙路系統可以達到環(huán)繞式回路系統的能量效率，并且能更好的控制外部空氣通風(fēng)率。雙路系統將可顯熱冷卻與潛熱冷卻分開(kāi)，便于控制供給空氣的溫度和濕度。雙路系統可以單獨安裝，也可與增加的暖通空調設備/回流設備安裝在一起。外部空氣冷卻盤(pán)管的規格應與最大潛熱負荷相適應，而回流空氣冷卻盤(pán)管的規格應與最大顯熱負荷相適應。外部空氣通路通過(guò)調節冷凍水流量控制混合供給空氣的濕度，而回流空氣通路通過(guò)調節旁路風(fēng)門(mén)的位置控制混合供給空氣的溫度。由于采用了加熱管，當露點(diǎn)低于0℃時(shí)，會(huì )有結冰的危險。④干燥劑系統：干燥劑系統適用于(且常用于)需要大量除濕而冷卻除濕方法很難達到較低空間濕度(露點(diǎn)在3℃以下)的情況。這種系統可根據外部空氣與回風(fēng)空氣所占的百分比。外部空氣相對濕度及回風(fēng)空氣的空氣流量進(jìn)行設置，以調節部分或全部進(jìn)入空氣。干燥劑材料對水蒸氣的親和力比空氣大。干燥劑可以是固態(tài)，也可以是液態(tài)，與吸收劑或吸附劑相同。固態(tài)和液態(tài)干燥劑均用于冷卻系統中，但在暖通空調設備的運行中，固態(tài)干燥劑應用廣泛，且有助于防腐。吸收劑一般為液態(tài)或固態(tài)，但是在吸收水分后逐漸變?yōu)橐簯B(tài)，即在吸收大量水分時(shí)，吸收劑會(huì )發(fā)生物理或化學(xué)變化。典型的吸收劑包括氯化鋰和氯化鈉。吸附劑大多為固態(tài)，在接觸水分時(shí)不會(huì )發(fā)生物理或化學(xué)變化，水分被吸收或保持在材料表面及其孔隙中。典型的吸附劑包括分子篩、硅膠和活性氧化鋁，其中硅膠應用*。在選擇干燥劑材料時(shí)，應考慮需要除去的水量、空氣通過(guò)干燥劑后的過(guò)濾度及運行和維護成本。在制藥暖通空調設備中，Z常用的是氯化鋰和二氧化硅。（2）除濕設備的性能要求除濕設備應在盤(pán)管上游設置過(guò)濾器并在盤(pán)管下游設置風(fēng)機(在抽風(fēng)系統中)，以提供少量再熱。較低的表面流速可以減小空氣壓降，并提高盤(pán)管的除濕性能。冷卻系統中若采用除濕裝置，應注意以下方面：①合理選擇暖通空調設備的型號和規格，確保在較差工況下提供所需的顯冷和潛冷。這些通常不會(huì )同時(shí)出現。②設計部分負荷工況的能量效率，因為峰值負荷出現的時(shí)間通常只占運行時(shí)間的2%左右。應在轉輪除濕機的下游設置空氣過(guò)濾器，用于收集松散的干燥劑和可能從轉輪流出的再生空氣中的污染物。再生空氣的預過(guò)濾必須與工藝空氣的預過(guò)濾相適應，以減小末端過(guò)濾器的負荷。轉輪除濕機組的下游需要冷卻，以除去空氣經(jīng)轉輪處理后吸收的熱量?？諝庀冉?jīng)過(guò)預冷卻達到較低的含濕量，然后再進(jìn)入轉輪處理，可提高轉輪除濕機的干燥性能和能量效率。干燥劑系統的選擇會(huì )影響主冷卻盤(pán)規格的確定，因為冷卻盤(pán)管只需要處理送風(fēng)的顯熱負荷，可采用溫度較高的冷凍水，并可提高運行效率。不過(guò)，由于干熱空氣離開(kāi)干燥劑轉輪時(shí)吸附熱，總顯熱負荷會(huì )增大。一般情況下，空間相對濕度控制器會(huì )調節除濕設備周?chē)呐酝L(fēng)門(mén)，從而降低室內相對濕度，導致更多的空氣流過(guò)干燥劑轉輪。由于多通路導致空氣流量變化，需要對管道系統內的壓力和空氣量進(jìn)行控制，使主空氣處理機組的空氣流量保持恒定。通過(guò)調節再生盤(pán)管的蒸汽流量來(lái)控制相對濕度的方法效率較低，因為需要較長(cháng)的時(shí)間才能使室內相對濕度發(fā)生改變，而且可能使吸收干燥劑在干燥過(guò)程中受損。在不使用除濕設備時(shí)，應將其*旁路，但轉輪應保持干燥(即保持轉輪運轉和繼續加熱)。特別是對于吸收干燥劑(例如氯化鋰)，如果在不能再生的情況下吸收水分，會(huì )發(fā)生“自毀”。