藥廠凈化空調(diào)系統(tǒng)--加熱和冷卻設(shè)備，加濕和除濕設(shè)備

　　一、加熱和冷卻設(shè)備1、加熱和冷卻盤管的類型冷卻盤管屬于熱傳導(dǎo)裝置，由一根帶有傳熱翅片的盤管組成，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(yīng)用場合一般需通過冷卻維持環(huán)境條件。用于冷卻的盤管主要有表面冷卻器(簡稱“表冷器”)和直接蒸發(fā)器。用于空氣加熱的根據(jù)其介質(zhì)有蒸汽盤管、熱水、乙二醇或者高溫氣態(tài)盤管，屬于熱傳導(dǎo)裝置，是由一根帶有傳熱翅片的盤管組成，可提高所經(jīng)過的空氣流的顯熱量。空氣電加熱元件也可稱為“加熱盤管”。放置在除濕機的下游位置，用于除去送風(fēng)中的過量顯熱的盤管為再冷卻盤管。2、盤管的性能要求冷卻盤管一般設(shè)置在風(fēng)機的上游或下游部位(抽送式及吹送式)。盤管中的水應(yīng)能夠*排出，通氣孔和接頭應(yīng)伸出空氣處理機組或管道外面。盤管中的水流速度應(yīng)保持在0.6～1.8m/s，以提供湍流，同時盡可能降低侵蝕。若無湍流，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管應(yīng)采用銅制散熱片，而不能用鋁制的。用于冷凝用途的冷卻盤管可采用鍍層來降低腐蝕和減少生物滋生。盤管性能應(yīng)符合GB/T《空氣冷卻器和空氣加熱器》的規(guī)定。二、加濕和除濕設(shè)備1、加濕器（1）加濕器的類型根據(jù)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，對空氣處理的過程是一個近似等溫加濕的過程；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程。低壓蒸汽比水更適合GMP區(qū)域HVAC系統(tǒng)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(yīng)用。（2）加濕器的性能要求加濕器應(yīng)設(shè)有蒸汽噴射分散/噴淋管和提供無液滴蒸汽吸收避免下游出現(xiàn)冷凝水滴的附屬裝置。當(dāng)需要清潔蒸汽用于加濕時，應(yīng)采用不銹鋼制成帶有氣動或電動調(diào)節(jié)閥的蒸汽分離、干燥室和帶外套的噴管組件。應(yīng)采用蒸汽調(diào)節(jié)控制閥進行精確控制。應(yīng)在控制閥上游安裝一個三通(Y形)過濾器，對其加以保護，防止污物進入。加濕器若安裝在空氣處理機組中，應(yīng)處于冷卻盤管段的下游，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應(yīng)采用不銹鋼材質(zhì)制成，深度至少應(yīng)達到5cm，應(yīng)用管子連接到機組殼體外部。加濕器若處于風(fēng)道內(nèi)部，風(fēng)道應(yīng)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(yīng)向下游傾斜，連接到不銹鋼管段的一個排水口，且必須設(shè)置一個足夠高的存水管，以防止空氣從存水管中漏出。蒸汽供給管路應(yīng)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(yīng)干燥蒸汽。應(yīng)在距離加濕器較近的位置(但應(yīng)在蒸汽吸收位置后面)設(shè)置一個上限濕度傳感器，以便在氣流相對濕度超過85%時關(guān)閉加濕器控制閥，防止濕氣在下游表面或空氣過濾器上凝聚。2、除濕（1）除濕機的類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，空氣經(jīng)過加熱，溫度上升，相對濕度降低的過程即為升溫降濕過程。而空氣經(jīng)過常規(guī)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程。干操劑系統(tǒng)對空氣的處理過程即為吸收或吸附除濕過程，干燥劑系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于制藥行業(yè)進行除濕。如果常規(guī)冷凍水或乙二醇系統(tǒng)不可用或不足以降低相對濕度，則可利用下列幾種系統(tǒng)降低相對濕度。①環(huán)繞式盤管系統(tǒng)：除濕性能相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)冷凍水/乙二醇，但能源成本較低。環(huán)繞式盤管系統(tǒng)是一個簡單的管道回路，上游為預(yù)冷卻盤管，下游為再熱盤管，將主冷卻盤管夾在中間。泵入的循環(huán)流體將高溫混合空氣的熱量傳遞到再熱盤管，再熱盤管將來自主冷卻盤管的冷空氣加熱。環(huán)繞式系統(tǒng)可降低主冷卻盤管的冷卻負荷，再熱能量由預(yù)冷卻盤管中循環(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三通閥或變頻驅(qū)動裝置(VFD)。對于大型系統(tǒng)，可能需要一個設(shè)有排氣孔的膨脹箱。②熱管系統(tǒng)：熱管有助于降低空氣總冷卻負荷，從而提高空調(diào)系統(tǒng)的效率。典型設(shè)計由一個冷卻回路構(gòu)成，該回路采用兩個相連的換熱器，一個在主冷卻盤管的上游(蒸發(fā)器盤管段)，另一個在主冷卻盤管的下游(冷凝器盤管段)。當(dāng)空氣流過第一個換熱器時，換熱器內(nèi)的制冷劑吸收熱量蒸發(fā)，從而使通過的空氣被冷卻。這樣可使主冷卻盤管更有效的將空氣冷卻到露點溫度以下，從而提取更多的水分。之后，空氣流過第二個換熱器，被來自第一個換熱器的高溫制冷劑重新加熱，使制冷劑冷卻和液化，并使其返回第一個換熱器。單換熱器型加熱管系統(tǒng)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(tǒng)即可滿足要求。不過，增加加熱管會增大壓降，因此需要對風(fēng)機功率進行相應(yīng)的調(diào)整。空氣露點如果低于0℃，空氣冷凝水會在主冷卻盤管表面結(jié)冰，一段時間之后會減小空氣流量。通常會安裝一根輔助冷卻盤管與第一根盤管并聯(lián)，在第一根盤管解凍期間，采用風(fēng)門切換到已除冰的盤管。③雙路系統(tǒng)：雙路系統(tǒng)采用兩根盤管來分別冷卻流入的外部新鮮空氣和室內(nèi)回風(fēng)空氣。高溫潮濕的室外空氣被一個“主”盤管冷卻到5～7℃，達到除濕目的。“輔助”盤管對部分溫度較低的干燥回風(fēng)空氣進行干冷卻。部分回風(fēng)空氣可能繞過輔助盤管并與冷卻后的回風(fēng)空氣混合。之后，這兩個氣流(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(tǒng)可以達到環(huán)繞式回路系統(tǒng)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(tǒng)將可顯熱冷卻與潛熱冷卻分開，便于控制供給空氣的溫度和濕度。雙路系統(tǒng)可以單獨安裝，也可與增加的暖通空調(diào)設(shè)備/回流設(shè)備安裝在一起。外部空氣冷卻盤管的規(guī)格應(yīng)與最大潛熱負荷相適應(yīng)，而回流空氣冷卻盤管的規(guī)格應(yīng)與最大顯熱負荷相適應(yīng)。外部空氣通路通過調(diào)節(jié)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調(diào)節(jié)旁路風(fēng)門的位置控制混合供給空氣的溫度。由于采用了加熱管，當(dāng)露點低于0℃時，會有結(jié)冰的危險。④干燥劑系統(tǒng)：干燥劑系統(tǒng)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(露點在3℃以下)的情況。這種系統(tǒng)可根據(jù)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)空氣的空氣流量進行設(shè)置，以調(diào)節(jié)部分或全部進入空氣。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(tǒng)中，但在暖通空調(diào)設(shè)備的運行中，固態(tài)干燥劑應(yīng)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，吸收劑會發(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)，在接觸水分時不會發(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(yīng)用*。在選擇干燥劑材料時，應(yīng)考慮需要除去的水量、空氣通過干燥劑后的過濾度及運行和維護成本。在制藥暖通空調(diào)設(shè)備中，Z常用的是氯化鋰和二氧化硅。（2）除濕設(shè)備的性能要求除濕設(shè)備應(yīng)在盤管上游設(shè)置過濾器并在盤管下游設(shè)置風(fēng)機(在抽風(fēng)系統(tǒng)中)，以提供少量再熱。較低的表面流速可以減小空氣壓降，并提高盤管的除濕性能。冷卻系統(tǒng)中若采用除濕裝置，應(yīng)注意以下方面：①合理選擇暖通空調(diào)設(shè)備的型號和規(guī)格，確保在較差工況下提供所需的顯冷和潛冷。這些通常不會同時出現(xiàn)。②設(shè)計部分負荷工況的能量效率，因為峰值負荷出現(xiàn)的時間通常只占運行時間的2%左右。應(yīng)在轉(zhuǎn)輪除濕機的下游設(shè)置空氣過濾器，用于收集松散的干燥劑和可能從轉(zhuǎn)輪流出的再生空氣中的污染物。再生空氣的預(yù)過濾必須與工藝空氣的預(yù)過濾相適應(yīng)，以減小末端過濾器的負荷。轉(zhuǎn)輪除濕機組的下游需要冷卻，以除去空氣經(jīng)轉(zhuǎn)輪處理后吸收的熱量?？諝庀冉?jīng)過預(yù)冷卻達到較低的含濕量，然后再進入轉(zhuǎn)輪處理，可提高轉(zhuǎn)輪除濕機的干燥性能和能量效率。干燥劑系統(tǒng)的選擇會影響主冷卻盤規(guī)格的確定，因為冷卻盤管只需要處理送風(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，由于干熱空氣離開干燥劑轉(zhuǎn)輪時吸附熱，總顯熱負荷會增大。一般情況下，空間相對濕度控制器會調(diào)節(jié)除濕設(shè)備周圍的旁通風(fēng)門，從而降低室內(nèi)相對濕度，導(dǎo)致更多的空氣流過干燥劑轉(zhuǎn)輪。由于多通路導(dǎo)致空氣流量變化，需要對管道系統(tǒng)內(nèi)的壓力和空氣量進行控制，使主空氣處理機組的空氣流量保持恒定。通過調(diào)節(jié)再生盤管的蒸汽流量來控制相對濕度的方法效率較低，因為需要較長的時間才能使室內(nèi)相對濕度發(fā)生改變，而且可能使吸收干燥劑在干燥過程中受損。在不使用除濕設(shè)備時，應(yīng)將其*旁路，但轉(zhuǎn)輪應(yīng)保持干燥(即保持轉(zhuǎn)輪運轉(zhuǎn)和繼續(xù)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，會發(fā)生“自毀”。