潔凈廠房空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化改進及制冷系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化

在實際運行中發(fā)現(xiàn)問題，在設(shè)計中逐步（step by step)改進，是每項技術(shù)發(fā)展遵循的客觀規(guī)律（rhythmical)，暖通空調(diào)系統(tǒng)也不例外，通過與藥品生產(chǎn)(Produce)企業(yè)管理人員和暖通空調(diào)系統(tǒng)操作人員的交流，他們對原有廠房系統(tǒng)存在的問題，以及對新建廠房提出新的要求，通過對他們提出的問題要求進行分析，然后在設(shè)計過程中采取相應(yīng)的措置，不斷地提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的合理性、安全性，節(jié)約能源，保護環(huán)境，提高工作人員的生產(chǎn)環(huán)境。潔凈手術(shù)室裝修手術(shù)室的空氣；手術(shù)所需的物品；醫(yī)生護士的手指及病人的皮膚，防止感染，確保手術(shù)成功率。要求設(shè)計合理，設(shè)備齊全，護士工作反應(yīng)靈敏、快捷，有高效的工作效率。手術(shù)室要有一套嚴格合理的規(guī)章制度和無菌操作規(guī)范。隨著外科技術(shù)飛速發(fā)展，手術(shù)室工作日趨現(xiàn)代化。
1 藥廠空調(diào)系統(tǒng)存在的問題及改進措施
首先空調(diào)機組一年四季開著蒸汽或熱水加熱，很不節(jié)能；空調(diào)機組新風管上只有初效過濾器，中效過濾器和高效過濾器壽命比較短，更換頻繁；一般潔凈空調(diào)設(shè)計新風量(定義:單位時間內(nèi)空氣的流通量)按恒定設(shè)計，沒有合理利用免費能源。傳統(tǒng)滅菌（fungus)方式采用甲醛(Formaldehyde)熏蒸法，這種方法對人體健康有害，消毒完畢后排風直接排入大氣，對周圍空氣造成污染；潔凈區(qū)排風倒灌和排風與新風短路問題；忽略排煙問題。
針對上述情況在以后的設(shè)計時應(yīng)從以下幾個方面加以改進。
一次回風空調(diào)系統(tǒng)，夏季新風和一次回風混合后經(jīng)過表冷處理后溫度（temperature)在 15℃左右，室內(nèi)設(shè)計溫度24～26℃，車間圍護結(jié)構(gòu)冷負荷和車間內(nèi)散熱都不大，主要是有設(shè)備的房間冷負荷相對較大但對整個系統(tǒng)來說則影響較小，送風溫度需要20～22℃左右，所以要對空氣進行再熱到設(shè)計送風溫度，這樣就會出現(xiàn)冷熱量(Heat)抵消的情況，很不節(jié)能。如果采用二次回風系統(tǒng)，在主回風管與空調(diào)器風機段增加一段風管連通，其作用是讓部分回風，不經(jīng)過表冷器冷卻(cooling)處理在風機段前與經(jīng)表冷的新風和一次回風進行混合，使其混合風的狀態(tài)點正好為設(shè)計送風點，這樣夏季不再需要再熱盤管，可以得到很好的節(jié)能效果；另外由于二次回風不經(jīng)過表冷器，同樣型號表冷器處理風量減少，換熱溫差增大，換熱效率提高，并且減小因風速大帶水的幾率。針對部分房間有設(shè)備散熱量大、冷負荷大，其余房間沒有設(shè)備散熱量小、冷負荷小的系統(tǒng)同樣可以采取二次回風的方式在系統(tǒng)內(nèi)部平衡冷、熱負荷達到節(jié)能效果。
潔凈空調(diào)正常運行時，新風含塵量高，如果只進行初效過濾就和回風混合，加重系統(tǒng)中中效過濾器(作用:過濾雜質(zhì)等)和亞高效過濾器的過濾負荷。同時縮短了初效過濾器清洗或更換周期，增加維護費用，降低空氣質(zhì)量。另外新風僅進行初效過濾容易使冷、熱盤管積塵降低盤管的換熱效率，同時熱交換盤管、肋片及周邊部分滯留冷凝水，在停機時，溫度升高，積塵后在高濕環(huán)境中適合微生物繁殖，特別適合真菌的繁殖，并且盤管阻塞以后造成阻力增大，風量減少，空調(diào)處理器處理空氣能(別稱:空氣源、空氣源熱水機)力也會降低。如果在新風管上增加簡易式便于拆卸、沖洗的尼龍網(wǎng)過濾器，使較臟的新風經(jīng)過尼龍網(wǎng)后再進入機組的初、中、亞高效三級過濾，這樣既減輕了初效過濾器的臟堵和更換速率又減小了微生物滋生。由于新風量小于總風量，因此過濾面積小，增加費用少而對保護后面系統(tǒng)收益大，同時尼龍網(wǎng)過濾器沖洗后能反復(fù)使用等，從而大大降低了運行費用。
根據(jù)空氣調(diào)節(jié)室外設(shè)計參數(shù)(parameter)，夏季干球為歷年不保證50小時干球溫度，冬季室外溫度為歷年平均不保證1天的日平均溫度，相對濕度亦是相當，由此可見室外設(shè)計參數(shù)是相對保守的，空調(diào)系統(tǒng)全年運行在優(yōu)于室外設(shè)計參數(shù)的環(huán)境中，因此應(yīng)充分利用過渡季節(jié)室外空氣，從而減少冷源和熱源的使用，達到節(jié)能降耗的效果；在設(shè)計時則需要把新風系統(tǒng)按全新風系統(tǒng)選擇風管和過濾器(作用:過濾雜質(zhì)等)尺寸，排風系統(tǒng)風管尺寸與總回風管相同，在新風管、回風管、排風管上設(shè)置風量調(diào)節(jié)閥。層流手術(shù)室凈化高效安全的手術(shù)室空氣凈化系統(tǒng)，保證手術(shù)室的無菌環(huán)境，可以滿足器官移植、心臟、血管、人工關(guān)節(jié)置換等手術(shù)所需的高度無菌環(huán)境。由于各?？频氖中g(shù)往往需要配置專門的設(shè)備及器械，因此，專科手術(shù)的手術(shù)間宜相對固定。
2 制冷控制（control)系統(tǒng)的介紹
制冷空調(diào)的設(shè)計一直以來就是一個涉及面廣的半結(jié)構(gòu)化問題，它所包含的熱力計算、負荷計算、設(shè)備選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、效率計算、外觀設(shè)計、工藝設(shè)計等，不僅要有成熟的計算公式，而且往往還需要設(shè)計師豐富的經(jīng)驗知識以應(yīng)對設(shè)計中的各種決策問題。潔凈手術(shù)室裝修公司層流手術(shù)室的空氣壓力根據(jù)其不同區(qū)域（如手術(shù)間、無菌準備間、刷手間、麻醉間和周圍干凈區(qū)域等）潔凈度不同要求而不同。不同級別的層流手術(shù)室其空氣潔凈度標準不同。同時，為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量性能，還需要按照設(shè)計圖紙做出樣機，進行大量的樣機試驗，進行優(yōu)化設(shè)計，從而設(shè)計出較為滿意的產(chǎn)品。單從這些過程的描述就可看出，這是一個十分復(fù)雜而漫長的過程。
制冷系統(tǒng)是由換熱器、節(jié)流裝置和壓縮機等部件相互連接而構(gòu)成的一個封閉系統(tǒng)，部件模型是系統(tǒng)模型的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。制冷系統(tǒng)從20世紀60年代開始，發(fā)展到現(xiàn)在，經(jīng)歷了從單純的部件模型研究，到適合系統(tǒng)仿真要求的部件模型和系統(tǒng)模型研究；從穩(wěn)態(tài)、集中參數(shù)，到動態(tài)、分布參數(shù)模型的研究；從瞬態(tài)特性研究，到長時間運行過程的仿真。仿真優(yōu)化技術(shù)是通過數(shù)學仿真或半實物仿真，對系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計和綜合的技術(shù)。簡單的說，就是通過仿真試驗，高效率的找出系統(tǒng)在一定條件下的最優(yōu)解。它根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標，合理設(shè)計仿真試驗方案，建立對象仿真模型，有效的控制（control)仿真試驗干擾，科學處理仿真試驗數(shù)據(jù)，全面進行優(yōu)化分析，實現(xiàn)優(yōu)化目標。
3 制冷空調(diào)設(shè)計優(yōu)化
要對制冷空調(diào)裝置進行優(yōu)化，我們首先要確定優(yōu)化的原則和要求，然后才是優(yōu)化方法的確定。節(jié)能節(jié)材是制冷界引人注目的課題之一，為了能使制冷裝置能耗最小、材料最省、效率最高，應(yīng)選擇怎樣的制冷部件和組合方式，這涉及(to involve)到制冷裝置的優(yōu)化設(shè)計，即最佳匹配問題，也是制冷界亟待解決的問題。
制冷裝置由多個部件組成，制冷裝置的匹配意味著其各部件必須在相同的流量下工作，工況才能穩(wěn)定。從各部件的靜態(tài)特性曲線上看，其匹配點就是各部件靜態(tài)特性曲線的交點，如要實現(xiàn)最佳匹配，必須綜合考慮制冷裝置的效率、運行費用、設(shè)備的壽命(lifetime)及結(jié)構(gòu)參數(shù)(parameter)等因素。
制冷空調(diào)優(yōu)化設(shè)計的要求，一般來講應(yīng)該包括以下兩項：保證制冷裝置的穩(wěn)定運行，實現(xiàn)其功能要求；保證制冷效率與經(jīng)濟性最高。效率與經(jīng)濟性的考慮，體現(xiàn)在運行費用和制造費用的降低上。通過提高裝置的運行效率，可以節(jié)約能量，降低運行費用。但是運行費用和制造成本兩者之間通常是矛盾的，因而，必須綜合考慮設(shè)備的投資及運行費用，解決制冷裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運行參數(shù)的最優(yōu)化問題，從而滿足熱效率和經(jīng)濟性的最優(yōu)化。
制冷裝置優(yōu)化設(shè)計方法，目前廣泛應(yīng)用的有靜態(tài)特性曲線法和熱動力學法。靜態(tài)特性曲線法是通過試驗或熱力計算，畫出制冷機組中各部件（壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器等）的靜態(tài)特性曲線，當兩個制冷機組部件一起工作時，其工作點必然落在該兩部件特性曲線的交點上。通過選擇不同的部件參數(shù)，是靜態(tài)特性的交點發(fā)生改變，使最后得到的交點處于一種比較高的效率點上。
熱動力學法是國內(nèi)外制冷界深入研究和廣泛采用的方法。制冷裝置的優(yōu)化設(shè)計與運行涉及兩個問題，一是優(yōu)化目標函數(shù)與約束條件；二是需要一臺自適應(yīng)多參數(shù)(parameter)控制（control)器配合工作。其基本思路與方法是：首先應(yīng)建立制冷裝置及各部件仿真模型，然后聯(lián)立求解這些模型方程組。在此基礎(chǔ)上，選定某一目標函數(shù)，確定實現(xiàn)該目標函數(shù)的約束條件，保持制冷裝置在某一基本工況下處于最佳匹配狀態(tài)。
4 結(jié)語
制藥車間對生產(chǎn)的環(huán)境具有很高的要求，尤其是潔凈車間。我國出臺的《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》中對制藥車間的環(huán)境有明確的規(guī)定。這就對車間的空調(diào)系統(tǒng)提出了較高的要求。因此在設(shè)計中需要對空調(diào)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)的設(shè)計及施工方法合理的加以優(yōu)化改進。