一、空調(diào)凈化系統(tǒng)的組成及類型
1、組成
空調(diào)凈化系統(tǒng)整體機組及其各部件應(yīng)依據(jù)環(huán)境要求進行設(shè)計。機組主要包括加熱、冷卻、加濕、除濕、過濾等各個功能段,其它組成部件包括排風(fēng)機、回風(fēng)機、熱能回收系統(tǒng)等。HVAC系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不能有脫落物產(chǎn)生,縫隙盡可能小,以防止塵埃聚集。HVAC系統(tǒng)必須容易清潔,能耐受必要的熏蒸和消毒。
2、類型
空調(diào)凈化系統(tǒng)可劃分為直流型空調(diào)系統(tǒng)和再循環(huán)型空調(diào)系統(tǒng)。直流型空調(diào)系統(tǒng),即將經(jīng)過處理的、能滿足空間要求的室外空氣送入室內(nèi),然后又將這些空氣全部排出,系統(tǒng)全部使用室外新風(fēng)。再循環(huán)型空調(diào)系統(tǒng),即潔凈室送風(fēng)由部分經(jīng)處理的室外新風(fēng)與部分從潔凈室空間的回風(fēng)混合而成。由于再循環(huán)型空調(diào)系統(tǒng)具有初投資和運行費用低的優(yōu)勢,故在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)盡可能合理采用再循環(huán)型空調(diào)系統(tǒng)。下列特殊生產(chǎn)區(qū)的空氣不能循環(huán)使用:
①生產(chǎn)過程散發(fā)粉塵的潔凈室(區(qū)),室內(nèi)空氣如經(jīng)處理仍不能避免交叉污染時。
②生產(chǎn)中使用有機溶劑,且因氣體積聚可構(gòu)成爆炸或火災(zāi)危險的工序。
③病原體操作區(qū);放射性藥品生產(chǎn)區(qū)。
④生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量有害物質(zhì)、異味或揮發(fā)性氣體的生產(chǎn)工序。
一種藥品生產(chǎn)區(qū)通??煞譃槿舾刹煌瑵崈舻燃壍膮^(qū)域,不同潔凈區(qū)域應(yīng)配備獨立的空氣處理機組。各個空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)物理分隔,以防止產(chǎn)品之間出現(xiàn)交叉污染。獨立空氣處理機組還可用于不同的產(chǎn)品區(qū),或分隔不同的區(qū)域,通過嚴(yán)格的空氣過濾實現(xiàn)對有害物質(zhì)的隔離,防止通過風(fēng)道系統(tǒng)產(chǎn)生交叉污染,如生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、倉儲區(qū)、行政管理區(qū)等應(yīng)分別設(shè)置空氣處理機組。對于運行班次或使用時間不同,對溫濕度控制要求差別較大的生產(chǎn)區(qū)域,其空調(diào)系統(tǒng)也應(yīng)分開設(shè)置。
二、空調(diào)凈化系統(tǒng)的功能
1、加熱與冷卻
生產(chǎn)環(huán)境應(yīng)與生產(chǎn)要求相適應(yīng),在潔凈室空調(diào)系統(tǒng)中,可采用帶有傳熱翅片的冷熱盤管、管狀電加熱等方式對空氣實現(xiàn)加熱與冷卻,將空氣處理至潔凈室所要求的的溫度。
2、加濕與除濕
需要較低的相對濕度生產(chǎn)環(huán)境時,可應(yīng)用除濕機和后冷卻器進行除濕。較高濕度的生產(chǎn)環(huán)境,可利用工廠蒸汽、純化水制備的純蒸汽或通過蒸汽加濕器來維持。夏季的室外空氣應(yīng)先經(jīng)過冷卻器冷卻后再經(jīng)加熱器做等濕加熱,用以調(diào)節(jié)相對濕度。如需要控制室內(nèi)靜電,則應(yīng)在寒冷或干燥氣候條件下考慮增濕。
3、過濾
新風(fēng)及回風(fēng)中的塵埃粒子和微生物數(shù)量能通過HVAC系統(tǒng)中的過濾器降至zui低限度,使生產(chǎn)區(qū)達(dá)到正常的潔凈要求。在空調(diào)凈化系統(tǒng)中,空氣過濾一般分為預(yù)過濾、中間過濾和最終過濾三級,每級使用不同材質(zhì)的過濾器。預(yù)過濾效率zui低,安裝在空氣處理機的初端,可捕集空氣中較大顆粒(粒徑3微米以上)。中間過濾位于預(yù)過濾的下游,安裝在空氣處理機組中部、回流空氣進入的位置,用于捕集較小的微粒(粒徑0.3微米以上)。最終過濾設(shè)在空氣處理機組排出段,可保持管道清潔、延長終端過濾器的使用壽命。
當(dāng)房間潔凈級別較高時,最終過濾下游設(shè)有高效過濾器作為終端過濾裝置。終端過濾裝置位于空氣處理機末端,安裝在房間的天花板或墻上,可保證供應(yīng)最清潔的空氣,用于稀釋或送出房間內(nèi)釋放的微粒,如B級潔凈區(qū)或B級背景下的A 級空氣送風(fēng)口。
4、壓力控制
大多數(shù)潔凈室保持正壓,而通向這個潔凈室的前室依次保留越來越低的正壓,直到非受控空間(一般建筑物)的零基準(zhǔn)水平。潔凈室維持的正壓,可通過送風(fēng)量大于排風(fēng)量來實現(xiàn),改變送風(fēng)量可調(diào)節(jié)各室間的壓差。特殊藥品生產(chǎn),如青霉素類藥品產(chǎn)塵量大的操作區(qū)域應(yīng)當(dāng)保持相對負(fù)壓。
三、送風(fēng)形式
1、單向流
單向流潔凈室的進風(fēng)面布滿高效過濾器,整個送風(fēng)面是一個大送風(fēng)口,送風(fēng)氣流經(jīng)靜壓箱和高效過濾器的均壓均流作用,從送風(fēng)口到回風(fēng)口氣流流線彼此平行,充滿全室斷面,以勻速向前推進,把室內(nèi)原空氣排人回風(fēng)口,以達(dá)到凈化室內(nèi)空氣的目的。由于氣流的運動流線幾乎是平行的,無渦流,因此稱為單向流(或?qū)恿?。
單向流形式空氣凈化能力強,轉(zhuǎn)換空氣所需時間短,并且通常在空調(diào)機組末端使用高效過濾器,因此,單向流適用于A 級潔凈房間或B級、C級背景下的A 級潔凈區(qū)。
按照空氣流動方向,單向流又分為垂直單向流和水平單向流。氣流方向取決于工作形式或操作步驟,特別是要考慮操作人員的影響和其它潛在的污染源,核心的崗位操作活動必須盡量靠近單向流保護面,同時使操作人員置于下風(fēng)向。如果送風(fēng)過濾器安裝位置過高,空氣到達(dá)關(guān)鍵操作面之前,氣流流型可能會變差,所以送風(fēng)口應(yīng)保持小面積,并使高效過濾器盡可能靠近關(guān)鍵位置。
垂直單向流送風(fēng)
水平單向流送風(fēng)
2、紊流
紊流潔凈室從送風(fēng)口經(jīng)散流器進入室內(nèi)的潔凈空氣氣流迅速向四周擴散,與室內(nèi)空氣混合,稀釋室內(nèi)污染的空氣,并與之進行熱交換,在正壓作用下,從下側(cè)回風(fēng)口排走。室內(nèi)氣流因擴散、混合作用而非常紊亂,有渦流,所以稱為紊流),見下圖。紊流潔凈室自凈能力較低,適用較低的空氣潔凈度級別(C級和D級),最高可達(dá)到B級,換氣次數(shù)一般在10~100次/小時,其一次投資與運行費用均較低。紊流送入的潔凈空氣必須與房間空氣充分混合以達(dá)到稀釋的作用,在房間的角落區(qū)域,空氣流動性較差,往往會成為微粒濃度非常高的地方。送入房間的空氣必須比房間需要保持的潔凈級別更高,通過潔凈空氣的送入、混合與排出,可將空間所產(chǎn)生的微粒帶出,并保持動態(tài)的環(huán)境條件。
四、排風(fēng)系統(tǒng)
潔凈室(區(qū))的排風(fēng)系統(tǒng),應(yīng)符合下列規(guī)定:
①應(yīng)采取防止室外氣體倒灌的措施;
②排放含有易燃、易爆物質(zhì)氣體的局部排風(fēng)系統(tǒng),應(yīng)采取防火、防爆措施;
③對直接排放超過國標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)的氣體,排放時應(yīng)采取處理措施;
④青霉素等特殊藥品生產(chǎn)區(qū)的空氣均應(yīng)經(jīng)高效空氣過濾器過濾后排放;二類危險度以上病原體操作區(qū)及生物安全室,應(yīng)將排風(fēng)系統(tǒng)的高效空氣過濾器安裝在潔凈室(區(qū))內(nèi)的排風(fēng)口處;
⑤采用熏蒸消毒滅菌的潔凈室(區(qū)),應(yīng)設(shè)置消毒排風(fēng)設(shè)施。
排風(fēng)可采用獨立系統(tǒng),用以去除工作區(qū)的固體微粒、氣體或蒸汽等空氣中的污染物。下列情況的排風(fēng)系統(tǒng),應(yīng)單獨設(shè)置:
①不同空調(diào)凈化系統(tǒng);
②散發(fā)粉塵或有害氣體的區(qū)域;
③排放介質(zhì)毒性為現(xiàn)行國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的中度危害以上的區(qū)域;
④排放介質(zhì)混合后會加劇腐蝕、增加毒性、產(chǎn)生燃燒和爆炸危險性或發(fā)生交叉污染的區(qū)域;
⑤排放易燃、易爆介質(zhì)的區(qū)域。
五、空調(diào)凈化系統(tǒng)的管理
1、清潔和消毒
將已經(jīng)清潔的設(shè)備及風(fēng)管先密封再進行安裝。在設(shè)備和風(fēng)管的安裝過程中,HVAC系統(tǒng)必須盡可能保持干凈,容易清潔,而且能耐受必要的熏蒸和消毒,但隨著時間的延長,HVAC系統(tǒng)內(nèi)污物累積也會導(dǎo)致微生物滋生,所以系統(tǒng)應(yīng)定期清洗和消毒。方法如下:
①采用能夠殺死微生物的溶液清洗HVAC;
②用消毒劑完整的擦拭風(fēng)管,消毒劑不能降解其接觸到的物質(zhì);
③對部分或全部系統(tǒng)用消毒劑進行熏蒸;
④在生產(chǎn)區(qū)進行消毒劑循環(huán)熏蒸,例如采用高效的過氧乙酸、甲醛作為熏蒸劑,需要后續(xù)通風(fēng)以有效的排除熏蒸殘留物。
2、定期監(jiān)測
為驗證HVAC系統(tǒng)是否運行有效,需要對潔凈區(qū)的空氣懸浮粒子進行靜態(tài)、動態(tài)的監(jiān)測,對潔凈區(qū)的微生物進行動態(tài)監(jiān)測,如果發(fā)生了超過正常操作范圍的變化,但還是在工藝限度之內(nèi),此時需要額外的環(huán)境監(jiān)控。例如,送風(fēng)機風(fēng)量過小,或房間壓力小于正常值,必須增加其他重要參數(shù)的收集,以判斷房間環(huán)境是否依然受到有效控制。必要時對HVAC系統(tǒng)進行全面*的清潔和消毒,或更換和調(diào)整某些部件等。