MP潔凈空調(diào)系統(tǒng)在保障藥品生產(chǎn)環(huán)境的潔凈度、溫濕度等方面發(fā)揮著重要作用，但其能耗較高，約占整個(gè)廠區(qū)總能耗的60%左右。因此，如何實(shí)現(xiàn)藥廠GMP潔凈空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，成為藥廠關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。本文從設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、運(yùn)行管理等方面，探討藥廠GMP潔凈空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問(wèn)題，旨在為藥廠降低能耗、提高經(jīng)濟(jì)效益提供參考。

       藥品質(zhì)量關(guān)乎藥廠的生存和發(fā)展，為了能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量，除了產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝質(zhì)量控制等還需要生產(chǎn)環(huán)境的持續(xù)保障[1]。潔凈空調(diào)系統(tǒng)（HVAC）在制藥工業(yè)中是一個(gè)系統(tǒng)環(huán)節(jié)，是藥廠能否保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要影響因素。良好的潔凈空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行維護(hù)，將有助于確保產(chǎn)品的質(zhì)量，提高產(chǎn)品的可靠性，這既是對(duì)企業(yè)前期投資和后續(xù)運(yùn)行成本的有效控制，也是產(chǎn)品質(zhì)量的保證，能更好地促進(jìn)藥廠良性運(yùn)轉(zhuǎn)和可持續(xù)發(fā)展[2-3]。

       (一) 設(shè)計(jì)方面

       制藥企業(yè)潔凈空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行綜合考慮，不僅需要考慮潔凈空調(diào)系統(tǒng)對(duì)藥品生產(chǎn)環(huán)境的凈化作用，以更好的保證藥品質(zhì)量，同時(shí)也需要考慮空調(diào)系統(tǒng)的能耗浪費(fèi)及運(yùn)行成本等。

       1.1 合理的回風(fēng)冷量利用

       潔凈空調(diào)系統(tǒng)常規(guī)設(shè)計(jì)中，夏季制冷狀態(tài)時(shí)，新風(fēng)先與回風(fēng)混合，再利用7℃-12℃的水冷卻到露點(diǎn)溫度，經(jīng)過(guò)再熱段，再加熱到房間合理送風(fēng)溫度，這種情況下會(huì)導(dǎo)致冷熱互相抵消。為避免這種情況，需要對(duì)新風(fēng)與潔凈室回風(fēng)的風(fēng)量含濕比進(jìn)行計(jì)算分析，選擇合適的冷熱再利用方案。當(dāng)新風(fēng)比≤30%的時(shí)候，宜采用二次回風(fēng)技術(shù)；當(dāng)新風(fēng)比>30%且新風(fēng)能耗回收效益大于投資與運(yùn)行成本時(shí)，采用U型熱管再熱回收技術(shù)。

       1.2 過(guò)渡季節(jié)利用新風(fēng)節(jié)能

       藥廠車(chē)間排風(fēng)量較大，尤其是甲類(lèi)區(qū)內(nèi)的潔凈區(qū)與制劑車(chē)間，新風(fēng)負(fù)荷都很大，潔凈廠房中，送風(fēng)量很大，送風(fēng)溫差很小，可以考慮在過(guò)渡季節(jié)中實(shí)現(xiàn)變新風(fēng)比的方式，加大新風(fēng)比，實(shí)現(xiàn)室外新風(fēng)直接供冷，減少制冷量，對(duì)應(yīng)的排風(fēng)量也應(yīng)該加大，利用排風(fēng)機(jī)變頻來(lái)控制過(guò)渡季節(jié)的新風(fēng)量，風(fēng)機(jī)的功率和制冷量比起來(lái)，能耗要小很多，在一定程度上會(huì)減少運(yùn)行能耗。

       1.3 風(fēng)量壓差全動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)化控制

       傳統(tǒng)被動(dòng)式壓差控制方式的定風(fēng)量系統(tǒng)無(wú)法適應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中各類(lèi)變化，能耗大、運(yùn)行成本高。設(shè)計(jì)時(shí)可以在暖通設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上采用系統(tǒng)化的風(fēng)量壓差動(dòng)態(tài)平衡調(diào)節(jié)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)潔凈空調(diào)系統(tǒng)的整體系統(tǒng)控制，送風(fēng)采用風(fēng)量動(dòng)態(tài)平衡控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)行模式下的風(fēng)量動(dòng)態(tài)控制，回風(fēng)或者排風(fēng)采用壓差余量控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)運(yùn)行模式下的壓差控制，隨著空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行，空調(diào)機(jī)組內(nèi)的過(guò)濾器阻力增大導(dǎo)致風(fēng)量減少，通過(guò)管道阻力再平衡技術(shù)的差量測(cè)控閥門(mén)來(lái)控制房間壓差。

       (二) 設(shè)備選型方面

       2.1 空調(diào)冷熱源方案的選擇

       在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，主張選用高能效冷熱源設(shè)備，但也反對(duì)盲目追求能效。實(shí)際采用時(shí)應(yīng)結(jié)合中國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，采用系統(tǒng)綜合法來(lái)選用冷熱源設(shè)備。如果均把各自消耗的能量換算為一次能源，則各類(lèi)機(jī)組均可用單位時(shí)間內(nèi)一次能源消耗能量所制取的冷量或熱量進(jìn)行比較，常使用"一次能源效率OEER（W/W）"來(lái)表示。從單位能耗角度考慮，單位制冷量能耗一般由低到高的次序?yàn)椋弘x心式、螺桿式、活塞式、吸收式。在夏季供冷中，以離心式與螺桿式冷水機(jī)組OEER值最高，吸收式冷水機(jī)組OEER值最小；在冬季供熱中，以螺桿式與活塞式熱泵冷熱水機(jī)組OEER最高，電熱水機(jī)組OEER值最低。因此，空調(diào)冷源常選擇離心式與螺桿式冷水機(jī)組，熱源常選擇蒸汽或電熱水機(jī)組。

       2.2 空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備選擇

       選擇大小合適節(jié)能好的冷凍水泵和冷卻水泵是簡(jiǎn)單、有效切實(shí)可行的節(jié)能方法，依據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算來(lái)分析管網(wǎng)和負(fù)荷特性，認(rèn)真核對(duì)和計(jì)算空調(diào)水系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，并采取相應(yīng)措施保證各環(huán)路水力的平衡，同時(shí)按設(shè)計(jì)的流量和壓力參數(shù)來(lái)確定水泵，積極推廣變頻調(diào)速水泵，以及冬、夏兩用雙速水泵等能效較好的節(jié)能型水泵。中央空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)一般都以水為介質(zhì)，通過(guò)循環(huán)運(yùn)行而實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞，其中水質(zhì)處理的好壞對(duì)能耗的變化極為敏感，影響較大。一次性投資應(yīng)選用電子水處理儀可長(zhǎng)期保證水質(zhì)，通過(guò)低壓脈沖電場(chǎng)作用，水中雜質(zhì)與離子發(fā)生有序排列與運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生顯著的除垢、排污及殺菌效應(yīng)，尤其能抑制軍團(tuán)菌，保證空調(diào)系統(tǒng)空氣品質(zhì)。

       (三) 運(yùn)行管理方面

       3.1 操作上節(jié)能

       隨季節(jié)的變化環(huán)境溫度、濕度、空氣質(zhì)量都會(huì)有相應(yīng)的變化，潔凈空調(diào)系統(tǒng)的冷水機(jī)組所設(shè)定溫度、冷卻水與冷凍水溫度、壓力等參數(shù)應(yīng)做相應(yīng)變化；也隨生產(chǎn)品種、工藝、生產(chǎn)工序的不同，生產(chǎn)所需溫度、濕度可能有較大的變化，這些都需要及時(shí)調(diào)節(jié)。另外，關(guān)機(jī)不及時(shí)會(huì)造成能源的巨大浪費(fèi)，下班前10min關(guān)冷水機(jī)組，可以節(jié)省電能。

       3.2 運(yùn)行管理上的節(jié)能

       空調(diào)系統(tǒng)與外界接觸面大，設(shè)備和管道的保溫對(duì)于節(jié)省能量消耗、降低運(yùn)行費(fèi)用也是相當(dāng)重要的。如果保溫效果不好或在維修后保溫層修復(fù)不好，風(fēng)管和水管會(huì)過(guò)多地消耗冷量，也會(huì)由于所供冷水溫度的過(guò)高溫升而導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)在空氣的處理過(guò)程中因無(wú)法保證其機(jī)器露點(diǎn)，使空調(diào)房間相對(duì)濕度超標(biāo)。對(duì)發(fā)熱房間和發(fā)熱設(shè)備應(yīng)盡量排風(fēng)，以減少能量的過(guò)多耗費(fèi)。此外，需定期檢查清理空調(diào)系統(tǒng)，防止冷卻水、冷凍水系統(tǒng)及冷凝器、蒸發(fā)器等設(shè)備結(jié)垢或積污。同時(shí)，要定期清洗或更換空調(diào)箱中沉積大量灰塵的濾袋、過(guò)濾網(wǎng)等，若為及時(shí)清洗濾袋則會(huì)造成濾袋的老化，從而大粒徑的塵粒會(huì)穿過(guò)濾袋到達(dá)高效過(guò)濾器，且難以保證潔凈度，使空調(diào)加倍費(fèi)力而增加能耗。減少系統(tǒng)運(yùn)行的漏風(fēng)量，在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中漏風(fēng)所造成的能量損失是很可觀的，一定要經(jīng)常檢查、及時(shí)處理、加強(qiáng)維護(hù)管理，以減少能量損耗。

       (四) 其他節(jié)能措施

       4.1 優(yōu)化區(qū)域與工藝

       1) 減少高級(jí)別潔凈區(qū)面積，降低空調(diào)能耗。

       2) 無(wú)菌/高活性藥品生產(chǎn)可使用隔離器，降低潔凈級(jí)別要求，節(jié)能且保障質(zhì)量。

       3) 口服固體制劑采用自動(dòng)密閉投料，減少粉塵。

       4.2 空調(diào)系統(tǒng)安裝要點(diǎn)

       1) 合理布局：綜合設(shè)計(jì)管道與設(shè)備，避免過(guò)長(zhǎng)和沖突，建議三維設(shè)計(jì)。

       2) 處理熱噪：為高熱/高噪音設(shè)備（如滅菌柜、烘箱）設(shè)置獨(dú)立排風(fēng)和空調(diào)，維持溫濕度，利于節(jié)能。

       3) 過(guò)濾器管理：高效過(guò)濾器裝在末端，初/中效選用易更換的袋式，并設(shè)壓差監(jiān)測(cè)，及時(shí)維護(hù)，防污染。

       4) 排水優(yōu)化：冬季防液封失效，可增加補(bǔ)水或調(diào)整排水路徑（如經(jīng)加濕段）。

       (五) 總結(jié)

       藥廠GMP潔凈空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要從設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、運(yùn)行管理等多方面綜合考慮。通過(guò)合理利用新風(fēng)、優(yōu)化風(fēng)量壓差控制、動(dòng)靜態(tài)分開(kāi)控制、選擇高效設(shè)備、定期維護(hù)保養(yǎng)、根據(jù)季節(jié)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)等措施，可有效降低藥廠GMP潔凈空調(diào)系統(tǒng)的能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也有助于實(shí)現(xiàn)制藥行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

       參考資料：

       [1] 顧冬明,楊一心.醫(yī)藥凈化空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施[J].空調(diào)暖通技術(shù)，2018(1):37-42.

       [2] 馮繼紅.如何實(shí)現(xiàn)醫(yī)藥凈化空調(diào)系統(tǒng)的有效節(jié)能運(yùn)行[J].資源節(jié)約與環(huán)保, 2015(3):39-40.

       [3] 郭仿友.藥廠潔凈室設(shè)計(jì)的節(jié)能問(wèn)題分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào), 2015(6) :234.

       作者簡(jiǎn)介：

       Sophia, 主要從事生物醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展研究、藥物科普等方面工作。