
HVAC設備是實現用戶對受控潔(jié)淨室環境(jìng)條件要求的主要(yào)設備。GMP區域所使用(yòng)HVAC設備,與運行係統的相關控製裝置及操作工序相配套(tào),主要實現以下功能:
①維持潔淨室內的溫度;
②維持潔淨室與相鄰環境的正(zhèng)壓(yā)和負(fù)壓要求,有效防止交叉汙染(rǎn);
③將HVAC係統對空調(diào)空間所造成的空(kōng)氣汙染降(jiàng)低到(dào)Z低程度;
④滿足室(shì)內通風要求,並為保持室(shì)內正壓提供補風;
⑤通過加濕或(huò)除濕處理,保持室(shì)內相對濕度(dù);
⑥如有要求,可提供維持潔淨室潔(jié)淨度分級和斷麵風速所需的空氣流量。
(一)空氣處理機組
空氣處理機組是HVAC係統的主要沒備,通過不同功能的組合可以實現對空氣的混合、過(guò)濾、加熱、冷卻、加濕、除濕、消聲、加壓輸送等(děng)。空氣處理(lǐ)設備的風量(liàng)、供冷量、供熱量、機外靜(jìng)壓、噪聲及漏風率等性能(néng)的優劣直接關(guān)係到潔淨室受控環境條件的(de)實現與否。
1、分類和標記
空氣處理機組屬於成(chéng)套(tào)設備,通常(cháng)是由對空氣進行一種或幾種處理功能的單元(yuán)段組合而成的。其組件(jiàn)包括金屬箱體、風機、加熱和冷卻(què)盤管、加濕器、空氣過濾裝(zhuāng)置等。
國家標準《組合式空調機組》(GB/T 14294-2008)對組合式空(kōng)調機組的分類、標記等進行了規定。
空氣處理機組按結構型式可分為:臥式(shì)W、立式(shì)L、吊頂式D及其它Q。按用途特征可分為:通用(yòng)機組T、新風機組X、淨化機組J及其它專用機組Z。
空氣處理機組的基本規格可按額定(dìng)風量(liàng)表示(shì),見下(xià)表:

空氣處(chù)理機組的標記代號應符合下表的規定:

2、空氣處理機組常用功能組合形式(shì)
空氣(qì)處理機組的功能段可以根據需要自由組合,也可以(yǐ)獨立做(zuò)成一部分。如僅配置風機(jī)對係統進行加壓輸送的送/排風風機箱;配置不同級(jí)別過濾器和風機的過濾箱等。
根(gēn)據HVAC係統設計,滿足(zú)GMP受控環境的主要有以下幾種較為常用的、經濟的功能段組合形式。
(1)常規方式

該(gāi)組合特點如下:
①本組合具有淨化空調係統
具備的功能段,故適合於淨化空調係(xì)統及一般中央空調(diào)係(xì)統;
②功(gōng)能段組合(hé)簡單,總(zǒng)長較短;
③一(yī)次回風方式;
④當混合段僅有一個風(fēng)口時,可用於全(quán)新(xīn)風處理的新風機組;
⑤當室內回風空氣比較幹淨時,也可直接將回風口(kǒu)設置在初效過濾段之後。
(2)Z經濟的帶初、中(zhōng)效過濾淨化的空調機組功能段組合
該組合特點如下:
①本組合選用板式的初效(xiào)過濾器,適用於新風較(jiào)清潔的地區;
②表冷和(hé)加熱放置於一個段內,縮短機組(zǔ)的總(zǒng)長度;
③選用無渦殼風機,電機與風機直接(jiē)聯(lián)動,無(wú)皮帶粉塵產(chǎn)生,對末端高效過濾(lǜ)有效保護(hù);
④一(yī)次回(huí)風方式(shì)。
(3)適(shì)合有(yǒu)二次回風的係統使用的空調機組功(gōng)能段組(zǔ)合(hé)

該(gāi)組(zǔ)合特點如下:
①本(běn)組合具有淨化空調係統具備的功能(néng)段(duàn),故適合於淨化空調(diào)係統及一般中央空調係統;
②功能段組合簡單,總(zǒng)長較短;
③二次回(huí)風方式。
(4)帶能量回收的空調係統使用的空調機組功能段組合

該組合特點如下:
①本組合適用於排風量較大的空(kōng)調係統,利用排(pái)風的能量先對(duì)新風進行預處理(夏季預冷,冬季預熱)。使(shǐ)空調(diào)係統更節能;
②具有淨化空調係統具備的功能段,故適合於淨化空調係統及一般(bān)中央空調係統;
③空調機組總長較長(zhǎng);
④新風、送風、回風、排風(fēng)的管道需要合理設計(jì)。
(5)配有(yǒu)轉(zhuǎn)輪除濕的空調係統使用的空調機組功能段組合

該組合特點(diǎn)如下:
①本組合適用於濕度要求(qiú)值較低的係統;
②具有淨化空調係統具備(bèi)的功能段,故(gù)適合於淨化空調係統及(jí)一般中央空調係統;
③功能段總長較長;
④二(èr)次回風方式;
⑤轉輪除濕(shī)機再生所需的再生風、排風等需要合(hé)理設計,風管係統較複雜。
(6)風機段一備一用的空調係統使(shǐ)用(yòng)的空調機組功能段組合

①本組合(hé)適用於運行不能中止的空調係統,風機一備(bèi)一用,風機出風口帶有止回閥(fá);
②具有淨化空調係統具備的功能段,故適合於淨化空調係統及一般中央空調係(xì)統;
③兩風機段可(kě)根據機房布局采用上下並聯或左右並聯設置。
(7)風機串(chuàn)聯使用的空調機組功(gōng)能段組(zǔ)合

該組合特點如下:
①本組合應用於係(xì)統阻力較大、回(huí)風風管與送風風管宜分開的空調係統;
②具(jù)有淨化空(kōng)調(diào)係統具備的功能段,故適合於淨化空調係統及一般中央空調係統:
③排風量、回風量(liàng)通過(guò)調節閥進行調節;
④兩風機的配電要求比通常其它係統要複(fù)雜一些;
⑤以上各組合不是獨立不變(biàn)的,根據使用(yòng)環境的不同,加以綜合選用(yòng)。
3、空氣處理設備的技術要求
空(kōng)氣處理設備的基本規(guī)格和參(cān)數應滿足GMP空調係統的技術要求。空氣處理設備的各組(zǔ)成部分,例如冷盤管、熱盤管(guǎn)、加濕器、除濕器(qì)、風機、風口、電機、過濾器及其它零部件,必須符合國家有關標準規定,同(tóng)時應能夠達到設計能力的1.15倍、以滿足需求量增大(dà)或未來擴容的(de)要求。
空氣處理設備應具有較高的可靠性(xìng),並且(qiě)重要部件的(de)維護符(fú)合要求。為了便於操作人員工作,內部照明燈可能比便攜式照明裝置更方便。照明裝置應采用電壓不超過(guò)36V安全照明,每個有檢修門的功能段設置一(yī)個燈具。照明裝置應采用防水全密封型。接線盒應采用防風雨型,線管穿過處應密封不透氣;電線、電(diàn)子元件和端子應標識清楚;高壓端子必須標明;內部電源(yuán)電纜應屏蔽;箱體采(cǎi)用絕熱、隔聲材(cái)料,應無毒(dú)、無腐蝕、無異味(wèi)和不易吸水,其材料外露部分(fèn)和箱體應具有不燃或難燃特性。
(二(èr))風口
目前潔淨室常用的氣流(liú)組織的送風方式有(yǒu)三種:孔板送風、側送、散流器送風。這些(xiē)送風裝置對於各房間/空間內(nèi)外的(de)空氣分配至關重要。必須安裝在正確的位置,才能保證空氣在(zài)空間供氣側到回流側的安善分配和清掃(sǎo)作用,達到淨化空氣和清除汙染物的(de)均勻氣流形(xíng)式。安裝位置不正(zhèng)確可能導(dǎo)致死區(局(jú)部微粒濃度增大)或氣流過大(產生不利的空氣湍流)。對於空氣(qì)需求量較少(shǎo)的分級空間,采用低(dī)流量多出氣口通常比高流量單出氣口效果好。由於這些裝(zhuāng)置設在空間四圍(通常在天花(huā)板上),材料(liào)選擇應(yīng)與房(fáng)間功能相適應。若用於潔淨室(shì),最好采用不鏽鋼,以免用腐蝕性清潔劑清洗導致腐(fǔ)蝕和生鏽。終端過濾組(zǔ)件(過濾箱)采用從房間一側可接近的HEPA過濾(lǜ)器(qì),用於供給清(qīng)潔空氣並防止空氣處理機組未運轉時汙染空氣從房間流(liú)出。
(三)風機和驅動裝置
1、風機及其驅動裝置的類型及特點(diǎn)
應用於HVAC係統的通風機一般多采用離心式或軸流式通風機,作為係統的(de)送風機、回風機(jī),排風機,不同的使用場所根據其(qí)性能特點(diǎn)可選用不同類型的風機。風機一般安裝在空氣處理機的供氣(qì)側,可采用無蝸殼風機/送(sòng)氣風機或離心風機(jī)。風機可采用直接驅(qū)動或皮帶驅動方式。排氣/抽氣工作一般采用直接驅動或皮帶驅動(dòng)翼式(shì)軸流風機或離心式風機。為了提高效率,應選(xuǎn)擇送氣風機,並采用不過載(zǎi)翼形鋁製葉輪。還應設有與進口輪轂(gū)相配的吸(xī)入錐,以保證高效、低噪聲運轉(zhuǎn)。在中-低壓力運行的大(dà)風量機組,則可采用翼式軸流風(fēng)機。管狀(zhuàng)結構、高效轉子和整體(tǐ)式導直葉片具有較高(gāo)的工作性能,而(ér)所需的空間最小。這種風機被認為適合采用可變空氣量的暖通空調係統、潔淨室(shì)高氣流量和排氣/抽氣。它們可用作(zuò)空氣處理機的回風機(jī),也可用於排氣/抽(chōu)氣用途(排風罩、生物安全櫃),具有(yǒu)較高的效率。此類機組應采用直接驅動(dòng)配置方式(電(diàn)機在氣流中),但也可(kě)采用皮帶驅(qū)動。
另一種(zhǒng)直(zhí)接驅(qū)動風機配置方(fāng)式是一係列較小的無蝸殼風機來代替(tì)傳統(tǒng)的單個大型(xíng)風機。這種布(bù)置方(fāng)式可減小(xiǎo)空氣(qì)處理機的總占地麵積,便於靈活設計、簡化維修工作、縮短停機時間、降低空氣處(chù)理機的(de)低頻噪聲,通常還能夠節約能源。這種多(duō)個(gè)直接驅動風機並聯運行的方式具有一定的冗餘度,因此可提高可(kě)靠性。風機應盡量選用通過(guò)AMCA認證(zhèng)的產品。因為連接到空(kōng)氣處理設備的出口和/或進口的管道(dào)會改變風機的(de)性能(néng)。以下四種類(lèi)型為風機(jī)性能(néng)檢測的標準(zhǔn)裝置(zhì)類型:A型,自由進口和自由出口;B型,自由進口和管道出口;C型,管(guǎn)進進口和(hé)自(zì)由出口;D型,管道進口和管(guǎn)道出口。B型即常鼓風(fēng)運行,C型即抽風(fēng)運行。由於不同裝置檢測的風機特性會(huì)有所不同,因而(ér)風機(jī)選型時應分清風機(jī)是抽風運行還是鼓風運行,應注意選用Z接近其使用狀態的風機(jī)類型。
2、風機及其驅動裝(zhuāng)置的性能要(yào)求
空氣處理設備在選擇風機時,為保證風(fēng)機在其預期壽命內正常運行,應考慮以下幾方(fāng)麵:
①結構材料(剛度、重量、易(yì)清潔性、腐蝕情況)根據工作條件(清潔/汙染空(kōng)氣、溫度、濕度、嚴苛性)確定(dìng);
②軸承;
③直接驅動與(yǔ)皮帶(dài)驅動;
④靜壓力及流量感測(cè);
⑤潤滑;
⑥安全(quán)防護裝置。
為(wéi)了保證空調係統的送風量能達到設計要(yào)求,空氣處理設備中的風機應根據額定風量和機組全靜壓進行選型。風管(guǎn)管道及送風管(guǎn)道末端風口所需求的機外靜(jìng)壓要求和設備自身各功能(néng)段在額定風量運行時的阻力降,如冷熱盤(pán)管、空氣過濾器、消聲器、連接風口等各段的阻力之和即(jí)機組全靜壓。風機規格不應太小(xiǎo),否則工作轉速會超過(guò)1800r/min,這樣會縮短軸(zhóu)承壽命。風(fēng)機轉速過高(gāo)還可能導致危險的振動並產生較大的噪聲。直接驅(qū)動(dòng)風機不需要更(gèng)換皮帶、不需要(yào)護罩,沒有皮帶(dài)脫(tuō)落問題,也不需(xū)要調(diào)整皮帶。此外,因為沒有軸承,也不(bú)需要潤滑。皮帶驅動風機(jī)采用同步帶和配(pèi)套帶輪代替三角帶和皮帶輪(lún)。其優點是:運轉過程中不打滑、壽命長,維(wéi)修工作較少、皮帶脫落(luò)物很少甚至沒有、單(dān)根同步帶可達到(dào)與(yǔ)多根三角帶相同的效果、能(néng)耗低;缺點是噪聲可能比較(jiào)大。為了減少(shǎo)軸承問題,風機應選用平均壽命不少於100000h的軸承。