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洁净厂房空调系统优化改进及制冷系统的设计优

时间:2019-10-23 01:03:47    标签:{dede:field.typename/}    来源:本站




在实际运行中发现问题,在设计中逐步(step by step)改进,是每项技术发展遵循的客观规律(rhythmical),暖通空调系统也不例外,通过与药品生产(Produce)企业管理人员和暖通空调系统操作人员的交流,他们对原有厂房系统存在的问题,以及对新建厂房提出新的要求,通过对他们提出的问题要求进行分析,然后在设计过程中采取相应的措置,不断地提高暖通空调系统的合理性、安全性,节约能源,保护环境,提高工作人员的生产环境。洁净手术室装修手术室的空气;手术所需的物品;医生护士的手指及病人的皮肤,防止感染,确保手术成功率。要求设计合理,设备齐全,护士工作反应灵敏、快捷,有高效的工作效率。手术室要有一套严格合理的规章制度和无菌操作规范。随着外科技术飞速发展,手术室工作日趋现代化。
1 药厂空调系统存在的问题及改进措施
首先空调机组一年四季开着蒸汽或热水加热,很不节能;空调机组新风管上只有初效过滤器,中效过滤器和高效过滤器寿命比较短,更换频繁;一般洁净空调设计新风量(定义:单位时间内空气的流通量)按恒定设计,没有合理利用免费能源。传统灭菌(fungus)方式采用甲醛(Formaldehyde)熏蒸法,这种方法对人体健康有害,消毒完毕后排风直接排入大气,对周围空气造成污染;洁净区排风倒灌和排风与新风短路问题;忽略排烟问题。
针对上述情况在以后的设计时应从以下几个方面加以改进。
一次回风空调系统,夏季新风和一次回风混合后经过表冷处理后温度(temperature)在 15℃左右,室内设计温度24~26℃,车间围护结构冷负荷和车间内散热都不大,主要是有设备的房间冷负荷相对较大但对整个系统来说则影响较小,送风温度需要20~22℃左右,所以要对空气进行再热到设计送风温度,这样就会出现冷热量(Heat)抵消的情况,很不节能。如果采用二次回风系统,在主回风管与空调器风机段增加一段风管连通,其作用是让部分回风,不经过表冷器冷却(cooling)处理在风机段前与经表冷的新风和一次回风进行混合,使其混合风的状态点正好为设计送风点,这样夏季不再需要再热盘管,可以得到很好的节能效果;另外由于二次回风不经过表冷器,同样型号表冷器处理风量减少,换热温差增大,换热效率提高,并且减小因风速大带水的几率。针对部分房间有设备散热量大、冷负荷大,其余房间没有设备散热量小、冷负荷小的系统同样可以采取二次回风的方式在系统内部平衡冷、热负荷达到节能效果。
洁净空调正常运行时,新风含尘量高,如果只进行初效过滤就和回风混合,加重系统中中效过滤器(作用:过滤杂质等)和亚高效过滤器的过滤负荷。同时缩短了初效过滤器清洗或更换周期,增加维护费用,降低空气质量。另外新风仅进行初效过滤容易使冷、热盘管积尘降低盘管的换热效率,同时热交换盘管、肋片及周边部分滞留冷凝水,在停机时,温度升高,积尘后在高湿环境中适合微生物繁殖,特别适合真菌的繁殖,并且盘管阻塞以后造成阻力增大,风量减少,空调处理器处理空气能(别称:空气源、空气源热水机)力也会降低。如果在新风管上增加简易式便于拆卸、冲洗的尼龙网过滤器,使较脏的新风经过尼龙网后再进入机组的初、中、亚高效三级过滤,这样既减轻了初效过滤器的脏堵和更换速率又减小了微生物滋生。由于新风量小于总风量,因此过滤面积小,增加费用少而对保护后面系统收益大,同时尼龙网过滤器冲洗后能反复使用等,从而大大降低了运行费用。
根据空气调节室外设计参数(parameter),夏季干球为历年不保证50小时干球温度,冬季室外温度为历年平均不保证1天的日平均温度,相对湿度亦是相当,由此可见室外设计参数是相对保守的,空调系统全年运行在优于室外设计参数的环境中,因此应充分利用过渡季节室外空气,从而减少冷源和热源的使用,达到节能降耗的效果;在设计时则需要把新风系统按全新风系统选择风管和过滤器(作用:过滤杂质等)尺寸,排风系统风管尺寸与总回风管相同,在新风管、回风管、排风管上设置风量调节阀。层流手术室净化高效安全的手术室空气净化系统,保证手术室的无菌环境,可以满足器官移植、心脏、血管、人工关节置换等手术所需的高度无菌环境。由于各专科的手术往往需要配置专门的设备及器械,因此,专科手术的手术间宜相对固定。
2 制冷控制(control)系统的介绍
制冷空调的设计一直以来就是一个涉及面广的半结构化问题,它所包含的热力计算、负荷计算、设备选型、结构设计计算、效率计算、外观设计、工艺设计等,不仅要有成熟的计算公式,而且往往还需要设计师丰富的经验知识以应对设计中的各种决策问题。洁净手术室装修公司层流手术室的空气压力根据其不同区域(如手术间、无菌准备间、刷手间、麻醉间和周围干净区域等)洁净度不同要求而不同。不同级别的层流手术室其空气洁净度标准不同。同时,为了提高产品的质量性能,还需要按照设计图纸做出样机,进行大量的样机试验,进行优化设计,从而设计出较为满意的产品。单从这些过程的描述就可看出,这是一个十分复杂而漫长的过程。
制冷系统是由换热器、节流装置和压缩机等部件相互连接而构成的一个封闭系统,部件模型是系统模型的关键和基础。制冷系统从20世纪60年代开始,发展到现在,经历了从单纯的部件模型研究,到适合系统仿真要求的部件模型和系统模型研究;从稳态、集中参数,到动态、分布参数模型的研究;从瞬态特性研究,到长时间运行过程的仿真。仿真优化技术是通过数学仿真或半实物仿真,对系统进行优化设计和综合的技术。简单的说,就是通过仿真试验,高效率的找出系统在一定条件下的最优解。它根据系统的优化目标,合理设计仿真试验方案,建立对象仿真模型,有效的控制(control)仿真试验干扰,科学处理仿真试验数据,全面进行优化分析,实现优化目标。
3 制冷空调设计优化
要对制冷空调装置进行优化,我们首先要确定优化的原则和要求,然后才是优化方法的确定。节能节材是制冷界引人注目的课题之一,为了能使制冷装置能耗最小、材料最省、效率最高,应选择怎样的制冷部件和组合方式,这涉及(to involve)到制冷装置的优化设计,即最佳匹配问题,也是制冷界亟待解决的问题。
制冷装置由多个部件组成,制冷装置的匹配意味着其各部件必须在相同的流量下工作,工况才能稳定。从各部件的静态特性曲线上看,其匹配点就是各部件静态特性曲线的交点,如要实现最佳匹配,必须综合考虑制冷装置的效率、运行费用、设备的寿命(lifetime)及结构参数(parameter)等因素。
制冷空调优化设计的要求,一般来讲应该包括以下两项:保证制冷装置的稳定运行,实现其功能要求;保证制冷效率与经济性最高。效率与经济性的考虑,体现在运行费用和制造费用的降低上。通过提高装置的运行效率,可以节约能量,降低运行费用。但是运行费用和制造成本两者之间通常是矛盾的,因而,必须综合考虑设备的投资及运行费用,解决制冷装置的结构参数和运行参数的最优化问题,从而满足热效率和经济性的最优化。
制冷装置优化设计方法,目前广泛应用的有静态特性曲线法和热动力学法。静态特性曲线法是通过试验或热力计算,画出制冷机组中各部件(压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器等)的静态特性曲线,当两个制冷机组部件一起工作时,其工作点必然落在该两部件特性曲线的交点上。通过选择不同的部件参数,是静态特性的交点发生改变,使最后得到的交点处于一种比较高的效率点上。
热动力学法是国内外制冷界深入研究和广泛采用的方法。制冷装置的优化设计与运行涉及两个问题,一是优化目标函数与约束条件;二是需要一台自适应多参数(parameter)控制(control)器配合工作。其基本思路与方法是:首先应建立制冷装置及各部件仿真模型,然后联立求解这些模型方程组。在此基础上,选定某一目标函数,确定实现该目标函数的约束条件,保持制冷装置在某一基本工况下处于最佳匹配状态。
4 结语
制药车间对生产的环境具有很高的要求,尤其是洁净车间。我国出台的《药品生产质量管理规范》中对制药车间的环境有明确的规定。这就对车间的空调系统提出了较高的要求。因此在设计中需要对空调系统、制冷系统的设计及施工方法合理的加以优化改进。
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