洁净冷库空调系统形式分析及建议

熊燕飞

摘 要 结合目前国内生物制药行业洁净疫苗生产工艺特点，本文介绍了目前生物医药行业洁净冷库的2种空调系统形式，通过案例对比分析后提出了一些建议。

关键词 洁净冷库 空调系统 分析 建议

中图分类号：TU831文献标识码：A

0引言

疫苗的生产工艺要求，有洁净度和低温双重要求，洁净冷库是随疫苗生产工艺需求开发出的新生代产品，是保证疫苗产品符合国家《药品生产质量管理规范》（GMP）的基础设施。

1洁净冷库的洁净度及温湿度要求

洁净冷库的温湿度根据工艺要求来确定。通常为2-8℃，无相对湿度要求。

洁净冷库洁净度等级根据工艺要求来定，通常为C级，其悬浮尘埃粒子数也有相应要求。

2洁净冷库的空调系统形式

目前洁净冷库的空调系统主要有2种类形式：

（1）组合式空调机组形式：空气经中、高效两级过滤后送至冷库，空气的热湿负荷处理及系统初中效过滤设施均由组合空调箱负担，高效过滤由洁净冷库顶部安装的高效过滤器完成，送入洁净冷库的空气自房间内的回风口经回风管回至组合式空调箱，完成循环。气流组织为顶送侧下回（排）方式，高效送风口采用干式密封，滤芯采用聚四氟乙烯。

（2）（风机过滤单元）FFU+冷风机形式：通过在洁净冷库库内吊顶上安装防潮（风机过滤单元）FFU，来实现冷库的洁净度：空气经FFU内的高效过滤器过滤后送至洁净冷库，出口风面以0.45m/s？0%;洁净冷库内气流组织为顶送侧下回。回风经过侧墙的技术夹道回到上夹层。

通过上夹层安装的冷风机，来满足冷库低温需求：洁净冷库内需采用304不锈钢外壳的冷风机，冷风机置于上部技术夹层，靠近回风夹道，对回风进行制冷后再吹送到冷库上部夹层。制冷压缩机组，按现场实际情况可置于屋面或就近通风良好的地方，但位置不宜远离冷风机，如置于屋面需要加装雨棚。

3案例分析

某新建流感疫苗生产车间，内设置洁净冷库一座，需为其设计空调系统。该车间为框架式建筑结构，总建筑高度22.80m，总建筑面积9847㎡ ，结构层高6.2m;冷库位于该车间一楼，面积要求45㎡ ，室内净高要求2.8m，潔净级别为C级，工艺要求7h内将10万枚鸡胚从28℃冷却至中心温度2-8℃，相对湿度无要求，同时需保证该冷库24小时不间断运行，故制冷及风机均需设置备用。

制冷量核算：根据工艺要求，并结合冷库设计规范，考虑冷库本身热负荷及风机的散热，核算该冷库制冷量需求约19.8KW。

循环风量核算：根据洁净度要求，换气次数应该保证在25次/小时以上，房间送风量应不低于3150m3/h。

针对该项目，提出了两套制冷空调方案。

方案一：组合式空调机组低温送风形式，将制冷系统蒸发器设置在组合式空调机组内，完成降温。根据核算冷量需求为19.8KW，循环风量除满足换气次数要求外，需考虑与冷量匹配。最终设备选型循环风量为：12800m3/h，制冷量为：21.8KW。

考虑其24小时不间断运行需求，拟采用2台组合式空调机组，一用一备。通风风管接至房间高效送风口及回风口。为保证控温精准，室外制冷压缩机使用数码涡旋式，膨胀阀选用电子膨胀阀。

初投资：直膨式组合空调机组、制冷压缩机组、高效送风、风管及阀门、控制系统投资费用约32万元。

运行成本：制冷系统电功率12kw;空调系统风机功率11kw;另配置电加热除霜设施18kw（使用频率较低），系统正常运行电功率约23kw。

施工及维护难度：因本工程无空调机房，故空调机组放置于夹层上方，制冷压缩机组放置于一层室外。设备尺寸较大，单台组合式空调机组外形尺寸4600*1700*1700，需吊顶内安装，施工及后期维护难度较大。

方案二：FFU+冷风机形式。

循环风量：送风量应不低于3150m3/h，按照单台标准FFU风量为1000m3/h计算，房间需布置至少4台FFU，冷库需保证24小时不间断运行，考虑到FFU的故障率，拟使用标准风量为1000m3/hFFU6台。设置群控，平时4台FFU运行，若其中1台FFU风机不能正常运行，备用FFU启动运行。

冷量保证：冷库制冷量不低于19.8KW，房间需至少布置3台制冷量为6.6KW冷风机，考虑到冷风机的故障率，拟使用4台制冷量为6.6KW冷风机，3用1备。一台冷风机对应一台冷库制冷机组，冷风机组使用群控策略，根据室内负荷情况，判断冷风机的启动数量。冷库上方设有2m左右的空间高度安装冷风机。

初投资：增加的库板、FFU机组及其控制系统、冷风机及制冷压缩机组、制冷系统控制总费用约20万元。

运行成本：制冷系统12kw，FFU总功率1.1kw，系统正常运行电功率约13.1kw。

施工及维护难度：本方案设备相对分散，整机设备尺寸较小，但数量较多，对建筑空间要求较高，但施工难度较小，后期维护较为便捷。

4对比分析

方案一;一次投资较大，运行成本较高，控制简单、备用性单一，为避免压缩机频繁启停，压缩机需使用数码涡，投资较大，且空调机组所占体积较大，同时需要接风管，机组吊装在技术夹层，安装及后期维护难度大。

方案二：一次投资低，运行成本较低;控制调试简单，系统备用性强，空调系统所占体积小，不需要安装风管，安装难度低。（注：该方案对空间要求较高，若夹层空间狭小，冷风机安装空间不足，将对FFU造成气流干扰，影响洁净冷库的洁净度和温度。）

5建议

综合以上特点，洁净冷库空调系统建议使用FFU+冷风机形式，其备用性强，安装方便，投资低。