
HVAC設備是實現用戶對受控(kòng)潔淨室環境條件要(yào)求的主要設備。GMP區域所使用HVAC設備,與運行(háng)係統(tǒng)的相(xiàng)關控製裝置及操作(zuò)工序相(xiàng)配(pèi)套,主要實現以下功(gōng)能:
①維持潔淨室內的溫度;
②維持潔淨室與(yǔ)相鄰環境的正壓和負壓要求,有效防(fáng)止交叉汙染;
③將HVAC係統對空調空間所造成的空氣汙染降低到Z低程度;
④滿足室內通風要求,並為保持室內正壓提供(gòng)補風;
⑤通過加濕或除濕(shī)處理,保持室內相對濕度;
⑥如有(yǒu)要求,可(kě)提供維持潔淨室潔淨度分級和斷麵風速所需的(de)空氣流量。
(一)空氣處理機組
空氣處(chù)理機組是HVAC係統的(de)主(zhǔ)要沒備,通(tōng)過不同功能的組合可以實現(xiàn)對空氣(qì)的混合、過濾、加熱、冷卻、加濕、除濕、消聲、加壓輸送等。空氣處理設備的風量、供冷量、供熱量、機外靜壓、噪聲及漏風率等性能的優劣直接關係到潔淨室受控環境條件的實現與否。
1、分(fèn)類和標記
空氣處(chù)理機組屬於成套設備,通常是由對空氣(qì)進(jìn)行一種或幾(jǐ)種處理功能的(de)單元段組合而成的。其組件包括金屬箱體、風(fēng)機、加熱和冷卻盤管(guǎn)、加濕器、空氣過濾裝置等。
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(fèn)類(lèi)、標記等進行了規(guī)定(dìng)。
空氣處理機組按結構型式可分為:臥式W、立式L、吊頂式D及其它Q。按用途特征可分為:通用機組T、新風機組X、淨化機組J及其它專用(yòng)機組(zǔ)Z。
空氣(qì)處理機組的基本規格可按額定風量(liàng)表示,見下表:

空(kōng)氣處理機組的標記代號(hào)應符合下表的(de)規定:

2、空氣處理機組常用(yòng)功能(néng)組合形式
空氣處理機組的功能段可以根據需要自由組合(hé),也可以(yǐ)獨立做成一(yī)部分。如僅配置風機對係統進行(háng)加壓輸送的送(sòng)/排風風機箱;配置不同級別過濾器和風機的過濾箱等(děng)。
根據HVAC係統設計,滿足GMP受控環境的主要有以下幾種較(jiào)為常用的、經濟的功能段組合形式。
(1)常(cháng)規方式

該組合特點(diǎn)如下:
①本組合具有(yǒu)淨化空調係統
具備的功(gōng)能段,故適合於淨化空調係統及一般中央空調係統;
②功能段(duàn)組(zǔ)合簡單,總長較短;
③一次回風(fēng)方式;
④當混合(hé)段僅有一個風(fēng)口(kǒu)時,可用(yòng)於(yú)全新風處理的新風機組;
⑤當室(shì)內回風空氣(qì)比較幹淨時,也可(kě)直接將回風口設置在初效過濾段之後。
(2)Z經濟的帶初、中效過(guò)濾淨化的空調機組功能(néng)段組合
該組合特點如下:
①本組合選(xuǎn)用板(bǎn)式的初效過濾器,適用於新風較清潔的(de)地區;
②表冷(lěng)和加熱放置於一個段內,縮短機組的總長度(dù);
③選用無渦殼風機,電機與風(fēng)機直接聯動,無皮帶粉塵產生,對末端高效過濾有效保護;
④一次回風方式。
(3)適合有二次回風的係統使用(yòng)的空調機組功能段組合

該組(zǔ)合特點如下:
①本組合具有淨化空調係統(tǒng)具備的功能段,故適合於淨化空調係(xì)統及一般中央空調係統;
②功能段組合簡單,總長較短;
③二次回風方式。
(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(diǎn)如(rú)下:
①本組(zǔ)合適用於排風量較大的(de)空調係統,利用排風的能量(liàng)先對新(xīn)風進(jìn)行預處理(夏季預冷,冬季預熱)。使空調(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(diào)係統(tǒng)及一般中央空調係統;
③空調(diào)機組總(zǒng)長較長;
④新風、送風、回風、排風的管道需要合理設計(jì)。
(5)配有轉(zhuǎn)輪除濕的空調係統使用的空調機組功能(néng)段組合

該組合特點如下:
①本組合適用於濕度要(yào)求值較低的係統;
②具有淨化空調係統(tǒng)具備的(de)功能段,故適合於淨化(huà)空調係(xì)統(tǒng)及一般中央空調係統;
③功能段總長較(jiào)長;
④二次回風方式;
⑤轉輪除濕機再生所需的再生風、排風等需要合理設計,風管係統較複雜。
(6)風機段一備一用的空調係統使用的空調機組功能段組合

①本組(zǔ)合適用於運行不能中止的空調(diào)係統,風機一備一用,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(néng)段,故適合於淨化空(kōng)調係統及(jí)一般中(zhōng)央空調係統;
③兩(liǎng)風機段可(kě)根據機房布局采用上下並聯或(huò)左右並聯(lián)設(shè)置。
(7)風機串聯使用(yòng)的空(kōng)調機組功(gōng)能段組(zǔ)合(hé)

該(gāi)組(zǔ)合特(tè)點如下:
①本組合應用於係統阻力較(jiào)大、回風風管與送風風管宜分開的空調係統;
②具有淨化(huà)空調係統具備的功能(néng)段,故適(shì)合於淨化空調係統及一般中央空調係統:
③排風量、回(huí)風量通(tōng)過調節閥進行調節;
④兩風機的配電要求比通常其它係(xì)統要複(fù)雜一些;
⑤以上各組合不(bú)是獨立不變的,根據使用環境的不同,加以綜合選用(yòng)。
3、空氣處理設備的技術要求
空氣處理設(shè)備的基本規格(gé)和參數(shù)應(yīng)滿足GMP空調係統的技術要(yào)求。空氣處理設備的各組成部分(fèn),例如冷盤管、熱盤管、加濕器、除濕器、風機、風口、電機、過濾(lǜ)器及其它零部件,必須符合國家有關(guān)標準規定,同(tóng)時應(yīng)能夠達到設計能力的(de)1.15倍、以(yǐ)滿足需求量增大或(huò)未來擴容的要求。
空氣處理設備應具有較高的(de)可靠性,並且重要(yào)部件的維護符合要求。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(míng)裝置應采用(yòng)電壓不超過36V安全照明,每(měi)個有檢修門(mén)的功能段設置一個燈具。照明裝置應采用(yòng)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(qì);電線、電子元件和端子應標識清楚;高壓端子必須標明(míng);內(nèi)部電源電纜應屏(píng)蔽;箱體采用絕熱、隔聲材料,應無毒、無腐蝕、無異味和不易吸水,其材料外(wài)露部分和箱體應具有不燃或難燃特性。
(二)風口
目前(qián)潔淨(jìng)室常用的氣流組織的送風方式有三種:孔板送風(fēng)、側送、散流器送風。這些(xiē)送(sòng)風(fēng)裝置對於各房間/空間內外的空氣分配至關重要(yào)。必須安裝在(zài)正確的位置,才能保證空氣在空間供氣側到(dào)回流側的安善分配和(hé)清掃作用,達到淨化空氣和(hé)清除汙染物的均勻氣流形式。安(ān)裝位置(zhì)不正確可能導致死(sǐ)區(局部(bù)微(wēi)粒濃度增大)或氣流過大(產生不利(lì)的空氣湍流)。對於空(kōng)氣需求量較(jiào)少(shǎo)的分級空間,采用低流量多出(chū)氣口通常比高流量單出氣口效果好。由於這些裝置設在空間四圍(通常在天花板上),材料選擇應與房間功能相適應。若用於潔淨室,最(zuì)好采用不鏽鋼,以(yǐ)免用腐蝕性清潔劑清洗導致腐蝕和生鏽。終端(duān)過濾組件(過濾箱)采用從房(fáng)間一側(cè)可(kě)接近的HEPA過濾器,用於(yú)供給(gěi)清潔空氣並防(fáng)止空氣處理機組未運轉(zhuǎn)時汙染空氣從房間流出。
(三)風機和驅動裝(zhuāng)置
1、風機及其驅動裝置(zhì)的類型及特點
應用於HVAC係統(tǒng)的通風機一般多采用離心式或軸流式通(tōng)風機,作為係統(tǒng)的送風機、回風機,排(pái)風機,不同的使用場所根據其性(xìng)能特點可選用不同類(lèi)型的風機。風機一般安裝在空氣處理機的供氣側,可采用無蝸殼風機/送氣風機或離心風機。風機可采用直接驅動或皮帶驅動方式。排氣/抽氣工作一般采用直接驅動或(huò)皮帶驅動(dòng)翼式軸流風機或離(lí)心式風機。為了提高效率,應選擇送氣風機(jī),並采(cǎi)用不過載翼形(xíng)鋁製葉輪(lún)。還應設有與進口輪轂相配的吸入錐,以(yǐ)保證高效、低噪聲運轉。在中(zhōng)-低(dī)壓力運行的大風量機組,則可采用翼式軸流風機。管(guǎn)狀結構、高效轉子(zǐ)和整體式導直葉片具有較高的工作(zuò)性能,而所需的空間最小。這種風機被認為適合采(cǎi)用可變空氣量的暖通空調係統、潔淨室高氣流量和排氣(qì)/抽氣。它們(men)可用作空氣處理機的回風機,也可用於排氣/抽氣用途(排風罩、生物安全櫃(guì)),具(jù)有較高的效率。此類機組應采用直接驅動配(pèi)置方式(電機在氣(qì)流中),但也可采用皮帶驅(qū)動。
另一種直接(jiē)驅動風機配置方式(shì)是一係列(liè)較小的無蝸殼風機來代替(tì)傳統的單(dān)個大型(xíng)風機。這種布置方式(shì)可減(jiǎn)小空氣處理機的總占地麵積,便於靈活設計、簡化維修(xiū)工作、縮短停機時間、降低空氣處理機的低頻噪聲,通常還能夠節約能源。這種多個直(zhí)接驅動(dòng)風機(jī)並聯運行的方式具有(yǒu)一定(dìng)的冗餘度,因此可提高可靠性。風機(jī)應盡量選用通(tōng)過AMCA認證的產品。因為連接到空氣處理設備的出口和/或進口的管道會改變風機的性能。以(yǐ)下四種類型為風機性能檢(jiǎn)測的標準裝置類型:A型,自由(yóu)進口(kǒu)和自由出口;B型,自(zì)由(yóu)進口和管(guǎn)道出口(kǒu);C型(xíng),管(guǎn)進進口和自由出口;D型,管道進口和管道出口。B型(xíng)即常鼓風運(yùn)行,C型即抽風運行。由(yóu)於(yú)不同裝(zhuāng)置檢測的風機特性會有所不同,因而風機選型時應分(fèn)清風(fēng)機是抽風運行還是鼓風運行,應注意選用Z接近其使用(yòng)狀態的風機類型。
2、風機及其驅動裝置的性能要求
空氣(qì)處理設備在選擇風機時(shí),為保證風機在其(qí)預期壽命內正(zhèng)常運行,應考慮以下幾方麵:
①結構材料(剛度、重量、易清潔性、腐蝕情況)根據工作條件(清潔/汙染空氣、溫度、濕度、嚴苛性)確定;
②軸承(chéng);
③直(zhí)接驅動(dòng)與皮帶驅動;
④靜壓力及流量感測;
⑤潤滑;
⑥安全防護裝置。
為了保證空調係統的送風量(liàng)能達到設計要求,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(fēng)管管(guǎn)道及(jí)送風管(guǎn)道末端風(fēng)口所需求的機外靜壓(yā)要求和設備自身各功能段在額定風量運行時的阻力降,如冷熱盤管、空氣過濾器、消聲器、連接風口等各(gè)段的阻力之和即機組全靜壓。風(fēng)機(jī)規格不應太小,否則工作轉(zhuǎn)速會超過1800r/min,這樣會縮短軸承壽命。風機轉速過高還可能導致危險的振動並產生較大的噪(zào)聲。直接(jiē)驅動風機不(bú)需要更換(huàn)皮帶、不需(xū)要護罩,沒有皮帶脫落問題,也不(bú)需要調整皮帶。此外,因為(wéi)沒有軸承,也不需要潤滑。皮帶驅動風機采用同步帶和(hé)配套帶輪代替三(sān)角帶和皮帶輪。其優點是:運轉過程中不打滑(huá)、壽命長(zhǎng),維修工作較少、皮帶脫落物很少(shǎo)甚至沒有、單根同步帶(dài)可達到與多根三角帶相同(tóng)的效果、能耗低;缺點是噪聲可能比較(jiào)大。為了減少軸承問題(tí),風機應(yīng)選用平均壽命(mìng)不少於100000h的軸承。