藥廠淨化空調係統--加熱和冷卻設備，加濕和除濕設備

一、加熱和冷卻設備
1、加熱和冷卻盤管的類型
冷（lěng）卻盤管屬於熱傳導（dǎo）裝置，由一根（gēn）帶有傳熱翅片的盤（pán）管組成，這些翅片可（kě）減少水蒸氣所含（hán）的顯熱量以及可（kě）能存在的潛熱量，其冷卻（què）介質可以是冷卻液氣態製冷劑。製（zhì）藥行業的應用場合一（yī）般需通過冷卻維持環境條件。用於冷卻的盤管主要有表麵冷（lěng）卻器（qì）(簡稱“表冷器”)和直接蒸發器。
用於空氣加熱的根據其介（jiè）質有蒸汽盤（pán）管、熱水、乙二醇（chún）或者高溫氣態盤管，屬於熱傳導裝置，是由一根帶有（yǒu）傳熱翅片的盤管組成，可提高所經過的（de）空氣流的顯熱量（liàng）。空氣電（diàn）加熱元件也可稱（chēng）為“加熱盤管”。
放置在除濕（shī）機（jī）的下遊位置，用於除去送（sòng）風中的過量顯熱的盤管為再冷卻盤管。
2、盤管的性能要求
冷卻盤管一般設置在風機（jī）的上遊或下遊部位(抽送式及吹送式（shì）)。
盤管中的水應（yīng）能夠*排出，通（tōng）氣孔和接頭應伸出空氣處理機組或管道外麵。盤管中的水流速（sù）度（dù）應保持在0.6～1.8m/s，以提供湍流，同時盡可能降低侵蝕。若無湍流，則可（kě）能使熱（rè）傳遞性能下降。
接觸鹽或（huò）處於腐蝕性條件下的盤（pán）管應采用銅製散熱片，而不能用鋁製的。用於冷凝用（yòng）途的冷卻盤（pán）管可采用鍍層來降低腐蝕和減少生物滋生。
盤管性能應符合GB/T 14296《空氣冷卻器和空氣加（jiā）熱器》的規定。
二、加濕和除濕設備
1、加濕器
（1）加濕器的類型（xíng）
根據加濕（shī）方式，加（jiā）濕器可（kě）分為如下幾種：
①直接噴幹蒸汽式；
②加熱蒸發式（shì）：電極（jí）式（shì）、電熱式、PTC蒸汽發生（shēng）器；
③噴霧蒸發式：噴淋式，噴霧式、超（chāo）聲波式、濕膜蒸發（fā）式；
④紅外式。
電（diàn）極式加濕、電熱式加（jiā）濕的加濕空氣機理與技術效果與直接噴幹蒸汽大體相同，對空（kōng）氣處理的過程是一個近似等溫加濕的過程；而噴淋式、噴霧式加濕器、濕膜蒸發式加濕器等加（jiā）濕方式為等焓加濕過程。低壓蒸汽比水更適合GMP區域HVAC係（xì）統的加濕，因為它不含細菌，且容易獲得。而噴霧加濕器、濕膜蒸發式加濕器的加濕（shī）過程，空氣均與（yǔ）水有直接接（jiē）觸，有滋生細菌的可能，且容易造成水質的汙染，因（yīn）而在（zài）製藥行業較少應用。
（2）加濕器的性能要求
加濕器應設有蒸汽噴射分散/噴淋管和提供無（wú）液滴蒸汽吸收避免下遊出現冷凝水滴的附屬裝置。當需要清潔蒸汽用於加濕時，應采用不鏽鋼製成帶有氣動或電動調節閥的蒸（zhēng）汽分離、幹燥室和（hé）帶外套的噴管組件（jiàn）。應采用蒸汽調節控製閥進行精確控製。應在控製閥上遊安裝一（yī）個三通(Y形)過濾（lǜ）器（qì），對（duì）其加以保護，防止汙物進入。
加（jiā）濕器（qì）若安裝在空氣處（chù）理機組中，應處於冷卻盤管段的下遊，以確保（bǎo）蒸汽在空氣流中有效（xiào）分布和吸收。加濕器的冷凝水泄水盤應采用不鏽鋼材質（zhì）製成，深（shēn）度至少（shǎo）應達到5cm，應用管子連接到機組殼體外部。
加濕器若處於風道（dào）內部，風道應采用不鏽鋼材質，全部（bù）焊（hàn）接，加濕器上遊0.6m、下遊1.5m確保防腐。加濕器管（guǎn）段應向下遊傾斜，連接到不鏽鋼管段的一個排水口，且必須設置一個足夠（gòu）高的存水管，以防（fáng）止空氣從存水管中漏出。
蒸汽供給管路應（yīng）從蒸汽總管的頂部引出，而不能從其底部引出，以確（què）保向分配支管供應幹燥蒸汽。應（yīng）在距離加濕器較近的位（wèi）置(但應在蒸汽（qì）吸收（shōu）位置後麵)設置一個上限濕（shī）度傳感器，以便在氣流相對濕度超過85%時關閉加濕器控（kòng）製閥，防（fáng）止濕氣在下遊表麵或空氣過（guò）濾器上凝（níng）聚。
2、除濕
（1）除（chú）濕機的類型
空氣除濕的原理和方法有升溫（wēn）降（jiàng）濕、冷卻減濕、吸收或吸附除（chú）濕三類，空氣經過加熱，溫度上升（shēng），相對濕度降低的過程即為升溫降濕過程。而空氣經過常規冷凍水表冷器，溫度下降，含濕量下降，這種降溫去濕（shī）處理就是典（diǎn）型的冷（lěng）卻減濕處理過程。幹（gàn）操劑係統對空氣的處理過程即為吸收或吸附除（chú）濕（shī）過程，幹燥劑係統（tǒng）廣泛應用於製藥行業進行除濕。
如（rú）果（guǒ）常規（guī）冷凍水或乙二醇係統不可用或不足以降低相對濕度，則可利用（yòng）下列幾種係統降低相對濕（shī）度。
①環繞式盤管係統：除濕性能相當於標準冷凍水/乙二（èr）醇，但能（néng）源成本較低。
環繞式盤（pán）管（guǎn）係統是一個（gè）簡單的管道回路（lù），上遊為預冷卻盤管，下遊為再熱盤管，將主冷（lěng）卻盤管夾在中間。泵入的循環流體將高（gāo）溫混合空氣（qì）的熱量傳遞到再（zài）熱盤管，再熱盤管將來自主冷卻盤管的冷空氣加熱（rè）。環繞式係統可降低主冷卻盤管的冷卻負荷，再熱能量由預冷卻盤管中循環（huán）流體吸（xī）收的熱量提供，而不是由外部（bù）能源提供。環繞式回路需要一台水泵和一個三通閥或變頻驅動裝置(VFD)。對於大型係統，可能需要一個設有排氣孔的膨脹箱。
②熱管係統：熱管有助（zhù）於降低空氣總冷卻負荷，從而提高空調係統的效率。典型設計由一個冷（lěng）卻回路（lù）構成，該回路采用兩個相連的換熱（rè）器，一個在（zài）主冷卻盤管的上遊(蒸（zhēng）發器盤管段)，另一（yī）個在主冷卻盤管的下遊(冷凝器盤管段)。當空氣流過第一個換（huàn）熱器時，換熱器內的製冷劑（jì）吸收熱（rè）量蒸發，從而（ér）使通過的空氣被冷卻。這樣可使主冷卻盤管更有效的將空（kōng）氣冷卻到露點溫度以下，從而提取更多的（de）水分（fèn）。之後，空氣流過第二個（gè）換熱（rè）器，被來自第一個（gè）換熱器的高溫製冷劑重新加熱，使製冷劑冷卻和液化，並（bìng）使其返回第一個換熱（rè）器。單換熱器型（xíng）加（jiā）熱管係統全（quán）封閉，利（lì）用毛細作用工作，不需要泵。加熱（rè）管可（kě）提高除濕性能，因此，采用較小的冷卻係統即可滿足要求。不過，增加（jiā）加熱管會增大壓降，因此（cǐ）需要（yào）對風機功率進行（háng）相（xiàng）應的調整。空氣露點如果低於0℃，空氣冷凝水會在（zài）主冷卻盤管（guǎn）表麵結冰，一段時間之後會減小空氣（qì）流量。通常會安裝一根輔（fǔ）助冷卻盤管與第一根盤管並聯，在第一根盤（pán）管（guǎn）解凍（dòng）期間，采用風（fēng）門切換到已除冰的盤（pán）管。
③雙路係統：雙路係統采用兩根（gēn）盤（pán）管來（lái）分別冷卻流入的外（wài）部新鮮空氣（qì）和室內（nèi）回風空氣。高溫潮濕的室外空（kōng）氣被一個“主”盤管冷卻到（dào）5～7℃，達到除濕目（mù）的。“輔助”盤管對部分（fèn）溫度較低的幹燥回風空氣進行幹冷卻。部分回風空氣（qì）可能繞過輔助盤管並與冷卻後的回風空氣混合。之後，這兩個（gè）氣流(外部空氣和回流空氣)混合為具有一定溫度和濕度的供給空氣。
雙路係（xì）統（tǒng）可以達到環繞式回路（lù）係統的能量效率，並且能更好的（de）控製外部空氣通風率。雙路係統將可顯熱冷卻與潛熱冷卻分開，便於控製供給空氣的溫度和濕（shī）度。雙路係統可以單獨安裝，也可與增加的暖通空調設備/回流設備安裝在一起。外部空氣冷卻盤管的規格應與最大潛（qián）熱負荷相適應，而回流空氣冷卻盤管的規格應與最大顯熱負（fù）荷相適應。外部空氣通路通過調節冷凍水流量控製混合供給空（kōng）氣的濕度（dù），而回（huí）流空氣通路通過調節旁路風門（mén）的位置控製混合供給空氣的溫（wēn）度。由於（yú）采用了加熱管，當露點低於0℃時，會有結冰的危（wēi）險。
④幹燥劑係統：幹燥劑係統適（shì）用於(且常用於)需要大量除濕（shī）而冷卻除濕方法很難（nán）達到較（jiào）低空間濕度(露點在3℃以下)的情況。這種係統可（kě）根據外部空氣與回風空氣所占的百分比。外部空（kōng）氣相對濕度及回風空氣的空氣（qì）流量進行設置，以調節部分或全部進（jìn）入空氣（qì）。
幹燥劑材料對水蒸氣的親和力比空氣大。幹燥劑可以是固態，也可以（yǐ）是液態，與吸收劑或（huò）吸附（fù）劑相同。固態和液態幹燥劑均用於冷卻係統中，但在暖通空調設備的運（yùn）行中，固態幹（gàn）燥劑應用廣泛，且有助（zhù）於防腐。
吸收劑一般為液（yè）態或固態，但是在吸收水（shuǐ）分後（hòu）逐漸（jiàn）變為液態，即在吸收大量水分時，吸收劑會發生物理或化學變化。典型（xíng）的吸收劑包括氯（lǜ）化鋰和氯化鈉。
吸附劑大（dà）多為固態，在接觸水分時不會發生物理或化學（xué）變化，水分（fèn）被吸收（shōu）或（huò）保持在材料表麵及其孔隙中。典型的吸附劑包括分（fèn）子篩（shāi）、矽膠和活性氧化鋁，其中矽膠應（yīng）用*。
在選擇（zé）幹燥（zào）劑材（cái）料時，應考（kǎo）慮需（xū）要除去的水量、空（kōng）氣通過幹燥劑後的過濾度及運行和維護成本。在製藥暖通空調設備中，Z常用的（de）是氯（lǜ）化鋰和二氧化矽。
（2）除濕設（shè）備（bèi）的性能要求
除濕設備應（yīng）在盤管上遊設置過濾器並在盤管下遊設置風機(在抽（chōu）風係統中)，以提供少量再熱。較低的表麵流速可以減小空氣壓降，並提高盤管的除濕性能。
冷卻係統（tǒng）中若采用除濕裝置，應注意以下方麵：
①合理選（xuǎn）擇（zé）暖通空調設備的型號和規格，確保在較差工況下提供所需的顯冷和潛冷。這些通常不（bú）會同時出現。
②設計部分負荷工況的能量效率，因為峰值負荷出現的時（shí）間通常隻（zhī）占（zhàn）運行時間的2%左右。
應在轉輪除濕機的下遊設置空（kōng）氣過濾器，用於收集鬆散的幹（gàn）燥劑和可能從轉輪流出的再（zài）生（shēng）空氣中的汙染物。再生空氣的預過濾必須與工藝空氣的預過濾相適應，以減小末端（duān）過濾器的負（fù）荷。
轉輪（lún）除濕機組的下遊需要（yào）冷卻，以除去空氣經轉輪處理後吸收的熱量。空氣先經過預冷卻達到較低的含（hán）濕量，然後再進入轉輪處（chù）理，可提高轉輪除（chú）濕機的幹（gàn）燥性能和能量效率。
幹燥劑係統的（de）選擇會影響主冷卻盤規（guī）格的確定（dìng），因（yīn）為（wéi）冷卻盤管隻需（xū）要處理送風的顯熱負荷，可采用溫度較（jiào）高的冷凍水，並（bìng）可（kě）提（tí）高運行效率。不過，由於幹熱空氣離（lí）開幹燥劑轉輪時吸附熱，總顯熱負荷會增大。
一般情況下，空間（jiān）相對濕度控製器（qì）會調節除濕設備周圍的旁通風門，從而降低室內相對濕度，導致更多的（de）空氣流（liú）過（guò）幹燥劑轉輪。由於多通路導致（zhì）空氣（qì）流量變化（huà），需要對管道係統（tǒng）內的壓力和空氣量進行控製，使（shǐ）主空氣處理機組的空氣流量保持恒定。通過調節再生盤管的蒸汽流量來控製相對濕度的方法效率較低，因為需要較長的時間才能使室內相對濕度發生改變，而且可能使吸收幹燥（zào）劑在幹（gàn）燥過程中受損。在不使用除濕設備時，應將（jiāng）其*旁路，但轉輪應（yīng）保持幹燥(即保持轉輪運轉和繼續加熱)。特別是對於吸（xī）收幹燥劑(例如（rú）氯（lǜ）化鋰)，如（rú）果在（zài）不能再生的情況下吸收水分，會發生“自毀（huǐ）”。