淺談潔凈室空氣處理機組應用
0.引言 
    隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)濟的發(fā)展，潔凈技術(shù)的應用越來(lái)越廣泛。諾貝爾得獎?wù)咧?zhù)名的科學(xué)家楊振寧在2001年中國科協(xié)學(xué)術(shù)會(huì )議年會(huì )上判斷，未來(lái)的二三十年中①芯片的廣泛應用、②醫學(xué)與藥物的高速發(fā)展、③生物工程這三個(gè)方面將成為科技發(fā)展的火車(chē)頭，是未來(lái)科技發(fā)展的三大戰略方向。要滿(mǎn)足這三大方向，除了工藝本身的技術(shù)需要提高，最重要的是要向潔凈環(huán)境挑戰，創(chuàng )造一個(gè)潔凈度更高的室內微環(huán)境。
    如今，現代工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)和現代化科學(xué)實(shí)驗活動(dòng)要求微型化、精密化、高純度、高質(zhì)量和高可靠性，帶來(lái)潔凈技術(shù)也隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)產(chǎn)品的日新月異而健康、高速地發(fā)展，并在三大戰略外的食品、化妝品、軍工等行業(yè)有更好的表現。要創(chuàng )造一個(gè)良好的潔凈室微環(huán)境，一套高效、安全、可靠、實(shí)用、簡(jiǎn)單的空氣潔凈系統是其所有相輔相成的系統的核心部分，而空氣處理機組是完成換熱、過(guò)濾、加濕、送風(fēng)等功能的重要部件；和普通舒適性空氣處理機組有許多不同，本文從潔凈室的角度，談?wù)劃崈羰矣每諝馓幚頇C組的應用。
1.潔凈室空調系統的特點(diǎn)
    1.1 風(fēng)量大 
    潔凈室主要是通過(guò)空氣量的循環(huán)來(lái)過(guò)濾空氣中的塵埃、細菌等，實(shí)現對空氣中非生物粒子和生物粒子的控制，達到潔凈的標準。因此需要有足夠的風(fēng)量來(lái)保證室內的潔凈度。潔凈室的風(fēng)量一般按照室內換氣次數來(lái)計算，通常是10倍，甚至幾十倍，尤其是單向流潔凈室，換氣次數達到房間體積的幾百倍。 
    大風(fēng)量對空氣處理機組的強度是個(gè)考驗，目前市面上常見(jiàn)的空氣處理機組的都是采用鋁合金框架結構、方鋼結構的比較多，如果面板的厚度和框架的強度不夠，容易造成空氣處理機組變形，特別是醫用空氣處理機組，一般要采用正壓設計，如果面板和框架固定不夠，就有可能會(huì )出現面板飛出砸人的恐怖現象。所以潔凈用空氣處理機組首先要滿(mǎn)足高強度的要求，目前市面上常見(jiàn)的面板厚度有30mm和50mm，也有一些廠(chǎng)家率先推出60mm的面板的高端機組，相信在潔凈場(chǎng)合將得到廣泛的應用。
    1.2 風(fēng)機的壓頭高 
    潔凈室一般至少要采用初、中、高三級過(guò)濾器過(guò)濾，而這三級過(guò)濾器的阻力加起來(lái)就有700～800帕左右，潔凈室一般也要采用集中送、回風(fēng)的方式，以保證維持潔凈室的正負壓調節的要求，所以潔凈室的管道阻力一般比普通空調的要多一倍以上。需要克服這些阻力，就要求空氣處理機組的送風(fēng)機有足夠的壓頭，所以潔凈室的空氣處理機組的送風(fēng)機組一般采用后彎機翼型的風(fēng)機，或者是無(wú)窩殼的風(fēng)機，才能達到足夠高送回風(fēng)壓頭。
    在這種大風(fēng)量，大壓頭的情況下，對機組的漏風(fēng)率也是一種考驗，潔凈室用空氣處理機組的漏風(fēng)率越低，為客戶(hù)節省的能源就越多，運行費用就越低。
    1.3 溫濕度控制精度高 
    和普通舒適性空調的滿(mǎn)足人員舒適的要求不同，潔凈室的溫濕度控制的精度是為了滿(mǎn)足工藝要求，如在某些電子產(chǎn)品的制造中，對溫濕度的控制要求非常嚴格，在醫用和實(shí)驗動(dòng)物等方面，對溫濕度的控制精度也有明確的要求。為了實(shí)現恒溫恒濕，那么要求空氣處理機組中至少要具備制冷、制熱、加濕、除濕等功能段，而且需要精密控制的方式；如換熱器要采用高效率的親水翅片，并且水流量采用比例積分控制，加濕量也要采用比例積分或者是PID調節的方式，以便實(shí)現更高的控制精度。
    1.4 正負壓控制嚴格
    無(wú)論是電子廠(chǎng)房還是隔離病房、制藥廠(chǎng)、實(shí)驗動(dòng)物室等，為了防止粉塵、細菌擴散到其他的潔凈區域，還是為了防止病毒細菌的擴散引起交叉感染，潔凈房間的正負壓控制非常重要，特別是在醫用場(chǎng)合需要防止放射性塵埃、有害氣體、臭氣及細菌向外擴散，準確有效的控制正負壓極其關(guān)鍵。實(shí)際工程應用中，工業(yè)潔凈室和一般生物潔凈室都是采用正壓維持，但對于使用有毒、有害氣體或使用易燃易爆溶劑以及其他有特殊要求的生物潔凈室則采用負壓控制。要想有準確的壓差控制值，在潔凈室空氣處理機組要求要有較低的漏風(fēng)率，才能有較高的控制精度。同時(shí)采用集中送回風(fēng)的分流段將在空調箱中被廣泛應用。
    1.5 擁有良好的過(guò)濾系統 
    無(wú)論是滿(mǎn)足工藝設計要求的工業(yè)潔凈室，還是滿(mǎn)足醫用、制藥、實(shí)驗動(dòng)物等的生物工程，共同的特點(diǎn)是要滿(mǎn)足無(wú)塵，這將靠一套良好的空氣過(guò)濾系統來(lái)完成。潔凈技術(shù)對微生物、塵埃等的控制程度，主要取決于過(guò)濾器的性能。潔凈室一般至少要經(jīng)過(guò)三級過(guò)濾，空氣處理機組配備初、中效過(guò)濾器，送風(fēng)末端配高效過(guò)濾器�？諝膺^(guò)濾器需要有良好的品質(zhì)，一旦發(fā)生泄漏，就再也不可能達到潔凈的可能。除了本身不能有任何的泄漏，過(guò)濾器在空調箱的密封也要引起注意。
    1.6 采用變頻技術(shù)
    潔凈空調系統大風(fēng)量的特點(diǎn)帶來(lái)了高能耗，各種節能技術(shù)在潔凈空調系統中得到廣泛的應用。其中變頻技術(shù)在潔凈空調系統中被廣泛的選用。由于潔凈空調一般至少要經(jīng)過(guò)初效過(guò)濾器、中效過(guò)濾器(亞高效過(guò)濾器)、高效過(guò)濾器的過(guò)濾，而過(guò)濾器都是隨著(zhù)使用的時(shí)間越來(lái)越久，其阻力也越來(lái)越大，和普通空氣處理機組的送風(fēng)機是按過(guò)濾器的計算阻力來(lái)選型的不同，在潔凈室中選用空氣處理機組的送風(fēng)機電機功率都是按過(guò)濾器的終阻力來(lái)選型的，在空調系統運行初期，風(fēng)機的壓力是絕對足夠克服系統的阻力來(lái)滿(mǎn)足使用要求的，這時(shí)候采用變頻器，可以將風(fēng)機的轉速降低，減少功耗，起到良好的節能目的；隨著(zhù)系統的運行，過(guò)濾器的阻力越來(lái)越大，空調系統的風(fēng)量將會(huì )減少，通過(guò)風(fēng)管里風(fēng)量或者是靜壓變化提供變化的數據給變頻器，又變頻器將風(fēng)機的轉速變大，就可以滿(mǎn)足系統風(fēng)量的要求，同時(shí)也可以對風(fēng)機轉速的調節，對房間的正負壓保持有良好的調節作用。
    另外選用變頻風(fēng)機，也可以在潔凈室不使用時(shí)，將機組的轉速變低，送風(fēng)機的風(fēng)量減少，相當于值班風(fēng)機的使用。
    1.7 相當的穩定性和可靠性
    現代工業(yè)的高度發(fā)展，使得工業(yè)產(chǎn)品擁有體積小、高價(jià)值的特點(diǎn)，如果潔凈空調機出現故障，將帶來(lái)數于千計的損失，特別是醫用潔凈室中，如果在手術(shù)或者是產(chǎn)房過(guò)程中，如果空調機組出現故障，將帶來(lái)生命的安危，因此要求空調機組擁有相當的穩定性和可靠性，要求空氣處理機組的每一個(gè)部件采購中應該采用擁有良好的品質(zhì)管理的廠(chǎng)家的產(chǎn)品，如在機組內部應該選用有AMCA認證的高品質(zhì)風(fēng)機和高品質(zhì)的電機，對過(guò)濾器的選用也要非常慎用，特別是高效過(guò)濾器，如果有一個(gè)小孔，就帶來(lái)無(wú)數的細菌，后果是無(wú)法想像的。另外在空氣處理機組的生產(chǎn)和檢測也要嚴格按照國家的標準制造。
    以上是潔凈空調的共同特點(diǎn)，也可看出，潔凈室用空氣處理機組有別于普通空調機組，以下列出普通空調機組和醫用潔凈空調機組的區別：
2.工業(yè)潔凈室的特點(diǎn) 
    工業(yè)潔凈室主要是控制污染，保證產(chǎn)品的合格率，其主要特點(diǎn)有如下：
    2.1 對潔凈度要求高
    工業(yè)潔凈室需要滿(mǎn)足工藝要求，產(chǎn)品的性能指標不斷提升，也要求潔凈室潔凈度不斷提高，需要用到超高效過(guò)濾器，那么要求空氣處理機組也至少要配置初效、中效、亞高效過(guò)濾器系統，這樣對機組的強度要求更高，對空氣處理機組送風(fēng)機的壓頭會(huì )更大。
    2.2 溫度控制優(yōu)先 
    工業(yè)潔凈室一般需要人員操作，所以空氣處理機組要盡量以溫度控制優(yōu)先，保證一定的濕度控制，滿(mǎn)足人員的溫濕度要求，才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
    2.3 滿(mǎn)足特殊工藝的要求 
    如有些產(chǎn)品，需要用到化學(xué)制劑，所以機組要求耐腐蝕，還有些需要用到爆炸性的氣體，這就要求空氣處理機組防爆、防靜電，有些工藝對于震動(dòng)的要求很高，所以空氣處理機組就要有更好的防震措施。
3.生物潔凈室空調系統的特點(diǎn)
    3.1 生物潔凈室空調系統的一個(gè)顯著(zhù)的特點(diǎn)是要防止交叉感染，這個(gè)表現在空氣處理機組上面，主要是生物潔凈室用空氣處理機組要求采用全正壓設計，即把空氣處理機組的送風(fēng)機放在最前面，其余的功能段放在氣流的正壓段，防止外面的氣流進(jìn)入空氣處理機組，引起交叉感染。
    防止交叉感染需要注意的是：轉輪熱回收、板式熱回收等不適合在醫院場(chǎng)合使用。盡管醫院是能耗大戶(hù)，但轉輪熱回收其工作原理是通過(guò)轉輪在排風(fēng)和新風(fēng)之間進(jìn)行交換，容易產(chǎn)生交叉感染，在生物潔凈室中，熱管熱回收、盤(pán)管熱回收等技術(shù)由于沒(méi)有新排風(fēng)接觸，而被廣泛的采用。
    3.2 生物潔凈室空調系統的第二個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)防止空調系統的二次污染。這個(gè)特點(diǎn)表現在空氣處理機組中主要有如下注意點(diǎn)：
    3.2.1 空氣處理機組應該內壁板和內置件應該保持光潔，而且要耐消毒品腐蝕，宜采用不銹鋼板，并把機組底部的直交角改為圓角，以方便清潔。
    3.2.2 空氣處理機組采用濕度控制優(yōu)先，防止潮濕的空調在風(fēng)管和高效過(guò)濾器表面滋生細菌。3.2.3把熱交換器、過(guò)濾器等放在正壓段，風(fēng)機一般要在停機時(shí)立即關(guān)閉新風(fēng)閥，防止機組內表面結露，表冷器關(guān)閉后依然需要送風(fēng)，吹干盤(pán)管和水盤(pán)的水，內壁溫度逐漸回升，防止細菌滋生，過(guò)濾器放在正壓段也可以避免空氣過(guò)濾器受潮，有效的防止細菌的滋生．
    3.2.4 熱交器采用親水赤片，單位英寸的翅片不宜過(guò)多，否則換熱翅片容易積塵。采用無(wú)凝水盤(pán)管。只要使機組進(jìn)水溫度高于室內露點(diǎn)溫度與傳熱溫差之差，就可以保證空調機組中的換熱盤(pán)管干工況，這個(gè)需要和空調系統相結合才能實(shí)現，由新風(fēng)來(lái)承擔室內的濕負荷。
    3.2.6 生物潔凈室用空氣處理機組一般不采用檔水板，這就要求盤(pán)管的迎面風(fēng)速一般要小于2.5米/秒。
    3.2.7 電加熱采用不銹鋼光管制作-光滑無(wú)翅片、耐腐蝕、不容易積塵、易清洗。
    防止二次污染需要注意的是：
    3.2.8 濕膜加濕器絕對不能用在醫院場(chǎng)合。濕膜加濕器的初投資和運行費用都非常便宜，而被廣泛地應用在民用建筑中需要加濕但對濕度控制要求又不高的地方。但由于濕膜的加濕原理是通過(guò)空氣和水在濕膜上進(jìn)行交換，而潮濕的濕膜是細菌最容易滋生的環(huán)境，因此對于特別要注意防止二次污染的生物潔凈空調來(lái)講，是絕對不容許的。因此，濕膜加濕是絕對不能應用于醫院、制藥等生物潔凈場(chǎng)所，而沒(méi)有冷凝水產(chǎn)生的干蒸汽加濕、電極加濕、電熱加濕才被廣泛地應用于生物潔凈室空調。
    3.2.9 風(fēng)機盤(pán)管、自帶冷熱源的掛機、柜機不適合在手術(shù)室、產(chǎn)房、ICU、感染隔離室、各種實(shí)驗室、放射科等場(chǎng)所使用。風(fēng)機盤(pán)管、掛機等都有一個(gè)冷凝水盤(pán)，里面潮濕的環(huán)境也是細菌容易滋生。同樣的道理，醫院的空調主機也盡量選用風(fēng)冷主機，因為水冷主機的冷卻塔也是軍團菌等容易細菌生長(cháng)的地方。
    3.3 機組要有良好的殺菌滅毒
    3.3.1 空氣處理機組至少要有兩級過(guò)濾器，過(guò)濾器可以有效的空氣的塵埃，也可以阻斷細菌和病毒在空調系統中傳播和擴散，特別是高效過(guò)濾器，對于大氣中浮游的病毒、細菌的捕捉效率實(shí)際上能達到100%，也可采用有效防止過(guò)濾器細菌滋生的過(guò)濾器。如含抗菌劑INTESEPT的過(guò)濾器、二氧化鈦過(guò)濾器等，過(guò)濾器要定期更換。
    3.3.2 在機組的回風(fēng)口加電子滅菌裝置
    3.3.3 初效過(guò)濾器一般采用一次性的過(guò)濾器，使用一段時(shí)間后直接丟掉，而不應該再次使用。
    3.3.4 機組設置紫外線(xiàn)殺菌燈，紫外線(xiàn)照射的殺菌機理是使微生物細菌內核酸、原漿蛋白和酶發(fā)生化學(xué)變化而死亡。紫外線(xiàn)消毒有廣譜殺菌作用，能殺滅各種微生物，紫外線(xiàn)殺菌燈一般裝在空調箱的下游段，如盤(pán)管段和過(guò)濾段的迎風(fēng)面前面。
    3.4 自動(dòng)控制程度高。由于醫院各部門(mén)使用時(shí)間、要求的溫濕度、負荷各不相同，空調系統分區要細化，各個(gè)房間獨立控制與調節，這就要求醫用的空氣處理機組配備高配置的控制系統。
    3.5 防止空調系統的噪音、設備的震動(dòng)及較大的風(fēng)速刺激病人。由于醫院的病人抵抗能力比較弱，噪聲、和設備的震動(dòng)都會(huì )引起其不安，影響治療的效果，所以醫院空氣處理機組需要有更好的減震降噪措施。
    3.6 藥廠(chǎng)對特殊藥品生產(chǎn)造成的污染和交叉污染會(huì )嚴重影響其他藥品，需要嚴格分開(kāi)。如：青霉素類(lèi)、避孕藥品、放射性藥品、疫苗、血液制品等，這在空氣處理機組的選型特別要主要，應該多了解工藝流程，對于不合理的空調系統，應該反應給設計院和業(yè)主。
    3.7 排風(fēng)機盡可能設在排風(fēng)管末端，使整個(gè)排風(fēng)管路為負壓，排放有害物以及放射性氣溶膠等的污染物質(zhì)，應在排風(fēng)入口設HEPA過(guò)濾器。
參考文獻
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