第3章空气净化和调节设备

上一内容下一内容回主目录返回第三章空气净化和调节设备目录第一节概述第二节空气净化和调温调湿设备第三节净化空调系统全国高等学校高职高专药品类专业卫生部“十一五”规划教材《生物制药设备》上一内容下一内容回主目录返回学习目标知识目标1.了解空气的组成，了解空气中颗粒、微生物的存在状态；2.熟悉过滤原理，熟悉各类过滤方法；3.掌握空气过滤器、温度和湿度调节器的结构和工作原理。能力目标1.学会空调机组的操作与维护技术；2.掌握空气净化各工艺参数的调节方法。上一内容下一内容回主目录返回第一节概述空气是多种气体的混合物。它的恒定组成成分有氧、氮和氩、氖、氦、氪、氙等气体，空气中的不定组成部分，不同地区则有不同的组成。常见的有二氧化碳、水蒸气、氢、臭氧、氧化二氮、甲烷、二氧化硫等多种物质。在空气中还存在有各种污染物质和微生物。上一内容下一内容回主目录返回1.空气中的颗粒通常，每立方空气中含有～个尘埃粒子。41055103身着普通服装的人走动时每平方米每分钟的产尘量约为颗。140300颗粒自然降尘直径在飘尘直径小于m10m100m10上一内容下一内容回主目录返回2.空气中的微生物微生物附着在尘埃颗粒上，飘浮空中，造成空气污染。室外空气比较干燥，无营养物质，且受紫外线照射，不适宜微生物生存，只有短暂的存活时间。部分微生物对外界环境抵抗能力较强。八叠球菌、细球菌、枯草杆菌以及霉菌和酵母菌的孢子等，在大气中停留时间较长，是造成大气污染的主要种类。室内空气比较潮湿，微生物种类和数量较多，尘埃中含有细菌、真菌、尘螨等。上一内容下一内容回主目录返回空气中细菌个体直径一般为m5~m0.5，多数为。m5少数的病菌为细菌常以群体存在，并大量附着在空气中的尘埃颗粒上，形成“生物粒子”。空气中的微生物个数一般为3m1000个3m3000个空气净化原理：通过过滤除去尘埃即可去除空气中的微生物。m0.5~m0.03~上一内容下一内容回主目录返回3.空气中的液体不含水分的空气叫绝干空气。油烟水蒸汽水分和油滴都是微生物的载体。通常所说的空气含有水分，称为湿空气。上一内容下一内容回主目录返回二、空气的性质（一）空气的湿度1.湿空气绝对湿度H湿空气中单位体积绝干空气所含水蒸汽的质量，称为绝对湿度。它实际上就是水汽密度。3kg/mH湿空气中绝干空气质量湿空气中水蒸汽质量某一温度下，如果空气中水蒸气的含量达到了最大值，此时的绝对湿度称为饱和空气的绝对湿度。上一内容下一内容回主目录返回2.湿空气的相对湿度RH在一定总压下，湿空气中水蒸汽分压与同温度下饱和水蒸汽压之间的比值称为相对湿度。VwppRH（二）干球温度用普通温度计测得的湿空气的温度叫干球温度，用t表示，单位有℃或K。干球温度为湿空气的真实温度。相对湿度表明了湿空气的不饱和程度，反映湿空气吸收水汽的能力。上一内容下一内容回主目录返回用水润湿的纱布包裹温度计的感温球，湿纱布的一端浸在水中，使之始终保持湿润，这样就构成为一湿球温度计。将它置于一定温度和湿度的流动的空气中，达到稳态时所测得的温度称为空气的湿球温度。（三）湿球温度上一内容下一内容回主目录返回空气的湿度、干球温度、湿球温度三者之间的关系)(09.1wtdttrHHdHtr湿球温度下空气的饱和湿度；wt在湿球温度时水的汽化潜热，单位。wtkgkJ上一内容下一内容回主目录返回三、药品生产车间的空气卫生（一）洁净区的等级《药品生产质量管理规范》，简称GMP设计依据重点防止药品被污染的问题《洁净厂房设计规范（GBJ73-84）》上一内容下一内容回主目录返回（一）洁净区的等级划分空气洁净度等级含尘浓度含菌浓度尘粒粒径（μm）尘粒数量(个/m3)沉降菌(Φ9cm碟0.5h)浮游菌(个/m3)100级≥0.5≤3500≤1≤5≥5010000级≥0.5≤350,000≤3≤100≥5≤2,000100000级≥0.5≤3,500,000≤10≤500≥5≤20,000大于100000级(相当于300000级)≥0.5≤3,500,000≥5≤20,000上一内容下一内容回主目录返回（二）洁净区的主要参数序号空气洁净度适宜温度相对湿度01100级18~24℃45％~60％0210000级18~24℃45％~60％03100000级18~26℃45％~65％04300000级18~26℃45％~65％1.温度和湿度上一内容下一内容回主目录返回2.压差室内空气压强与室外空气压强之间的差值。如果室内空气压强大于室外空气压强则称室内为正压差，反之则称室内为负压差。规定洁净室与非洁净室最小正压差值应大于5Pa，洁净室与室外环境的最小压差为10Pa。3.新鲜空气量送至洁净室的新风中，新风占总送风量75％，回风占总送风量25％。上一内容下一内容回主目录返回第二节空气净化和调温调湿设备一、空气过滤基本知识1.过滤利用薄片多孔材料截留混合体系中固体颗粒的过程叫过滤。过滤所用薄片多孔材料称为过滤介质。2.空气过滤常用介质泡沫金属过滤棉空气过滤常用介质有泡沫金属、海绵、棉花、滤纸、无纺布、微孔膜。上一内容下一内容回主目录返回3.空气过滤方式通常空气过滤的推动力是压强差，空气过滤属于加压过滤。对于生产过程产生的废气还可以采用离心沉降法进行净化处理。二、常用空气净化设备（一）过滤分离设备1.初效过滤器用于过滤空气中自然降尘采用棉花、粗中孔泡沫塑料、涤纶无纺布等材料制作，以布袋式居多。袋式上一内容下一内容回主目录返回袋式气流流向楔形板式初效过滤器空隙大,阻力小，过滤风速0.4～1.2。m/sm/s上一内容下一内容回主目录返回2.中效过滤器用于去除直径为～颗粒的过滤器叫中效过滤器。m1m10过滤介质一般采用中细孔泡沫塑料、超细合成纤维或玻璃纤维、以及优质无纺布。结构形式：主要有布袋式和楔形板式两种。袋式板式上一内容下一内容回主目录返回中效过滤器具有高捕尘能力、高吸尘载量及高使用寿命。一般将中效过滤器安装在净化空调器中，作为空调器的出风口，通过管道与高效过滤器连接。sm4.0~sm0.2风速中效过滤器可除去空气中的飘尘和油滴。3.亚高效过滤器用于去除直径为0.5μm～颗粒的过滤器。mμ5介质材质：玻璃纤维滤纸，过氯乙烯纤维滤布，聚丙烯纤维滤布。结构形式：袋式和板式，部分为管式。上一内容下一内容回主目录返回性能在额定风量下，对的颗粒去除率达到95%～99.9%。m0.5亚高效空气过滤器具有初风阻力低，价格便宜，投资少，需用风机压头不高，运行噪声小，运行能耗少等优点，主要用于空气洁净度为10万级或低于10万级的空气净化工程中，可用作末端过滤器。上一内容下一内容回主目录返回4.高效过滤器能去除直径为～颗粒的过滤器称为高效过滤器。m0.3m1材质：采用超细玻璃纤维滤纸或超细石棉纤维滤纸为滤材。结构形式：有隔板高效空气过滤器和无隔板高效空气过滤器。上一内容下一内容回主目录返回性能高效过滤器对细菌（）的透过率为0.0001％，对病毒()的透过率为0.0026％，所以高效过滤器对细菌的滤除效率基本是100％。空气经高效过滤器过滤后可视为无菌空气。m1m0.035.空气过滤器的安装高效过滤器的特点是效力高，阻力大，不能再生，一般2～3年更换一次，安装时正反方向不能倒装。高效过滤器是一般洁净厂房和局部净化设备的最后一级过滤器，一般安装在通风系统的末端，作洁净室的进风口使用。上一内容下一内容回主目录返回（二）离心分离设备在制药企业采用离心分离法净制气体的设备是旋风分离器。1.旋风分离器的结构旋风分离器又叫旋风除尘器，由进气孔、上圆筒、排气孔、倒锥体、集料管等部件组合而成。上一内容下一内容回主目录返回2.旋风分离器工作原理含尘气体以一定速度从切线方向进入上圆筒，在筒体器壁和器顶的约束作用下，含尘气体紧贴内壁呈螺旋状向下运动，形成外旋气流。随着外旋气流旋转速度加快，产生的离心力也越来越强，气流中的固体颗粒被甩向内壁并沿壁向下落入集料桶中。当外旋气流运动到锥底后，因压力的增大，迫使气流旋向中心的低压柱而形成向上运动的内旋气流，内旋气流从顶部的排气管排出，排出的气体颗粒含量很低，是净化气体。上一内容下一内容回主目录返回三、空气调温调湿设备（一）空气调温系统空气调温装置是一个维持车间温度的自动化控制系统。该系统由制冷机、蒸汽锅炉、蒸发器、冷却器、冷却塔、温度传感器等设备组成。1.空气加热系统将锅炉产生的蒸汽通入风机盘管中，空气进入换热器的壳程，与管程蒸汽进行热交换，提升空气温度。通过安装在车间的温度传感器控制加热时间、热交换量、空气温度等参数，来调节室内温度。上一内容下一内容回主目录返回2.空气冷却系统空气冷却系统由制冷机、蒸发器、冷却器、冷却塔组成。制冷机所使用的制冷剂主要是液氨或氟利昂。可采用湿式或干式冷却塔，并安装在室外。空气冷却系统工作流程上一内容下一内容回主目录返回（二）空气加湿系统空气加湿机种类较多，在净化空调系统中广泛使用高压喷雾加湿器。高压喷雾加湿器由柱塞泵、过滤器、冷却器、喷杆和喷头组成，其中，喷嘴安装在空调机组加湿段内壁上，其他部件组合成整机装入机壳中。上一内容下一内容回主目录返回自来水经过滤器过滤后由柱塞泵增压，由耐高压连杆进入喷嘴雾化后高速喷出，形成细小的水雾粒子，与流动的空气进行热交换，吸收空气中热量后蒸发、汽化，使空气的湿度增加，实现对空气的加湿。加湿原理高压喷雾加湿器可以和各类新风空调机组和组合空调机组配套使用。喷射的速度、流量可通过车间内的湿度传感器进行调节。上一内容下一内容回主目录返回第三节净化空调系统一、空气净化工艺流程1.净化工艺原则30万级洁净度采用初效和中效二级过滤即可达到要求；10万级洁净度采用初效、中效和亚高效三级过滤系统；100级洁净度采用初效、中效、高效三级过滤系统。2.中效空气净化工艺流程30万级和10万级洁净车间上一内容下一内容回主目录返回3.高效空气净化工艺流程1万级和100级的洁净室注意：在设计30万级净化空调系统时，往往要考虑过滤器是否能达到标示功能，否则需要采用三级过滤流程。上一内容下一内容回主目录返回二、典型净化空调系统1.净化空调箱净化空调箱的工段：新回风混合段、表冷挡水段、蒸汽加热段、风机段、加湿段、中效过滤段、送风段。上一内容下一内容回主目录返回净化空调箱的工段上一内容下一内容回主目录返回2.净化空调系统净化空气系统由空调箱、高效过滤器、新风管道、回风管道、排风机、洁净车间组成，新风与回风经过滤后同时进入空调箱混合段，随后依次通过后续各工段。从中效过滤器出来的净化空气被输送到各洁净室的高效过滤器，经高效过滤器过滤后进入车间。从车间引出来回风按比例输送到新风管与新风混合继续使用上一内容下一内容回主目录返回三、净化空调系统的操作与维护（一）空气净化系操作规程1.开机前检查准备工作2.开机运行3.停止运行开启运行通冷水降温通蒸汽升温开启净化区排风机首先停止净化区排风风机，关闭低温水（蒸汽）泵（阀），关闭风机停止运行，关闭回风主阀、新风阀。填写好记录，挂好设备停止标志和完好标志。上一内容下一内容回主目录返回（二）空气净化系统清洁规程1.清洁频次新风过滤网、回风过滤网每个月清洗一次，初效过滤器每两个月清洁一次，中效过滤器每四个月清洁一次，亚高效过滤器和高效过滤器待检测不合格更换。2.清洁方法初、中效过滤器用清水和洗涤剂反复挤压洗涤，再用清水漂洗至水不浑浊、无泡沫时即可。亚高效、高效过滤器直接更换。上一内容下一内容回主目录返回（三）净化空调系统的维护保养规程1.检查每次运行过程中和运行完毕后都要进行检查，如检查到上述情况应对有故障的设备进行检修，使设备处于完好状态，满足生产需要。2.轴承维护每年定期检查风机和电机轴承1次，每3个月加润