冷庫相對濕度上限的控制策略

規(guī)范對庫房相對濕度的要求在2016版的《藥品經營質量管理規(guī)范》中第十八條有這樣的規(guī)定[1]

：“藥品批發(fā)和零售連鎖企業(yè)應根據所經營藥品的儲存要求，設置不同溫濕度條件的倉庫。其中冷庫溫度為2～8℃；陰涼庫溫度不高于20℃；常溫庫溫度為0～30℃；各庫房相對濕度應保持在45%～75%之間?！睆闹锌梢缘弥簩τ谙鄬穸认孪蓿ā?5%）的控制還是比較容易實現的，只需要在庫房內配置一臺噴霧加濕器即可，噴淋出來的水霧會與庫內空氣混合，繼而提升相對濕度。但相對濕度上限（≤75%）的控制就棘手了很多，在常溫庫尚可以采用去濕機來進行除濕，但這種方法并不適用于較低溫度的環(huán)境。配置轉輪除濕機的效果明顯，可適用于任何溫度的庫房，但設備的投入成本昂貴、占地空間較大，并且能耗較高，不利于貫徹節(jié)能減排的方針。幾種潛在的庫房相對濕度上限控制策略01除濕機控制法除濕機（如圖1所示）的工作原理較為簡單，通過分離空氣中的水分，實現內部循環(huán)的同時，排出比較干燥的空氣，從而降低室內的相對濕度。但如果庫房內的溫度已經降低到了0℃以下，那它的除濕效果就會大打折扣。由于溫度過低，如果沒有采用二級制冷，則很可能無法承擔除濕的功能。這種方法的缺陷還在于：除濕機在運行的過程中需要將排出的水引出，有時還需進行人工化霜。此外，由于它是一個單獨的設備，所以不能與系統(tǒng)實現聯控。圖1除濕機02蒸發(fā)器聯合加熱器控制送風溫度通過降低蒸發(fā)器（如圖2所示）溫度進行除濕，然后再通過加熱器加熱來控制送風溫度。該方法的原理是通過降低蒸發(fā)器的溫度，使庫內空氣與蒸發(fā)器換熱后達到露點狀態(tài)，進而除去空氣中的水分。露點狀態(tài)空氣的相對濕度為100%，此時的露點溫度遠低于庫房控制溫度，將會在出風口處被加熱，進而升高出風溫度。升高后的溫度介于庫房控制溫度上限與下限的中間位置，此時出風溫度的相對濕度離開了露點，并且被降至庫房相對濕度要求的上限之下。這個方法實際上是將除濕機與制冷機組成系統(tǒng)進行集成，然后再進行聯控。需要注意的是，如果是在較低溫度的庫房內運行，也有可能會引起蒸發(fā)器表面結霜。其優(yōu)點是此過程已經能夠形成集中控制，但控制軟件的設計難度較大。圖2蒸發(fā)器03轉輪除濕機實現循環(huán)除濕如果采用轉輪除濕機（如圖3所示）來控制庫房內相對濕度的上限，需要將庫內空間的氣體排出再循環(huán)。在循環(huán)過程中通過轉輪吸附和再生來對其進行除水，以降低空氣中的絕對濕度。轉輪設備的前期投資成本較高，運行過程中存在升溫、降溫過程，并且再生過程中需要對再生空氣加熱至100℃以上，所產生的能耗較大。此過程能夠實現集成控制，并且適用于所有醫(yī)藥冷庫相對濕度上限的控制。圖3轉輪除濕機04用干燥的壓縮空氣來進行壓制每個藥廠基本上都會通過使用空氣壓縮機（如圖4所示）干燥壓縮空氣，其要求的指標為露點溫度≤-40℃（0.8MPa的壓強下）。如果折算到常壓下，其相對濕度為0.01%左右（其含水量相對于常溫庫房來說可忽略不計）。因此可以在庫房相對濕度接近上限的時候，向庫房內投入一定量的干燥壓縮空氣。干燥的壓縮空氣進入庫房后會帶來兩方面的好處：一方面拉低了庫房內相對濕度的平均值，另一方面還可促使制冷壓縮機啟動。從而既實現了對庫房內相對濕度上限的控制，也不會導致庫房內溫度的升高[3]。圖4空氣壓縮機使用該方法來控制庫房內相對濕度的上限，理論上只要干燥壓縮空氣在庫房控制溫度狀態(tài)下，其相對濕度低于庫房相對濕度上限，那么這個方法便可以采用。而且這個方法的投資費用、運行費用和維護費用都非常低，是一個值得推廣應用的方案。以2～8℃冷庫為例對投入的壓縮空氣體積進行估算。假設庫房溫度為5℃、濕度為68%（因為在此狀態(tài)下，當庫房溫度降低至3.5℃時，濕度會超出控制上限），要將其相對濕度降低至65%（計算過程不考慮壓力、溫度、氣體密度的影響）。投入壓縮空氣前后庫房壓力是不變的（理想狀態(tài)投入多少壓縮空氣就能置換出多少庫房氣體），而未被置換的庫房氣體絕對含水量和置換后庫房氣體絕對含水量是相同的，故可以得出下列等式：（V

1

-

V

2

）×M

1

×ρ=V1×M2×ρ（1）式中：V1——庫房體積；V2——投入壓縮空氣的體積；M1——庫房溫度為5℃，濕度為68%時的含水量（通過COOBASE空氣焓濕計算軟件查詢?yōu)?.66g/kg）；ρ——空氣密度（不考慮庫房溫度變化的改變）。將上述數據代入等式（1）可得出：（V1-V2）×

3.66×ρ=V1×3.50×ρ（2）等式（2）可以簡化得到：V2=0.0437V1

≈0.04V1=4%V1通過估算可以看出，在上述V2=（

3.66-3.50/3.66）V1狀態(tài)下僅需要投入庫房體積4%的壓縮空氣即可。實際投入量還需要結合現場實際情況具體調節(jié)。實施過程需要注意以下幾點：●干燥壓縮空氣的壓力較高，直接投入時會產生一定的噪聲，因此氣體管道需要加裝減壓閥，然后再通過截止閥來控制流量，最后由自控的電磁閥或氣動閥控制干燥的壓縮空氣投入。●當程序中識別到需要投入壓縮空氣的時候，必須先開啟冷風機（必要時需啟動制冷）。系統(tǒng)的降溫速率應大于壓縮空氣進入導致的升溫速率，否則投入的壓縮空氣有可能會導致庫內溫度超標?！窭鋷斓臍饷苄远己芎茫度敫稍飰嚎s空氣會使庫內產生備壓，因此冷庫需要設置一個泄壓裝置。當投入壓縮空氣后庫內壓力升高時，可以通過泄壓裝置來進行泄壓，如此一來可使置換中和過程更順暢。并且可以確保庫房濕度迅速回歸至規(guī)定范圍。幾種控制方法的對比和結論將上述幾種控制方案，歸納整理后進行各方面的比較，見表1。以便能夠選擇出最為適用的控制策略，做