醫(yī)藥企業(yè)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析

關(guān)鍵詞：潔凈廠(chǎng)房空調(diào)系統(tǒng)換氣次數(shù)氣流組織 1 1 2 2 31.4中國(guó)的凈化技術(shù) 3 4 62.1工程概述 62.2設(shè)計(jì)依據(jù) 62.3空氣潔凈度等級(jí) 2.4系統(tǒng)方案的確定 82.4.1冷源的設(shè)計(jì) 8 92.4.3氣流組織方案的確定 92.4.4風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 92.5空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明 92.5.1通風(fēng)空調(diào)部分 92.5.2管道部分 9第3章負(fù)荷計(jì)算 3.1基本參數(shù) 3.1.1室外空氣參數(shù) 3.1.2室內(nèi)空氣參數(shù) 3.2.2照明負(fù)荷 3.2.4新風(fēng)負(fù)荷 3.3負(fù)荷的匯總與分析 3.3.2濕負(fù)荷的匯總 3.4.2送風(fēng)量的計(jì)算 3.6氣流組織設(shè)計(jì) 3.6.2散流器下送 4.1風(fēng)管的形狀和材料 4.2風(fēng)管風(fēng)速的選取 4.4阻力的計(jì)算與校核 4.5風(fēng)機(jī)的選取 4.6水系統(tǒng)方案的確定 4.7沿程阻力和局部阻力 4.8制冷機(jī)組的選型 4.8.1制冷機(jī)組選型的相關(guān)數(shù)據(jù) 4.9空調(diào)機(jī)組的選型 24 附錄一 1.2潔凈室原理1.2.1潔凈室的定義及特點(diǎn)1.2.2潔凈室的分類(lèi)(1)層流潔凈室(2)混流潔凈室(3)斜流潔凈室(4)亂流潔凈室1.2.3潔凈室設(shè)計(jì)的要求(1)組合式機(jī)組(2)送風(fēng)管道(3)回風(fēng)管道(5)高效過(guò)濾器(6)多孔擴(kuò)散板(7)潔凈室吊頂(9)回風(fēng)口(10)新風(fēng)口1.3空氣潔凈技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用1.4中國(guó)的凈化技術(shù)斷創(chuàng)新成果，制藥的潔凈室大批量的建設(shè)投產(chǎn)，建百級(jí)間(100級(jí)),千級(jí)間(1000級(jí))房設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ73—84)發(fā)布。1988年制藥行業(yè)的“藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范”簡(jiǎn)稱(chēng)GMP業(yè)中，潔凈空調(diào)系統(tǒng)已成為必不可少的設(shè)施。1.5空氣潔凈技術(shù)在制藥工業(yè)上的應(yīng)用藥品是用來(lái)對(duì)疾病的預(yù)防，康復(fù)和調(diào)整身體機(jī)能的特殊商品，病人的健康和安危與藥品有很大的關(guān)系；藥品質(zhì)量除了直接反映在藥效和安全性外，還表現(xiàn)在質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性上，部分藥品在制造過(guò)程中由于受到微生物、交叉污染或生粒等污染，會(huì)引起疾病或空氣中存在的細(xì)菌直徑多為0.5～10μm,通過(guò)高效過(guò)濾可以去除大部分細(xì)菌。大部分病毒的大小為0.01～0.3μm,其中附著于懸浮微粒上，通過(guò)凈化設(shè)備過(guò)濾。一般生物凈化室的等級(jí)為百級(jí)、千級(jí)、萬(wàn)級(jí)和十萬(wàn)級(jí)，由使用環(huán)境及工藝不同來(lái)確定。生物潔凈室對(duì)空氣中污染物控制的對(duì)象是塵粒和微生物，生物潔凈室與工業(yè)潔凈室的差異。生物潔凈室和工業(yè)潔凈室的差異生物潔凈室：需要控制微粒、微生物污染、消毒殺菌，測(cè)量細(xì)菌需要48h培養(yǎng)，去除工業(yè)潔凈室：控制微粒污染、內(nèi)裝修及設(shè)備不產(chǎn)生灰塵，空氣顆?？梢赃B續(xù)監(jiān)控；潔凈室完成，藥企廠(chǎng)房的潔凈度主要是通過(guò)凈化空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)對(duì)濕度、溫度、風(fēng)量、風(fēng)壓、潔凈度及污染物的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)廠(chǎng)房環(huán)境的控制，進(jìn)而提高藥品的生產(chǎn)質(zhì)量。不同于常規(guī)的舒適性空調(diào)只重視溫濕度的控制，也不同于工業(yè)空調(diào)的控制，關(guān)注漏點(diǎn)細(xì)菌、污染物，同時(shí)對(duì)風(fēng)壓、流向、分布、置換率都有較高的要求，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)細(xì)菌的控制，以達(dá)到防止因污染物對(duì)藥品生產(chǎn)的影響，提高的藥品的良率，滿(mǎn)足的醫(yī)患人員對(duì)1.6潔凈度的控制原理潔凈度是空氣潔凈的程度。是指空氣中所含污染物質(zhì)的大小和數(shù)量來(lái)表示。醫(yī)藥潔凈廠(chǎng)房的污染物是指空氣中含有的微粒和微生物。為達(dá)到潔凈度的控制要求，醫(yī)藥企業(yè)參照微生物不同于顆粒，微生物種類(lèi)繁多，真菌、細(xì)菌、病毒等粒徑大小不一，能穿透過(guò)醫(yī)藥企業(yè)對(duì)微生物及顆粒的控制是醫(yī)藥企業(yè)的核心，所有的生產(chǎn)車(chē)間必須是無(wú)菌車(chē)間，所有涉及到生產(chǎn)的工藝、水處理、氣體、設(shè)備、原輔料、人員的環(huán)境都需要對(duì)顆粒和微生物進(jìn)行有效的去除，提高空氣潔凈度級(jí)別通過(guò)不同的方法，實(shí)現(xiàn)全面凈化。第2章設(shè)計(jì)方案論證本設(shè)計(jì)內(nèi)容是為某某制藥廠(chǎng)制藥車(chē)間10000級(jí)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在醫(yī)藥企業(yè)中，生產(chǎn)環(huán)境必須滿(mǎn)足國(guó)家對(duì)醫(yī)藥企業(yè)規(guī)定的生產(chǎn)需求，必須設(shè)計(jì)潔凈空調(diào)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是明確室內(nèi)空氣潔凈度標(biāo)準(zhǔn)概念與控制對(duì)象，明確空氣潔凈技術(shù)對(duì)特種工業(yè)環(huán)境生產(chǎn)的作了解潔凈空調(diào)系統(tǒng)的型式、設(shè)備，掌握房間空氣平衡的基本原理、參數(shù)計(jì)算、室內(nèi)正壓值的控制，清楚吹淋室和傳遞窗的作用和工作過(guò)程，掌握其設(shè)計(jì)方法、要點(diǎn)。例如某某制藥廠(chǎng)針劑制藥車(chē)間占地約20000m2,其中四個(gè)針劑車(chē)間，抗菌型粉針針劑、非抗菌型粉針針劑、抗菌型水針針劑、非抗菌型水針針劑。這個(gè)設(shè)計(jì)是為某某制藥廠(chǎng)抗菌圖2.1所示)。2.2設(shè)計(jì)依據(jù)制藥企業(yè)的潔凈廠(chǎng)房設(shè)計(jì)可以參照下列規(guī)范。1、采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范2、潔凈廠(chǎng)房設(shè)計(jì)規(guī)范3、通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范4、綜合醫(yī)藥建筑設(shè)計(jì)規(guī)范5、潔凈室施工及驗(yàn)收規(guī)范2.3空氣潔凈度等級(jí)空氣潔凈度等級(jí)(N)等于或大于粒徑的最大濃度限值(PC/m3)12243o8456789潔凈度等級(jí)每立方米(每升)空氣中大于5um的顆粒數(shù)量每立方米(每升)空氣中大于5um的顆粒數(shù)量100級(jí)1000級(jí)10000級(jí)100000級(jí)300000級(jí)2.4系統(tǒng)方案的確定2.4.1冷源的設(shè)計(jì)于冷源選擇的要求：2.4.2空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的確定以本設(shè)計(jì)采用定風(fēng)量全空氣系統(tǒng)(即CAV系統(tǒng))。新風(fēng)與回風(fēng)經(jīng)過(guò)混合在空調(diào)箱集中處理后送入廠(chǎng)房.根據(jù)《潔凈廠(chǎng)房設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，對(duì)于采用全空2.4.4風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.5空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明2.5.1通風(fēng)空調(diào)部分3、非潔凈區(qū)與潔凈區(qū)之間，壓差>5Pa,潔凈區(qū)與室外之間>10Pa。2.5.2管道部分6、就地安裝儀表，冷水系統(tǒng)溫度計(jì)均采用0—100度，蒸汽系統(tǒng)溫度計(jì)采用0—200度，冷水系統(tǒng)壓力表均采用Y—100(0—1.0MPa),蒸汽系統(tǒng)采用Y—100(0—1.6MPa)。8、冷水供回水管實(shí)驗(yàn)壓力為0.6MPa,冷凝水管道實(shí)驗(yàn)壓力0.2MPa,蒸汽管管道實(shí)驗(yàn)壓力為1.0MPa,壓縮空氣管道實(shí)驗(yàn)壓力1.2MPa。第3章負(fù)荷計(jì)算3.1基本參數(shù)3.1.2室內(nèi)空氣參數(shù)3.2室內(nèi)冷負(fù)荷計(jì)算3.2.1人體的冷負(fù)荷與濕負(fù)荷由制藥車(chē)間工作性質(zhì)為輕度勞動(dòng)，要求取30名成年女性同時(shí)工作，室內(nèi)溫度設(shè)置為3.2.2照明負(fù)荷潔凈室內(nèi)的燈具選用嵌入型燈具，假定工作面的高度為1100mm,潔凈室的高度為3.2.3設(shè)備負(fù)荷制藥企業(yè)車(chē)間每平方米裝機(jī)功率一般為300～500w,假定取400w/m2,電動(dòng)設(shè)備安裝功率大預(yù)估為300kw。水針針劑制藥車(chē)間設(shè)計(jì)要求需要設(shè)置有洗瓶槽和灌裝區(qū)，因此設(shè)計(jì)敞開(kāi)式的水槽蒸發(fā)表面積為25m2。再敞開(kāi)水表面水溫為75℃。3.2.4新風(fēng)負(fù)荷<<潔凈廠(chǎng)房設(shè)計(jì)規(guī)范>>(GB50073-2001)對(duì)壓差的規(guī)定：凈化室與環(huán)境必須保持壓差，并根據(jù)工藝要求保持所需要的正負(fù)壓及壓差；相鄰的潔凈室與非潔凈室要保持不小于5Pa的壓差；潔凈室與大氣的壓差不小于10Pa,維持壓差需要一定的送風(fēng)量，宜采用縫隙法或換氣次數(shù)法確定。這個(gè)設(shè)計(jì)選用壓差為10Pa。維持正壓值所需要的風(fēng)量Lz按下式計(jì)算：新風(fēng)量的計(jì)算與回風(fēng)量，維持房間的壓差，房間氣密性的泄露風(fēng)量，新風(fēng)的送風(fēng)時(shí)效此項(xiàng)目設(shè)計(jì)取新風(fēng)量為該各派風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)量之和再加上維持正壓的滲漏風(fēng)量，即：Lz——維持潔凈室正壓滲漏風(fēng)量。3、新風(fēng)冷負(fù)荷=139.546165i——室外空氣焓值，90.2;i——室內(nèi)空氣焓值，45.1;3.3負(fù)荷的匯總與分析3.3.1冷負(fù)荷的匯總根據(jù)冷負(fù)荷匯總可知，最大冷負(fù)荷在17:00時(shí)，其值為252305.2023W。如表所示：冷負(fù)荷匯總時(shí)頭00補(bǔ)墻沖備障愿沖身商窗借熱角高61林人體冷魚(yú)商000設(shè)備冷負(fù)碼00新風(fēng)沖負(fù)隋明傷荷0163四163附劃負(fù)荷15003x6WOu2190各冷負(fù)荷比例示意圖照明負(fù)荷新風(fēng)冷負(fù)荷室內(nèi)冷負(fù)荷設(shè)備冷負(fù)荷3.3.2濕負(fù)荷的匯總濕負(fù)荷匯總：人體濕負(fù)荷3.4425,設(shè)備濕負(fù)荷22.5,水槽濕負(fù)荷269.75,總負(fù)荷295.6925各濕負(fù)荷比例示意圖使用乳化冷卻液的設(shè)備濕負(fù)3.3.3負(fù)荷分析藥企設(shè)計(jì)為了保障藥品質(zhì)量，這里面關(guān)鍵參數(shù)是要保證空調(diào)系統(tǒng)的質(zhì)量，保持室內(nèi)環(huán)境是空調(diào)系統(tǒng)的重要職責(zé)。藥企廠(chǎng)房?jī)艋照{(diào)是由空氣處理環(huán)節(jié)和污染物消毒控制環(huán)節(jié)組成?？諝馓幚憝h(huán)節(jié)與工業(yè)和舒適度空調(diào)一樣，讓新風(fēng)和回風(fēng)進(jìn)行混合，通過(guò)設(shè)備和工藝控依據(jù)換氣次數(shù)計(jì)算風(fēng)量，選擇凈化空調(diào)機(jī)組。要求：凈化級(jí)別為百級(jí)的按風(fēng)速(0.3m/s-0.4m/s)計(jì)算風(fēng)量；凈化級(jí)別為萬(wàn)級(jí)的，換氣次數(shù)按≥25次/h計(jì)算風(fēng)量；凈化級(jí)別為十萬(wàn)級(jí)換氣次數(shù)按≥15次/h計(jì)算風(fēng)量。送風(fēng)量和冷量的特點(diǎn)是：送風(fēng)量較大、新風(fēng)比大、耗冷量大。3.4風(fēng)量計(jì)算與氣流組織已知潔凈度級(jí)別求換氣次數(shù)：對(duì)亂流潔凈室：=25次/h式中nv——按不均勻分布理論計(jì)算的換氣次數(shù)(次/h);n——按均勻分布理論計(jì)算的換氣次數(shù)(次/h),可查《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖9-4求得；N——設(shè)計(jì)潔凈度級(jí)別的含塵濃度，一般取其上限濃度的1/2～1/3,取100粒/L;G——單位容積發(fā)塵量(粒/(m3·min)),由《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖9-6可得G=3.5N?——送風(fēng)濃度(粒/L)。1、焓濕計(jì)算由空調(diào)房間總余熱量Q=252305.2023w,余濕量W=82.152g/s。則熱濕比：2、計(jì)算送風(fēng)量按消除余熱：按消除余濕：按消除余熱和余濕所求風(fēng)量相同，說(shuō)明計(jì)算無(wú)誤。計(jì)算公式：3.5焓濕圖1、確送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)：確定送風(fēng)溫差△ts=1℃(由<<空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)>>(第二版)表5-1查得),確定送風(fēng)溫度為21℃。在室外大氣壓101221Pa的i-d圖上過(guò)室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N(t=22℃,φ=55%)作ε=3071.20的直線(xiàn)與t=21℃的等溫線(xiàn)相交所得交點(diǎn)0,即為送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)。2、確定機(jī)器露點(diǎn)：過(guò)0點(diǎn)作等濕量線(xiàn)與Φ=95%的等相對(duì)濕度線(xiàn)相交得L點(diǎn)即為露點(diǎn)。3、確定新回風(fēng)混合狀態(tài)點(diǎn)：新風(fēng)比15%,在NW連線(xiàn)上又夏季室外狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)確定室外狀態(tài)點(diǎn)W,連接室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N及室外狀態(tài)點(diǎn)W,確定混合狀態(tài)點(diǎn)C,使得w=15%。4、當(dāng)W,N,C,L,0在i-d圖上均確定后，根據(jù)連接各狀態(tài)點(diǎn)判定空氣狀態(tài)變化過(guò)程，即為一次回風(fēng)系統(tǒng)夏季設(shè)計(jì)工況下的處理過(guò)程。3.6氣流組織設(shè)計(jì)3.6.1氣流組織的方式10000級(jí)潔凈室的氣流組織一般為亂流方式。亂流潔凈室內(nèi)氣流軌跡不規(guī)則，亂流氣流無(wú)法實(shí)現(xiàn)按房間的整個(gè)水平面送入潔凈空氣3.6.2散流器下送3.7吹淋室的設(shè)計(jì)空調(diào)屬空調(diào)屬風(fēng)屬網(wǎng)板或3.8傳遞窗的選擇傳遞窗過(guò)濾效率99.99%,噴口風(fēng)速22m/s,電源380v、50HZ,最大功率0.6KW4.1風(fēng)管的形狀和材料4.2風(fēng)管風(fēng)速的選取低速風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速(m/s)室內(nèi)允許噪聲主管道風(fēng)速支管道風(fēng)速新風(fēng)入口234~4.554.3確定風(fēng)管尺寸風(fēng)管示意圖送風(fēng)管道軸側(cè)示意圖4.4阻力的計(jì)算與校核矩形風(fēng)道計(jì)算，首先清楚當(dāng)量直徑?！爱?dāng)量直徑”就是與此矩形風(fēng)道的摩擦阻力相等的圓形風(fēng)道的直徑。任意截面風(fēng)道的摩擦阻力為：4.5風(fēng)機(jī)的選取風(fēng)機(jī)選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)惠效率高，維修便捷，事故少的品牌和設(shè)備，另外需要考慮噪音問(wèn)題，耗電量問(wèn)題，體積大小問(wèn)題，綜合選型。風(fēng)機(jī)風(fēng)量增加10%后為：64542m3/h風(fēng)機(jī)所需風(fēng)壓增加15%后為：1107Pa4.6水系統(tǒng)方案的確定4.7沿程阻力和局部阻力推薦流速4.8制冷機(jī)組的選型4.8.1制冷機(jī)組選型的相關(guān)數(shù)據(jù)4.8.2制冷機(jī)組的型號(hào)選定選用了開(kāi)利公司生產(chǎn)的風(fēng)冷式制冷機(jī)組，其性能見(jiàn)型錄4.9空調(diào)機(jī)組的選型空調(diào)機(jī)組選型參數(shù)制冷量在熱量風(fēng)量AHU型號(hào)送風(fēng)量盤(pán)管面積盤(pán)管風(fēng)速水冷盤(pán)管冷量水壓降水量此次設(shè)計(jì)是我針對(duì)藥企制造車(chē)間的生產(chǎn)公司工藝、流程、設(shè)備及空氣處理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)有的較為深刻和全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)空調(diào)設(shè)計(jì)的基本方法和思路有了更深的了解和認(rèn)知，能夠更好的運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決工作中實(shí)際問(wèn)題，提高了解決問(wèn)題的能力，同時(shí)在運(yùn)用和處理各種數(shù)據(jù)中進(jìn)一步掌握了空調(diào)設(shè)計(jì)的能力。在本次設(shè)計(jì)中，最大的收獲是我對(duì)潔凈空調(diào)的發(fā)展及現(xiàn)狀有了初步了解，作為暖通工程的重要組成部分我所學(xué)的還不夠，設(shè)計(jì)部分存在不少欠缺。以后應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)，熟練首先要感謝西南交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院為我提供了如此現(xiàn)代化的學(xué)習(xí)平臺(tái)。讓我可以獨(dú)立完成一篇完整的論文。可以順利的完成這篇論文并非我一人之功勞。感謝所有為我們辛苦付出的各位老師。特別要感謝的是我的指導(dǎo)老師楊慧老師，從論文的選題到論文完成的整個(gè)過(guò)程中，對(duì)我給予了很多的幫助，在您的耐心指導(dǎo)下才可以完美的完成這篇論文。也要感謝我的家人在這幾年的學(xué)習(xí)生涯中對(duì)我的支持與理解。再次向所有幫助過(guò)我的老師致以崇高的敬意和衷心的感謝!附錄一計(jì)第時(shí)刻負(fù)簡(jiǎn)溫基圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算面積Fmt)計(jì)算時(shí)刻負(fù)簡(jiǎn)溫差傳熱系數(shù)國(guó)護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算面積Fml)計(jì)算時(shí)刻負(fù)簡(jiǎn)溫差國(guó)護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)其面積Fm9計(jì)算時(shí)刻負(fù)荷溫差圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算面北外措冷負(fù)荷南外墻冷負(fù)荷西外墻冷負(fù)荷東外墻冷負(fù)荷時(shí)時(shí)辭9Kw/m2好3459.轉(zhuǎn)材時(shí)腦身修搞墻院梅商內(nèi)部寒ma聞戶(hù)計(jì)明預(yù)有肺主u項(xiàng)的神的計(jì)鞋4的度海傳的再代有和硝檔情尸h算0u用0530509t21牙1370單1VR141與頁(yè)d±'0s度的929兩*件rwl目射tt面論44.o010.上0料010153nm14a90彝nrA0m110001004090.0405m用to547nr1井1m01生s0址510域b20件什綠界戶(hù)p工成著產(chǎn)計(jì)面0m博n30人體負(fù)荷計(jì)算匯總表表4計(jì)算時(shí)刻工作后開(kāi)始小時(shí)數(shù)連續(xù)工作時(shí)間人體散熱的負(fù)荷系數(shù)JPt-T輥熱(成年女性)工作人數(shù)計(jì)算時(shí)刻成年女性潛熱散熱量q(w)室內(nèi)全部群集系數(shù)n0800000800人體冷負(fù)荷(顯熱)人體冷負(fù)荷(潛熱)88080000照明冷負(fù)荷計(jì)算匯總表表5計(jì)卻時(shí)其00開(kāi)切料判時(shí)間同用024509單孩嬌的解謝段備在0取000,第16的0》1eo立1的1a2154日0h設(shè)備冷負(fù)荷計(jì)算匯總表表6設(shè)備冷姚荷計(jì)算公式計(jì)算時(shí)藺的時(shí)司河的計(jì)部撒出量os00012B4516紅95600濕負(fù)荷匯總表表7入體濕奏荷群集系數(shù)φ蘇附開(kāi)水面的水槽 使用乳化將印鍍的設(shè)冊(cè)同時(shí)使用系數(shù)n鐵用乳化維的設(shè)善的安裝功舉(iw300肅數(shù)04風(fēng)管尺寸大小計(jì)算匯總表