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CN109654602A - 一种洁净室的压差控制系统 - Google Patents

一种洁净室的压差控制系统 Download PDF

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CN109654602A CN201811523209.0A CN201811523209A CN109654602A CN 109654602 A CN109654602 A CN 109654602A CN 201811523209 A CN201811523209 A CN 201811523209A CN 109654602 A CN109654602 A CN 109654602A
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刘建华
余金民
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Abstract

本发明涉及压差控制技术领域，具体为一种洁净室的压差控制系统，包括第一空调系统和洁净室，所述第一空调系统通过第一送风支管与洁净室连接，所述洁净室通过第一回风支管与第一空调系统连接，且所述洁净室连接有第一排风支管；本发明利用空调系统通过对系统内各区域的送风、回风及排风风量的合理设计和调节来达到各个不同洁净级别之间以及室内外压差要求，并通过压差控制要求及控制方法，确保洁净室洁净度、防止污染和交叉污染。

Description

一种洁净室的压差控制系统
技术领域
本发明涉及压差控制技术领域，具体为一种洁净室的压差控制系统。
背景技术
目前，由于各行业洁净室内污染控制的需求不同，那么对于洁净室压差控制的要求也不同。电子、医院、医药工业、动物实验等行业的洁净室，因为其污染物种类、性质及产品的特不同，对洁净室压控的控制也不同。
制药厂洁净室是指无生命的悬浮粒子浓度和有生命的细菌微生物数量均受控的房间，其中有生命的细菌微生物粒为主要控制对象。相于对于其它工厂车间，制药工厂更多地强调控制污染产生和防止交叉污染。压差差控制是维持洁净室洁净度等级、减少外部污染、防止交叉污染的最重要、最有效的手段。
对于药厂，国内外标准、规范对洁净室压差控制的推荐值不尽相同。我国新版GMP(药品生产质量管理规范)48条规定“洁净区与非洁净区之间、不同级别洁净区之间的压差应不低于10帕斯卡。必要相同洁净度级别的不同功能区域(操作间)之间也应当保持适当的压差梯度”。
欧盟GMP推荐医药工业洁净室不同级别的相邻房间之间保持10到15PA的压差；WHO指出，相邻区域之间为15PA，可以接受5到20PA。
通常情况下，设计压差太低而压控制精度较低时，会发生气流逆。比如两相邻洁净室之间的设计压差为5PA，而压差控制精度为正负3PA时，极端情况下会发生气流逆转。
从药品生产安全和防止交叉污染的角度考虑，医药工业洁净室的压差控制要求更高，因此，在医药工业洁净室的设计过程中，10到15PA的设计压差已被广泛采用。
洁净室压差数值的设置，应当综合考虑药品物化特性、工艺和预定用途等因素，确定药品是否是高致敏性药品或生物制品，药品生产过程中是否能产生有毒有害及易燃易爆等物质。根据以上因素，确定洁净室的相邻房间是保持相对负压，还是保持相对正压。需要对相邻房间保持相对负压的影响因素有：1)有大量热湿或粉尘产生的车间；2)有病原体操作的房间；3)有高致敏性、高风险性物质产生的房间；反射性物质操作区。相对负压可以防止污染物、有毒物质等的散发。
这些房间包括清洗间、固体制剂车间、有机溶媒暴露的房间、阳性对照室、青霉素类等特殊药品的生产车间、放射性药品生产车间、动物房、生物安全实验室等。
因此可知，洁净室压差具有如下作用。
1)洁净室门窗关闭时，防止周围环境的污染由门窗缝隙渗入洁净室内；
2)洁净室门窗开启时，保证足够的气流速度，尽量减少门窗开启和人员进入瞬时进入洁净室的气保证气流方向，以便把进入的污染减小到最低程度。
3)当洁净室内工艺生产或活动使得室内空气内含高危险性的物质，如青霉素、高致敏性药物、高传染性高危险的病毒、细菌等，洁净室压差需保持相对负压。
因此，本申请为解决上述技术问题，提供一种洁净室的压差控制系统。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种利用空调系统通过对系统内各区域的送风、回风及排风风量的合理设计和调节来达到各个不同洁净级别之间以及室内外压差要求的洁净室的压差控制系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种洁净室的压差控制系统，包括第一空调系统和洁净室，所述第一空调系统通过第一送风支管与洁净室连接，所述洁净室通过第一回风支管与第一空调系统连接，且所述洁净室连接有第一排风支管。
进一步的，包括第二空调系统、第三空调系统和洁净室，所述第二空调系统和第三空调系统分别通过第二送风支管和第三送风支管与洁净室连接，所述洁净室通过第二回风支管与第二空调系统连接，且所述洁净室连接有第二排风支管。
进一步的，所述第一送风支管、第一回风支管、第一排风支管、第二送风支管、第三送风支管、第二回风支管和第二排风支管上均设有手动风量调节阀。
进一步的，包括第四空调系统、洁净室和房间控制器，所述第四空调系统通过第四送风支管与洁净室连接，所述洁净室通过第四回风支管与第四空调系统连接，所述洁净室与房间控制器连接，所述洁净室连接有第三排风支管。
进一步的，所述第四送风支管上设有定风量阀，所述第四回风支管和第三排风支管上均设有变风量阀，且所述第三排风支管上设有排风机。
进一步的，所述房间控制器包括压差传感器，所述压差传感器与排风机之间设有电机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所述的一种洁净室的压差控制系统，包括第一空调系统和洁净室，所述第一空调系统通过第一送风支管与洁净室连接，所述洁净室通过第一回风支管与第一空调系统连接，且所述洁净室连接有第一排风支管；本发明利用空调系统通过对系统内各区域的送风、回风及排风风量的合理设计和调节来达到各个不同洁净级别之间以及室内外压差要求，并通过压差控制要求及控制方法，确保洁净室洁净度、防止污染和交叉污染。
附图说明
图1是本发明的实施例一的结构示意图；
图2是本发明的实施例二的结构示意图；
图3是本发明的实施例三的结构示意图；
图中：1第一空调系统、2洁净室、3第一送风支管、4第一回风支管、5第一排风支管、6第二空调系统、7第三空调系统、8第二送风支管、9第三送风支管、10第二回风支管、11第二排风支管、12第四空调系统、13房间控制器、14第四送风支管、15第四回风支管、16第三排风支管、17排风机、18电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，实施例一：一种洁净室的压差控制系统，包括第一空调系统1和洁净室2，所述第一空调系统1通过第一送风支管3与洁净室2连接，所述洁净室2通过第一回风支管4与第一空调系统1连接，且所述洁净室2连接有第一排风支管5。在本实施例中，采用一套空调系统，即可以实现温湿度和压差控制。
请参阅图2，实施例二：一种洁净室的压差控制系统，包括第二空调系统6、第三空调系统7和洁净室2，所述第二空调系统6和第三空调系统7分别通过第二送风支管8和第三送风支管9与洁净室2连接，所述洁净室2通过第二回风支管10与第二空调系统6连接，且所述洁净室2连接有第二排风支管11。在本实施例中，对于系统内压差影响因素变化较多且压差控制要求较高的洁净室，可采用两套空调系统。其中一套空调系统恒定风量，对室内的温湿度进行控制；另外一套系统主要用于控制洁净室的压差。由于压差控制由独立的系统提供，调节方便且不会影响到房间的温湿度控制。
同时，所述第一送风支管3、第一回风支管4、第一排风支管5、第二送风支管8、第三送风支管9、第二回风支管10和第二排风支管11上均设有手动风量调节阀。在本实施例中，一般对于洁净室的压差控制是在洁净室的送、回、排风支管上安装手动风量调节阀，在系统调试时调节手动风量调节阀的开度，将洁净室压差调整至设定值。由于洁净室运行过程中，洁净室的压差可能会发生变化，甚至超出可接受范围，此时再由人工进行调整。但这种控制方法可能存在人为误差，对于压差控制要求高的洁净室，可采用下述的自控手段。
请参阅图3，实施例三：一种洁净室的压差控制系统，包括第四空调系统12、洁净室2和房间控制器13，所述第四空调系统12通过第四送风支管14与洁净室2连接，所述洁净室2通过第四回风支管15与第四空调系统12连接，所述洁净室2与房间控制器13连接，所述洁净室2连接有第三排风支管16。其中，所述第四送风支管14上设有定风量阀，所述第四回风支管15和第三排风支管16上均设有变风量阀，且所述第三排风支管16上设有排风机17；所述房间控制器13包括压差传感器，所述压差传感器与排风机17之间设有电机18。在本实施例中，在房间的送风支管上设置定风量阀，维持房间送风量恒定；在房间的回排风支管上设置变风量阀，在房间内设置压差传感器。根据压差传感器的反馈信号，控制变风量阀的大小，从而维持房间压差恒定。
以上可知，该洁净室的压差控制系统，利用空调系统通过对系统内各区域的送风、回风及排风风量的合理设计和调节来达到各个不同洁净级别之间以及室内外压差要求。
对于需维持一定压差的洁净室，进入房间的风量和排出房间的风量是平衡的。
SA＝RA+EA+LA (公式一)
其中，SA为送风量，RA为回风量，EA为排风量，LA为漏风量。当房间对外漏风时，漏风量为正，反之则为负。漏风量是和房间的对外压差以及房间之间的压差相关的。通过合理的装修设计和调试，可以达到设计要求的压差值。
相对正压洁净室的渗透风量，通常也成为正压几量，是维持室内正压所需的风量，即公式一中的LA。对于相对负压的洁净室，其渗透风量值为负，即空气自周围房间渗透进入负压洁净室。渗透风量的设计计算一般有两种，换气次数法和缝隙法。
换气次数法，就是根据洁净室相对正压的值确定正压换气次数，依次计算正压渗透风量。对于房间正压与换气次数之间的关系，如下表：
正压换气次数经验数据表
由于房间的结构不同、密封程度不同、门窗数量也不同都会对渗透风量产生影响，也就是说不同的洁净室维持同样的压差实际所需的正压换气次数可能是不同的，因此，换气次数法只能作为估算采用，不能用作详细设计使用。
缝隙法既根据洁净室缝隙的漏风量统计计算房间的漏风量，可将洁净室的缝隙分为两类，一类是维护结构的缝隙，一类是门窗的。
LA＝LAW+LAM (公式二)
其中，LAW为通过维护结构缝隙的渗透风量，为LAM通过门窗缝隙的渗透风量。
通过围护结构缝隙的渗透风量与围护结构的表面积相关，可通过下式子简化计算。
LAW＝a×A×ΔPβ (公式三)
其中，a为经验系数，通常取0.15到0.5；A为房间面积，ΔP为房间对外压PA，β为指数0.5。
通过门窗缝隙的渗透风量与门窗的缝隙相关，可通过如下公式计算：
LAM＝S×1.29×ΔPβ (公式四)
其中，S为缝隙总面积。也可过通过其它方式取得。
通过缝隙法计算的渗透风量数值比通过换气次数法计算得到的渗透风量数值准确，可用于洁净室的祥细设计。通过已建成洁净室的测试，可对公式中的经验系数不断修正。
另外，需要说明的是，上述涉及的空调系统由于与现有技术无本质区别，因此其结构和工作原理在这里不再详细阐述。
综上所述，该洁净室的压差控制系统硬件采用嵌入式系统，软件分别置入以上两种算法；具有很好的控制效果并能稳定运行，并且可以实现正负切换，如果正负压切换手术室，对于需要正负压切换通过设置洁净室的排风量来实现，房间维持正压时，排风量较小，房间维持负压时，排风量较大。风量大小通过以上公式系统自动计算。同时，该系统现已调试成功并在实际的工程项目上使用。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求以及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种洁净室的压差控制系统，其特征在于，包括第一空调系统(1)和洁净室(2)，所述第一空调系统(1)通过第一送风支管(3)与洁净室(2)连接，所述洁净室(2)通过第一回风支管(4)与第一空调系统(1)连接，且所述洁净室(2)连接有第一排风支管(5)。
2.根据权利要求1所述的一种洁净室的压差控制系统，其特征在于：包括第二空调系统(6)、第三空调系统(7)和洁净室(2)，所述第二空调系统(6)和第三空调系统(7)分别通过第二送风支管(8)和第三送风支管(9)与洁净室(2)连接，所述洁净室(2)通过第二回风支管(10)与第二空调系统(6)连接，且所述洁净室(2)连接有第二排风支管(11)。
3.根据权利要求2所述的一种洁净室的压差控制系统，其特征在于：所述第一送风支管(3)、第一回风支管(4)、第一排风支管(5)、第二送风支管(8)、第三送风支管(9)、第二回风支管(10)和第二排风支管(11)上均设有手动风量调节阀。
4.根据权利要求1所述的一种洁净室的压差控制系统，其特征在于：包括第四空调系统(12)、洁净室(2)和房间控制器(13)，所述第四空调系统(12)通过第四送风支管(14)与洁净室(2)连接，所述洁净室(2)通过第四回风支管(15)与第四空调系统(12)连接，所述洁净室(2)与房间控制器(13)连接，所述洁净室(2)连接有第三排风支管(16)。
5.根据权利要求4所述的一种洁净室的压差控制系统，其特征在于：所述第四送风支管(14)上设有定风量阀，所述第四回风支管(15)和第三排风支管(16)上均设有变风量阀，且所述第三排风支管(16)上设有排风机(17)。
6.根据权利要求5所述的一种洁净室的压差控制系统，其特征在于：所述房间控制器(13)包括压差传感器，所述压差传感器与排风机(17)之间设有电机(18)。
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