摘 要：潔凈技術(shù)的應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越廣泛。本文主要介紹了潔凈室的主要組成部分-空氣處理機(jī)組在潔凈室工程中的特點(diǎn)和應(yīng)用。
關(guān)鍵字：潔凈室、空氣處理機(jī)組
0. 引言
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，潔凈技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。諾貝爾得獎(jiǎng)?wù)咧目茖W(xué)家楊振寧在2001年中國(guó)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(yīng)用、②醫(yī)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)展的火車頭，是未來(lái)科技發(fā)展的三大戰(zhàn)略方向。要滿足這三大方向，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(zhàn)，創(chuàng)造一個(gè)潔凈度更高的室內(nèi)微環(huán)境。
如今，現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)和現(xiàn)代化科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(zhàn)略外的食品、化妝品、軍工等行業(yè)有更好的表現(xiàn)。要?jiǎng)?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(tǒng)是其所有相輔相成的系統(tǒng)的核心部分，而空氣處理機(jī)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(jī)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(jī)組的應(yīng)用。
1. 潔凈室空調(diào)系統(tǒng)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(xì)菌等，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中非生物粒子和生物粒子的控制，達(dá)到潔凈的標(biāo)準(zhǔn)。因此需要有足夠的風(fēng)量來(lái)保證室內(nèi)的潔凈度。潔凈室的風(fēng)量一般按照室內(nèi)換氣次數(shù)來(lái)計(jì)算，通常是10倍，甚至幾十倍，尤其是單向流潔凈室，換氣次數(shù)達(dá)到房間體積的幾百倍。
大風(fēng)量對(duì)空氣處理機(jī)組的強(qiáng)度是個(gè)考驗(yàn)，目前市面上常見的空氣處理機(jī)組的都是采用鋁合金框架結(jié)構(gòu)、方鋼結(jié)構(gòu)的比較多，如果面板的厚度和框架的強(qiáng)度不夠，容易造成空氣處理機(jī)組變形，特別是醫(yī)用空氣處理機(jī)組，一般要采用正壓設(shè)計(jì)，如果面板和框架固定不夠，就有可能會(huì)出現(xiàn)面板飛出砸人的恐怖現(xiàn)象。所以潔凈用空氣處理機(jī)組首先要滿足高強(qiáng)度的要求，目前市面上常見的面板厚度有30mm和50mm，也有一些廠家率先推出60mm的面板的高端機(jī)組，相信在潔凈場(chǎng)合將得到廣泛的應(yīng)用。
1.2 風(fēng)機(jī)的壓頭高
潔凈室一般至少要采用初、中、高三級(jí)過(guò)濾器過(guò)濾，而這三級(jí)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(fù)壓調(diào)節(jié)的要求，所以潔凈室的管道阻力一般比普通空調(diào)的要多一倍以上。需要克服這些阻力，就要求空氣處理機(jī)組的送風(fēng)機(jī)有足夠的壓頭，所以潔凈室的空氣處理機(jī)組的送風(fēng)機(jī)組一般采用后彎?rùn)C(jī)翼型的風(fēng)機(jī)，或者是無(wú)窩殼的風(fēng)機(jī)，才能達(dá)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(duì)機(jī)組的漏風(fēng)率也是一種考驗(yàn)，潔凈室用空氣處理機(jī)組的漏風(fēng)率越低，為客戶節(jié)省的能源就越多，運(yùn)行費(fèi)用就越低。
1.3 溫濕度控制精度高
和普通舒適性空調(diào)的滿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足工藝要求，如在某些電子產(chǎn)品的制造中，對(duì)溫濕度的控制要求非常嚴(yán)格，在醫(yī)用和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物等方面，對(duì)溫濕度的控制精度也有明確的要求。為了實(shí)現(xiàn)恒溫恒濕，那么要求空氣處理機(jī)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(diào)節(jié)的方式，以便實(shí)現(xiàn)更高的控制精度。
1.4 正負(fù)壓控制嚴(yán)格
無(wú)論是電子廠房還是隔離病房、制藥廠、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物室等，為了防止粉塵、細(xì)菌擴(kuò)散到其他的潔凈區(qū)域，還是為了防止病毒細(xì)菌的擴(kuò)散引起交叉感染，潔凈房間的正負(fù)壓控制非常重要，特別是在醫(yī)用場(chǎng)合需要防止放射性塵埃、有害氣體、臭氣及細(xì)菌向外擴(kuò)散，準(zhǔn)確有效的控制正負(fù)壓極其關(guān)鍵。實(shí)際工程應(yīng)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(duì)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(fù)壓控制。要想有準(zhǔn)確的壓差控制值，在潔凈室空氣處理機(jī)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(diào)箱中被廣泛應(yīng)用。
1.5 擁有良好的過(guò)濾系統(tǒng)
無(wú)論是滿足工藝設(shè)計(jì)要求的工業(yè)潔凈室，還是滿足醫(yī)用、制藥、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物等的生物工程，共同的特點(diǎn)是要滿足無(wú)塵，這將靠一套良好的空氣過(guò)濾系統(tǒng)來(lái)完成。潔凈技術(shù)對(duì)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(jí)過(guò)濾，空氣處理機(jī)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(dá)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(diào)箱的密封也要引起注意。
1.6 采用變頻技術(shù)
潔凈空調(diào)系統(tǒng)大風(fēng)量的特點(diǎn)帶來(lái)了高能耗，各種節(jié)能技術(shù)在潔凈空調(diào)系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。其中變頻技術(shù)在潔凈空調(diào)系統(tǒng)中被廣泛的選用。由于潔凈空調(diào)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(jī)組的送風(fēng)機(jī)是按過(guò)濾器的計(jì)算阻力來(lái)選型的不同，在潔凈室中選用空氣處理機(jī)組的送風(fēng)機(jī)電機(jī)功率都是按過(guò)濾器的終阻力來(lái)選型的，在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行初期，風(fēng)機(jī)的壓力是絕對(duì)足夠克服系統(tǒng)的阻力來(lái)滿足使用要求的，這時(shí)候采用變頻器，可以將風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，減少功耗，起到良好的節(jié)能目的；隨著系統(tǒng)的運(yùn)行，過(guò)濾器的阻力越來(lái)越大，空調(diào)系統(tǒng)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(shù)據(jù)給變頻器，又變頻器將風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變大，就可以滿足系統(tǒng)風(fēng)量的要求，同時(shí)也可以對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，對(duì)房間的正負(fù)壓保持有良好的調(diào)節(jié)作用。
另外選用變頻風(fēng)機(jī)，也可以在潔凈室不使用時(shí)，將機(jī)組的轉(zhuǎn)速變低，送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量減少，相當(dāng)于值班風(fēng)機(jī)的使用。
1.7 相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性和可靠性
現(xiàn)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(diào)機(jī)出現(xiàn)故障，將帶來(lái)數(shù)于千計(jì)的損失，特別是醫(yī)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(diào)機(jī)組出現(xiàn)故障，將帶來(lái)生命的安危，因此要求空調(diào)機(jī)組擁有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性和可靠性，要求空氣處理機(jī)組的每一個(gè)部件采購(gòu)中應(yīng)該采用擁有良好的品質(zhì)管理的廠家的產(chǎn)品，如在機(jī)組內(nèi)部應(yīng)該選用有AMCA認(rèn)證的高品質(zhì)風(fēng)機(jī)和高品質(zhì)的電機(jī)，對(duì)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(shù)的細(xì)菌，后果是無(wú)法想像的。另外在空氣處理機(jī)組的生產(chǎn)和檢測(cè)也要嚴(yán)格按照國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)制造。
以上是潔凈空調(diào)的共同特點(diǎn)，也可看出，潔凈室用空氣處理機(jī)組有別于普通空調(diào)機(jī)組。
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(duì)潔凈度要求高
工業(yè)潔凈室需要滿足工藝要求，產(chǎn)品的性能指標(biāo)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(jī)組也至少要配置初效、中效、亞高效過(guò)濾器系統(tǒng)，這樣對(duì)機(jī)組的強(qiáng)度要求更高，對(duì)空氣處理機(jī)組送風(fēng)機(jī)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(jī)組要盡量以溫度控制優(yōu)先，保證一定的濕度控制，滿足人員的溫濕度要求，才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
2.3 滿足特殊工藝的要求
如有些產(chǎn)品，需要用到化學(xué)制劑，所以機(jī)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(jī)組防爆、防靜電，有些工藝對(duì)于震動(dòng)的要求很高，所以空氣處理機(jī)組就要有更好的防震措施。
3. 生物潔凈室空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)
3.1 生物潔凈室空調(diào)系統(tǒng)的一個(gè)顯著的特點(diǎn)是要防止交叉感染，這個(gè)表現(xiàn)在空氣處理機(jī)組上面，主要是生物潔凈室用空氣處理機(jī)組要求采用全正壓設(shè)計(jì)，即把空氣處理機(jī)組的送風(fēng)機(jī)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(jī)組，引起交叉感染。
防止交叉感染需要注意的是：轉(zhuǎn)輪熱回收、板式熱回收等不適合在醫(yī)院場(chǎng)合使用。盡管醫(yī)院是能耗大戶，但轉(zhuǎn)輪熱回收其工作原理是通過(guò)轉(zhuǎn)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、盤管熱回收等技術(shù)由于沒有新排風(fēng)接觸，而被廣泛的采用。
3.2 生物潔凈室空調(diào)系統(tǒng)的第二個(gè)顯著特點(diǎn)防止空調(diào)系統(tǒng)的二次污染。這個(gè)特點(diǎn)表現(xiàn)在空氣處理機(jī)組中主要有如下注意點(diǎn)：
3.2.1 空氣處理機(jī)組應(yīng)該內(nèi)壁板和內(nèi)置件應(yīng)該保持光潔，而且要耐消毒品腐蝕，宜采用不銹鋼板，并把機(jī)組底部的直交角改為圓角，以方便清潔。
3.2.2 空氣處理機(jī)組采用濕度控制優(yōu)先，防止潮濕的空調(diào)在風(fēng)管和高效過(guò)濾器表面滋生細(xì)菌。
3.2.3 把熱交換器、過(guò)濾器等放在正壓段，風(fēng)機(jī)一般要在停機(jī)時(shí)立即關(guān)閉新風(fēng)閥，防止機(jī)組內(nèi)表面結(jié)露，表冷器關(guān)閉后依然需要送風(fēng)，吹干盤管和水盤的水，內(nèi)壁溫度逐漸回升，防止細(xì)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(xì)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)凝水盤管。只要使機(jī)組進(jìn)水溫度高于室內(nèi)露點(diǎn)溫度與傳熱溫差之差，就可以保證空調(diào)機(jī)組中的換熱盤管干工況，這個(gè)需要和空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)，由新風(fēng)來(lái)承擔(dān)室內(nèi)的濕負(fù)荷。
3.2.5 生物潔凈室用空氣處理機(jī)組一般不采用檔水板，這就要求盤管的迎面風(fēng)速一般要小于2.5米/秒。
3.2.6 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
3.2.7 濕膜加濕器絕對(duì)不能用在醫(yī)院場(chǎng)合。濕膜加濕器的初投資和運(yùn)行費(fèi)用都非常便宜，而被廣泛地應(yīng)用在民用建筑中需要加濕但對(duì)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(xì)菌最容易滋生的環(huán)境，因此對(duì)于特別要注意防止二次污染的生物潔凈空調(diào)來(lái)講，是絕對(duì)不容許的。因此，濕膜加濕是絕對(duì)不能應(yīng)用于醫(yī)院、制藥等生物潔凈場(chǎng)所，而沒有冷凝水產(chǎn)生的干蒸汽加濕、電極加濕、電熱加濕才被廣泛地應(yīng)用于生物潔凈室空調(diào)。
3.2.8 風(fēng)機(jī)盤管、自帶冷熱源的掛機(jī)、柜機(jī)不適合在手術(shù)室、產(chǎn)房、ICU、感染隔離室、各種實(shí)驗(yàn)室、放射科等場(chǎng)所使用。風(fēng)機(jī)盤管、掛機(jī)等都有一個(gè)冷凝水盤，里面潮濕的環(huán)境也是細(xì)菌容易滋生。同樣的道理，醫(yī)院的空調(diào)主機(jī)也盡量選用風(fēng)冷主機(jī)，因?yàn)樗渲鳈C(jī)的冷卻塔也是軍團(tuán)菌等容易細(xì)菌生長(zhǎng)的地方。
3.3 機(jī)組要有良好的殺菌滅毒
3.3.1 空氣處理機(jī)組至少要有兩級(jí)過(guò)濾器，過(guò)濾器可以有效的空氣的塵埃，也可以阻斷細(xì)菌和病毒在空調(diào)系統(tǒng)中傳播和擴(kuò)散，特別是高效過(guò)濾器，對(duì)于大氣中浮游的病毒、細(xì)菌的捕捉效率實(shí)際上能達(dá)到100%，也可采用有效防止過(guò)濾器細(xì)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(jī)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(yīng)該再次使用。
3.3.4 機(jī)組設(shè)置紫外線殺菌燈，紫外線照射的殺菌機(jī)理是使微生物細(xì)菌內(nèi)核酸、原漿蛋白和酶發(fā)生化學(xué)變化而死亡。紫外線消毒有廣譜殺菌作用，能殺滅各種微生物，紫外線殺菌燈一般裝在空調(diào)箱的下游段，如盤管段和過(guò)濾段的迎風(fēng)面前面。
3.4 自動(dòng)控制程度高。由于醫(yī)院各部門使用時(shí)間、要求的溫濕度、負(fù)荷各不相同，空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)要細(xì)化，各個(gè)房間獨(dú)立控制與調(diào)節(jié)，這就要求醫(yī)用的空氣處理機(jī)組配備高配置的控制系統(tǒng)。
3.5 防止空調(diào)系統(tǒng)的噪音、設(shè)備的震動(dòng)及較大的風(fēng)速刺激病人。由于醫(yī)院的病人抵抗能力比較弱，噪聲、和設(shè)備的震動(dòng)都會(huì)引起其不安，影響治療的效果，所以醫(yī)院空氣處理機(jī)組需要有更好的減震降噪措施。
3.6 藥廠對(duì)特殊藥品生產(chǎn)造成的污染和交叉污染會(huì)嚴(yán)重影響其他藥品，需要嚴(yán)格分開。如：青霉素類、避孕藥品、放射性藥品、疫苗、血液制品等，這在空氣處理機(jī)組的選型特別要主要，應(yīng)該多了解工藝流程，對(duì)于不合理的空調(diào)系統(tǒng)，應(yīng)該反應(yīng)給設(shè)計(jì)院和業(yè)主。
3.7 排風(fēng)機(jī)盡可能設(shè)在排風(fēng)管末端，使整個(gè)排風(fēng)管路為負(fù)壓，排放有害物以及放射性氣溶膠等的污染物質(zhì)，應(yīng)在排風(fēng)入口設(shè)HEPA過(guò)濾器。