摘 要：潔凈技術的應用隨著科學技術的發(fā)展越來越廣泛。本文主要介紹了潔凈室的主要組成部分-空氣處理機組在潔凈室工程中的特點和應用。
關鍵字：潔凈室、空氣處理機組
0. 引言
隨著科學技術的進步，經(jīng)濟的發(fā)展，潔凈技術的應用越來越廣泛。諾貝爾得獎者著名的科學家楊振寧在2001年中國科協(xié)學術會議年會上判斷，未來的二三十年中①芯片的廣泛應用、②醫(yī)學與藥物的高速發(fā)展、③生物工程這三個方面將成為科技發(fā)展的火車頭，是未來科技發(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需要提高，最重要的是要向潔凈環(huán)境挑戰(zhàn)，創(chuàng)造一個潔凈度更高的室內(nèi)微環(huán)境。
如今，現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)和現(xiàn)代化科學實驗活動要求微型化、精密化、高純度、高質(zhì)量和高可靠性，帶來潔凈技術也隨著科學技術的發(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)。要創(chuàng)造一個良好的潔凈室微環(huán)境，一套高效、安全、可靠、實用、簡單的空氣潔凈系統(tǒng)是其所有相輔相成的系統(tǒng)的核心部分，而空氣處理機組是完成換熱、過濾、加濕、送風等功能的重要部件；和普通舒適性空氣處理機組有許多不同，本文從潔凈室的角度，談談潔凈室用空氣處理機組的應用。
1. 潔凈室空調(diào)系統(tǒng)的特點
1.1 風量大
潔凈室主要是通過空氣量的循環(huán)來過濾空氣中的塵埃、細菌等，實現(xiàn)對空氣中非生物粒子和生物粒子的控制，達到潔凈的標準。因此需要有足夠的風量來保證室內(nèi)的潔凈度。潔凈室的風量一般按照室內(nèi)換氣次數(shù)來計算，通常是10倍，甚至幾十倍，尤其是單向流潔凈室，換氣次數(shù)達到房間體積的幾百倍。
大風量對空氣處理機組的強度是個考驗，目前市面上常見的空氣處理機組的都是采用鋁合金框架結構、方鋼結構的比較多，如果面板的厚度和框架的強度不夠，容易造成空氣處理機組變形，特別是醫(yī)用空氣處理機組，一般要采用正壓設計，如果面板和框架固定不夠，就有可能會出現(xiàn)面板飛出砸人的恐怖現(xiàn)象。所以潔凈用空氣處理機組首先要滿足高強度的要求，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的面板的高端機組，相信在潔凈場合將得到廣泛的應用。
1.2 風機的壓頭高
潔凈室一般至少要采用初、中、高三級過濾器過濾，而這三級過濾器的阻力加起來就有700～800帕左右，潔凈室一般也要采用集中送、回風的方式，以保證維持潔凈室的正負壓調(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，就要求空氣處理機組的送風機有足夠的壓頭，所以潔凈室的空氣處理機組的送風機組一般采用后彎機翼型的風機，或者是無窩殼的風機，才能達到足夠高送回風壓頭。
在這種大風量，大壓頭的情況下，對機組的漏風率也是一種考驗，潔凈室用空氣處理機組的漏風率越低，為客戶節(jié)省的能源就越多，運行費用就越低。
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，對溫濕度的控制要求非常嚴格，在醫(yī)用和實驗動物等方面，對溫濕度的控制精度也有明確的要求。為了實現(xiàn)恒溫恒濕，那么要求空氣處理機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，以便實現(xiàn)更高的控制精度。
1.4 正負壓控制嚴格
無論是電子廠房還是隔離病房、制藥廠、實驗動物室等，為了防止粉塵、細菌擴散到其他的潔凈區(qū)域，還是為了防止病毒細菌的擴散引起交叉感染，潔凈房間的正負壓控制非常重要，特別是在醫(yī)用場合需要防止放射性塵埃、有害氣體、臭氣及細菌向外擴散，準確有效的控制正負壓極其關鍵。實際工程應用中，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壓控制。要想有準確的壓差控制值，在潔凈室空氣處理機組要求要有較低的漏風率，才能有較高的控制精度。同時采用集中送回風的分流段將在空調(diào)箱中被廣泛應用。
1.5 擁有良好的過濾系統(tǒng)
無論是滿足工藝設計要求的工業(yè)潔凈室，還是滿足醫(yī)用、制藥、實驗動物等的生物工程，共同的特點是要滿足無塵，這將靠一套良好的空氣過濾系統(tǒng)來完成。潔凈技術對微生物、塵埃等的控制程度，主要取決于過濾器的性能。潔凈室一般至少要經(jīng)過三級過濾，空氣處理機組配備初、中效過濾器，送風末端配高效過濾器?？諝膺^濾器需要有良好的品質(zhì)，一旦發(fā)生泄漏，就再也不可能達到潔凈的可能。除了本身不能有任何的泄漏，過濾器在空調(diào)箱的密封也要引起注意。
1.6 采用變頻技術
潔凈空調(diào)系統(tǒng)大風量的特點帶來了高能耗，各種節(jié)能技術在潔凈空調(diào)系統(tǒng)中得到廣泛的應用。其中變頻技術在潔凈空調(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)過初效過濾器、中效過濾器(亞高效過濾器)、高效過濾器的過濾，而過濾器都是隨著使用的時間越來越久，其阻力也越來越大，和普通空氣處理機組的送風機是按過濾器的計算阻力來選型的不同，在潔凈室中選用空氣處理機組的送風機電機功率都是按過濾器的終阻力來選型的，在空調(diào)系統(tǒng)運行初期，風機的壓力是絕對足夠克服系統(tǒng)的阻力來滿足使用要求的，這時候采用變頻器，可以將風機的轉(zhuǎn)速降低，減少功耗，起到良好的節(jié)能目的；隨著系統(tǒng)的運行，過濾器的阻力越來越大，空調(diào)系統(tǒng)的風量將會減少，通過風管里風量或者是靜壓變化提供變化的數(shù)據(jù)給變頻器，又變頻器將風機的轉(zhuǎn)速變大，就可以滿足系統(tǒng)風量的要求，同時也可以對風機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，對房間的正負壓保持有良好的調(diào)節(jié)作用。
另外選用變頻風機，也可以在潔凈室不使用時，將機組的轉(zhuǎn)速變低，送風機的風量減少，相當于值班風機的使用。
1.7 相當?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、高價值的特點，如果潔凈空調(diào)機出現(xiàn)故障，將帶來數(shù)于千計的損失，特別是醫(yī)用潔凈室中，如果在手術或者是產(chǎn)房過程中，如果空調(diào)機組出現(xiàn)故障，將帶來生命的安危，因此要求空調(diào)機組擁有相當?shù)姆€(wěn)定性和可靠性，要求空氣處理機組的每一個部件采購中應該采用擁有良好的品質(zhì)管理的廠家的產(chǎn)品，如在機組內(nèi)部應該選用有AMCA認證的高品質(zhì)風機和高品質(zhì)的電機，對過濾器的選用也要非常慎用，特別是高效過濾器，如果有一個小孔，就帶來無數(shù)的細菌，后果是無法想像的。另外在空氣處理機組的生產(chǎn)和檢測也要嚴格按照國家的標準制造。
以上是潔凈空調(diào)的共同特點，也可看出，潔凈室用空氣處理機組有別于普通空調(diào)機組。
2. 工業(yè)潔凈室的特點
工業(yè)潔凈室主要是控制污染，保證產(chǎn)品的合格率，其主要特點有如下：
2.1 對潔凈度要求高
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，需要用到超高效過濾器，那么要求空氣處理機組也至少要配置初效、中效、亞高效過濾器系統(tǒng)，這樣對機組的強度要求更高，對空氣處理機組送風機的壓頭會更大。
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，需要用到化學制劑，所以機組要求耐腐蝕，還有些需要用到爆炸性的氣體，這就要求空氣處理機組防爆、防靜電，有些工藝對于震動的要求很高，所以空氣處理機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
3.1 生物潔凈室空調(diào)系統(tǒng)的一個顯著的特點是要防止交叉感染，這個表現(xiàn)在空氣處理機組上面，主要是生物潔凈室用空氣處理機組要求采用全正壓設計，即把空氣處理機組的送風機放在最前面，其余的功能段放在氣流的正壓段，防止外面的氣流進入空氣處理機組，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轉(zhuǎn)輪在排風和新風之間進行交換，容易產(chǎn)生交叉感染，在生物潔凈室中，熱管熱回收、盤管熱回收等技術由于沒有新排風接觸，而被廣泛的采用。
3.2 生物潔凈室空調(diào)系統(tǒng)的第二個顯著特點防止空調(diào)系統(tǒng)的二次污染。這個特點表現(xiàn)在空氣處理機組中主要有如下注意點：
3.2.1 空氣處理機組應該內(nèi)壁板和內(nèi)置件應該保持光潔，而且要耐消毒品腐蝕，宜采用不銹鋼板，并把機組底部的直交角改為圓角，以方便清潔。
3.2.2 空氣處理機組采用濕度控制優(yōu)先，防止潮濕的空調(diào)在風管和高效過濾器表面滋生細菌。
3.2.3 把熱交換器、過濾器等放在正壓段，風機一般要在停機時立即關閉新風閥，防止機組內(nèi)表面結露，表冷器關閉后依然需要送風，吹干盤管和水盤的水，內(nèi)壁溫度逐漸回升，防止細菌滋生，過濾器放在正壓段也可以避免空氣過濾器受潮，有效的防止細菌的滋生
3.2.4 熱交器采用親水赤片，單位英寸的翅片不宜過多，否則換熱翅片容易積塵。采用無凝水盤管。只要使機組進水溫度高于室內(nèi)露點溫度與傳熱溫差之差，就可以保證空調(diào)機組中的換熱盤管干工況，這個需要和空調(diào)系統(tǒng)相結合才能實現(xiàn)，由新風來承擔室內(nèi)的濕負荷。
3.2.5 生物潔凈室用空氣處理機組一般不采用檔水板，這就要求盤管的迎面風速一般要小于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 濕膜加濕器絕對不能用在醫(yī)院場合。濕膜加濕器的初投資和運行費用都非常便宜，而被廣泛地應用在民用建筑中需要加濕但對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空氣和水在濕膜上進行交換，而潮濕的濕膜是細菌最容易滋生的環(huán)境，因此對于特別要注意防止二次污染的生物潔凈空調(diào)來講，是絕對不容許的。因此，濕膜加濕是絕對不能應用于醫(yī)院、制藥等生物潔凈場所，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用于生物潔凈室空調(diào)。
3.2.8 風機盤管、自帶冷熱源的掛機、柜機不適合在手術室、產(chǎn)房、ICU、感染隔離室、各種實驗室、放射科等場所使用。風機盤管、掛機等都有一個冷凝水盤，里面潮濕的環(huán)境也是細菌容易滋生。同樣的道理，醫(yī)院的空調(diào)主機也盡量選用風冷主機，因為水冷主機的冷卻塔也是軍團菌等容易細菌生長的地方。
3.3 機組要有良好的殺菌滅毒
3.3.1 空氣處理機組至少要有兩級過濾器，過濾器可以有效的空氣的塵埃，也可以阻斷細菌和病毒在空調(diào)系統(tǒng)中傳播和擴散，特別是高效過濾器，對于大氣中浮游的病毒、細菌的捕捉效率實際上能達到100%，也可采用有效防止過濾器細菌滋生的過濾器。如含抗菌劑INTESEPT的過濾器、二氧化鈦過濾器等，過濾器要定期更換。
3.3.2 在機組的回風口加電子滅菌裝置
3.3.3 初效過濾器一般采用一次性的過濾器，使用一段時間后直接丟掉，而不應該再次使用。
3.3.4 機組設置紫外線殺菌燈，紫外線照射的殺菌機理是使微生物細菌內(nèi)核酸、原漿蛋白和酶發(fā)生化學變化而死亡。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，如盤管段和過濾段的迎風面前面。
3.4 自動控制程度高。由于醫(yī)院各部門使用時間、要求的溫濕度、負荷各不相同，空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)要細化，各個房間獨立控制與調(diào)節(jié)，這就要求醫(yī)用的空氣處理機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、設備的震動及較大的風速刺激病人。由于醫(yī)院的病人抵抗能力比較弱，噪聲、和設備的震動都會引起其不安，影響治療的效果，所以醫(yī)院空氣處理機組需要有更好的減震降噪措施。
3.6 藥廠對特殊藥品生產(chǎn)造成的污染和交叉污染會嚴重影響其他藥品，需要嚴格分開。如：青霉素類、避孕藥品、放射性藥品、疫苗、血液制品等，這在空氣處理機組的選型特別要主要，應該多了解工藝流程，對于不合理的空調(diào)系統(tǒng)，應該反應給設計院和業(yè)主。
3.7 排風機盡可能設在排風管末端，使整個排風管路為負壓，排放有害物以及放射性氣溶膠等的污染物質(zhì)，應在排風入口設HEPA過濾器。