制药企业洁净厂房定风量阀与变风量阀在房间恒风量恒压差的控制策略

制药企业洁净厂房定风量阀与变风量阀在房间恒风量恒压差的控制策略

孙斌

关键词:风量阀；定风量阀；风量压差；控制

前言

由于现代化工业不断的快速发展，技术含量的复杂性也变得越来越高，为越来越多的行业适应洁净厂房内装配与产品生产，确保设备稳定的质量与高寿命的使用，现代化的洁净厂房在各行各业中得到不断的运用，怎样确保现代化洁净厂房内的洁净度等级一直满足于生产工艺需求引起了人们高度的重视。制药企业的各洁净厂房进行风量、压差的恒控制，目的是确保洁净厂房平衡暂时被破坏或处于正常工作之时，空气均可由洁净度较高区域向洁净度较低区域流，使污染的空气对洁净厂房的洁净度不造成干扰。洁净厂房的压差、风量控制在制药企业的洁净厂房净化空调的系统设计中属于重要的环节，是洁净区的洁净度得到保障的一个重要举措。制药企业HVAC的系统是确保药品高质量的主要系统，唯有确保气流合理的组织与对压差、风量进行有效的控制，才可以达到GMP的规定洁净度标准及工艺的要求。

1变风量与定风量阀的介绍

通过设置变风量阀、定风量阀，自动的控制洁净厂房的压差、风量，使空调系统的回风利用率得到提高。控制洁净厂房的压差、风量就可控制洁净厂房各个房间之间气流渗透的方向，是洁净厂房控制交叉污染与污染的重要举措。

变风量阀、定风量阀根据阀体的类型可分为文丘里阀与蝶阀，变风量阀应需具备反馈信号，控制器与执行机构，反馈信号能够为风量进行信号的反馈，例如PLC的控制应器按照系统的要求，风量由指定的阀体来运行，也能够根据房间内压差的信号，由PLC的控制器按照房间内压差信号的变化情况，对阀体运行的风量进行控制。定风量阀通常是自力式的阀，不必有反馈信号，仅需要设定运行的风量即可。变风量阀所执行机构的动力可以是电力，24V的交流电，也可以是压缩空气，制药企业在洁净的厂房，通常选择与220V的单相电源相接，变压器根据阀体的执行机构自备。变风量阀还可由PLC控制器根据房间压差进行控制，控制方式可以用PID控制或者分段控制，维持房间压差不变，房间门上设有门磁开关，当门磁开关动作时，变风量阀开度保持不变。PLC控制器可以采集变风量阀反馈到上位机监控系统，操作人员可以实时监控变风量的运行状况。

通过对定风量阀与变风量阀进行设置来控制洁净厂房的压差与风量，主要的方式有两种，第一，维持各房间内回（排）风量和送风量差值的恒定。第二，直接按照房间压差的反馈信号，对各房间内的回（排）风量或送风量进行调节。

2定风量、变风量阀性能的主要标准

阀门反应的速度，对于制药企业的洁净厂房来讲，通常阀门工作的状态、调节的频率较低，使用慢的变风量阀就可以。阀门的调节精度、流量范围的比值，阀门所适用的最小流量和最大流量的比值，工作时压力阀的范围，即阀前后的压差值通常是在50Pa至750Pa间，阀门在正常运行之时，阀的前后压差最好在200Pa上下。安装的阀门是否符合垂直或限制水平的安装要求，阀前后的稳流段长度要符合要求。制药企业洁净厂房的阀门对防腐的要求通常是不需防腐的。对阀门进行定期的检修与维护。

3定风量阀与变风量阀在房间恒风量恒压差的控制策略

3.1回风量或排风量的恒定房间控制策略

对于回风量或排风量恒定的房间来讲，比如存放器具间、检验间等等，在房间的送风支管之上可以装设定风量阀，房间的排风或者回风支管之上可装设定风量阀，确保房间的回风量和送风量的差值恒定，使房间的压差维持恒定。

3.2排风罩房间的控制策略

对有局部排风罩工艺设备的房间来讲，比如，各剂型车间、器具清洗间，大输液的稀配、浓配间，水针车间等等，在房间的送风支管之上可以进行定风量阀的装设，使房间恒定送风量得以控制。将电动的密闭阀装设于房间排风罩的排风支管之上，与工艺设备连锁，工艺设备的运行状态而决定其开与关。将变风量阀装设于房间的回风支管之上，使房间的压差恒定得以控制，在不排风的时候，将房间的回风量增大。

3.3自有排风系统的房间控制策略

对于具备排风系统的房间来讲，比如，洗瓶灭菌室、铝盖灭菌室、胶塞清洗室等，在房间的送风支管之上可以装设定风量阀，将电动的密闭阀安装在工艺设备的排风支管之上，和工艺设备进行连锁，跟着工艺设备的运行状态进行开关。将变风量阀安装在房间的回风支管之上，使房间的压差恒定得以控制，在不排风的时候，增大房间的回风。

3.4在具备局部除尘排风房间的控制策略

在局部有除尘排风的房间，比如，胶囊填充室、压片室，胶囊填充机、压片机是封闭型的。如果工艺设备在不运行的时候，房间的回风与否，按照工艺设备的运行情况与生产品种，以产品不会造成交叉污染为标准。在房间的送风支管之上可以装设定风量阀，于除尘的排风支管之上装设电动的密闭阀，安装的电动密闭阀应和除尘机进行连锁，将启停的按钮设在室内。不需要除尘的时候，将除尘机与电动的密闭阀关闭。在房间的排风支管之上装设变风量阀，使房间的压差恒定有所控制。

3.5需全排风房间的控制策略

对于应需全排风房间来讲，工艺设备如果处在不运行状态的时候，可进行回风，比如，洁具存放室、器具清洗室，在房间的送风支管之上可以装设定风量阀、定风量阀和电动的密闭阀，在回风的支管之上装设定风量阀、电动的密闭阀，房间在排风的时候，将房间内排风支管之上电动的密闭阀打开，关闭回风支管之上电动的密闭阀，使房间进行排风。房间内不需要排风的时候，将房间内回风支管之上电动的密闭阀打开，关闭排风管之上电动的密闭阀，使房间进行回风。

3.6排风量较大房间的控制策略

工艺设备在运行的时候，对于应需的排风量远远比所需保持洁净度风量大的房间来讲，比如，大输液、水针车间、炭处理室，配料室等。在房间的送风支管上装设双稳态阀，当工艺设备在运行的时候，送风支管是高风量的运行，工艺设备的排风量应需补充。工艺设备在没运行的时候，送风支管是低风量的运行，应维持房间的洁净度。工艺设备的排风支管上装设定风量阀与电动的密闭阀，在和送风支管的高风量相互适应进行排风的时候，保持房间的压差恒定。在房间的回风支管上装设定风量阀与电动的密闭阀，跟送风支管的低风量相互适应，在回风的时候，保持房间的压差恒定，工艺设备在没运行的时候，房间进行回风。

4定风量、变风量阀需注意的事项

（1）目前，部分工程并没选择用定风量、变风量阀对洁净厂房的风量、压差进行自动的控制，大多是由于控制阀的投资太高。为降低风量阀的投资，应进行以下的措施，第一，尽量的选择定风量阀或者双稳态阀，如果选择变风量阀，不妨考虑选择慢的变风量阀。第二，对于带多个送风口的房间来说，各房间送风口尽量的汇集于一根大的支管之上，装设一个调节阀，房间的回排风也是如此。

（2）选择变风量阀时，应需对开启房间门所影响阀门的动作进行思考，制药企业的洁净厂房，经房间的压差信号对变风量阀的运行方式进行控制，阀门动作宜20s的延迟，对房间内压差变化反应的时间推迟。如果开启门，应在20s内关闭，不然应将未关闭门的信号发出，防止房间门的开关，造成阀门的动作频繁。

5结束语

采用变风量、定风量阀，对制药企业的洁净厂房进行回风与排风的切换，同时也可以起到保持房间的压差恒定的作用，使空调系统在充分的利用回风时更加有利，节省的能耗更多。对变风量、定风量阀进行进一步的研究与应用，尽量的达到控制系统更加经济且实用性强、更加稳定的运行与更加便捷的维护操作。

【参考文献】

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［2］白晓明，胡汉江.生物制药企业洁净厂房的空调系统与压差控制方案的探讨[J].洁净与空调技术,2009(03):33.

［3］蒋海．论洁净厂房压差控制问题及改进措施［J］．工艺与设备，2012(07):182-183．