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摘要：在建筑智能化发展的过程中，还要通过实现自动控制完成建筑内部空调系统的节能改造，以便系统能耗得到进一步降低。而针对GMP洁净厂房，空调系统需要在药品生产过程中起到防止室内微生物和粉尘产生的问题，以免药品出现污染或交叉污染问题，从而使药品的质量得到保证。采用净化中央空调尽管可以满足洁净生产要求，但是却因为管路复杂、级数多等运行特点出现了能耗过大的问题，引发了严重的资源浪费。因此，还应加强对GMP洁净厂房空调系统的节能改造研究，从而更好的推动制药行业的发展。
关键词：GMP；洁净厂房；空调系统；节能改造
1.GMP洁净厂房空调系统节能改造需求
在医药建筑中，中央空调消耗的电能约占总电能的70%左右。伴随着医药企业的发展，其药品生产要求也在逐步提升，需要保证生产区域净化空气标准符合GMP，所以医药厂房的净化中央空调将产生更多的能耗，导致厂房建筑的运行费用不断增加。而近年来，为加强可再生资源发展和缓解用电矛盾，电价得到了较大幅度的调整。对于GMP洁净厂房空调系统这类高耗能设备来讲，则带来了较大的运行成本负担。面对这种局面，医药企业还需要实现厂房空调系统的节能改造，以便在降低建筑运行成本的同时，迎合国家制定的洁净生产政策，从而在为企业带来更多经济效益的同时，带来一定的社会效益，继而有效推动医药行业的可持续发展。
2.GMP清洁厂房空调系统特点分析
首先，GMP清洁厂房对内部空间温度及湿度有严格要求，为稳定环境参数，中央空调系统需持续对厂房送风，结合环境变化进行冷却、除湿、加热等处理，需消耗大量能源。其次，清洁厂房内的空气需保持一定清洁度，强化空间内部通风，将经过处理的空气送入清洁厂房内，提高送风机及供水水泵耗能。中央空调系统运行中各类设备产生的电能需求。清洁厂房内的冷负荷主要由新风冷负荷构成，以平衡各类设备及工艺流程运行过程中产生的热量，厂房内围护结构、照明系统及作业人员为冷负荷较小的单元，一般不超过总负荷的10%。而导致清洁厂房空调系统高能耗的原因有：一，清洁厂房对送风量的要求较高，例如在相同面积的清洁厂房及常规空间内，清洁厂房所需的送风量一般在达到空间舒适度要求送风量的1.5～55倍，风压要求也更高，一般在3倍左右，进而导致空调系统送风机产生大量能耗。二，清洁厂房对新风的需求量高，通常而言，新风量为排风量及正压漏风量的加总，若厂房内工艺流程排风量大，新风量也会随之提高，并产生较高的新风热湿处理能耗。第三，清洁厂房内既有设备、工艺流程在运行过程中释放大量热能，为保持空间环境条件，对空调系统的依赖程度非常大。第四，清洁厂房内开展的科研、生产活动对环境参数要求严格，加之开展的项目较多，空调系统必须提供精确的空气温度、湿度条件，进而提高系统能耗。
3.GMP洁净厂房空调系统节能改造措施
3.1减少空气循环量
一是减少单向流或要求严格的洁净室的面积，二是合理降低洁净室的平均气流速度/换气次数，三是提升洁净室的密封性能，以及正压控制不过髙。（1）减少单向流洁净室的面积把关键的要求严的洁净加工区与周围要求不严的洁净室环境加以物理分隔，即对关键区域采用“点”或“线”的保护而不采用“面”的保护，以减少单向流洁净室的面积，如在非单向流洁净室内设置洁净工作台、洁净工作棚或层流罩等局部单向流洁净区：采用微环境/隔离装置等。（2）降低气流速度、换气次数由于髙效过滤器及污染控制水平的提髙，以及流体动力学技术的发展，经验和研究已经认为可降低洁净室的气醜度/换气次数，有导则等对气流速度/换气次数的推荐值已有所降低。实际的设计、调试、生产过程中，应以满足规范要求、生产工艺的需求为标准，不宜留过髙的富余量。
尤其是在调试、检测过程及工程竣工初期运行中，各项指标远远髙于设计及规范的要求对节能是不利的。（3）提升洁净室的密封性能及正压控制不过高提升洁净室的密封性能，及意味着外界污染物进入洁净室几率的减少，洁净室可以在更低的气流速度/换气次数的条件下达到要求。施工、监理应更多的关注这方面内容，严把工程质量。
3.2改变送风方式
若GMP清洁厂房空调系统存在可利用的低温冷源，可通过提高送风温差、降低送风温度的方式进行空调风系统节能。该节能方式的优点在于可降低送风量及风机能耗，且对送风管直径要求不高。注意在确定最小送风量时，需根据GMP清洁厂房内空间空气质量的要求，确保空气混合均匀，避免出现局部温度过高或过低的现象。但该方法主要应用于民营建筑及对环境要求不高的工业建筑内，GMP清洁厂房空调系统送风量大，因此若条件允许，可优先采用变量送风的方式，即根据厂房内温度变化，调整送风量大小，以此来降低空调系统能耗。在使用变量送风方式时，同样需注意气流的组织设计，避免内部空间出现冷热不均的现象。目前已有新建的GMP清洁厂房使用基于变量送风的空调系统，设定生产与值班两种工况模式，在确保室内环境参数达标的基础上，调节送风量，一般将值班工况下的送风量设定为确保空间清洁等级的风量。
3.3风机变频控制
GMP清洁厂房空调系统机组包括空调机组、循环机组和新风机组，其中新风机组为变频控制，其他机组根据厂房实际生产需求，经经济技术对比后确定控制方式。新风系统过滤器阻力随系统运行时间变化而变化，在设计阶段，风机风压多依照高、中过滤器处阻力的2倍确定终阻力。以上设计可使新风机组在长时间连续运行后，系统实际阻力远小于配风机压头，此时若不存在变频控制方式，需调节风管阀门开闭状态调节送风量，随着过滤器阻力的增加，送风量逐渐降低。因此想要确保送风量达到GMP清洁厂房环境质量要求，必须定期调大风管阀门，导致空调系统能耗增加，并给厂房管理带来一定困难。因此建议在空调系统节能改造中，将新风系统调节为变频控制，通过清洁厂房内的正压值对风机转速进行调整。在可持续发展背景下，变频技术发展迅速，在成本及技术稳定性上已得到显著优化，因此可满足GMP清洁厂房空调系统节能改造的要求。
3.4对洁净室进行节能改造
由于流线型气流在不使用单向流的情况下就能达到满足更高洁净要求的洁净度，且所占空间较小，因此流线型的洁净室在现代工厂中得到了比较广泛的应用，在一般洁净厂房中通常采用AHU机组集中处理空气、集中送风和回风，这样虽然处理效率较高，但在空气的输送方面消耗的能量过大，因此可以通过对送回风机组进行改进，使其小型化后安装在洁净室内。对于改造后的流线型洁净室来说，其最大的优点在于每个组合单元可以灵活地进行移动和增减，因此可以通过增减单元机组的方式来实现洁净等级的控制。另外，由于温度和湿度由各个ACU单元进行单独控制，室内的空气也通过ACU底部进行直接回风，因此这大大减少了空气的输送距离和换气次数，使运行成本大大降低。
3.5加强能量回收
若空调系统排风量较高且新风与排风之间存在明显温差，可通过加强风系统能量回收的方式进行空调系统节能。在确定回收方式时，新风与排风的温度差应保持在合理范围，一般不低于8℃，以此来达到最佳的节能效果。此外，能量回收效果与环境温度间关系密切，冬季气温较低时，能量回收效果更明显。
参考文献：
[1]王中岳.探究GMP洁净厂房空调系统节能的改造[J].防护工程,2018(09).
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