净化空调系统常识与简单维护

制药业 2022-06-01

空气调节就是使室内的温度、相对湿度、噪声、压力、洁净度等参数保持在一定范围内的技术。一般情况下，房间的湿度、温度成反比，温度低、相对湿度高。

一般净化工艺流程中各部分相关知识

净化空调箱的一般结构

新风、回风段：新风、回风口位置按设计要求可分别在端部、顶部或左右各侧面，并配有风量调节阀，新回风按一定比例混合，既可节约能源，又可达到卫生要求。

新风：

空调系统中的新风占送风量的百分数不低于10%，在春秋过渡季节中可以提高新风比例，从而利用新风所具有的冷量或热量以节约系统的运行费用；

回风：

一次回风：回风与室外新风在空气冷却器前混合称一次回风；

二次回风：回风与室外新风在空气冷却器前混合并经加热或冷却处理后再次与回风混合称二次回风；

过滤器

按功效分：初效、中效、亚高效、高效、超高效；

按过滤器的构造分：浸油金属、网络过滤器、静电过滤器、纤维过滤器。

初效过滤器：初效空气过滤器主要以捕集5μm以上颗粒灰尘及各种空气悬浮物，一般应用于：空调系统的初效过滤、多级过滤系统的预过滤。其结构形式有：板式、折叠式、袋式三种。

中效过滤器：对大于1um的粒子能有效过滤，大多数情况下用于高效过滤器的前级保护；

高效过滤器：高效分为亚高效、高效、超高效过滤器；一般滤料为超细玻璃纤维加工成纸状；亚高效<1um、高效≥0.5μm、超高效≥0.1μm。

过滤器更换周期

初效过滤器：

1、过滤器两侧压差接近初始压差的两倍；

2、初效过滤器一年/次。

中效过滤器：

1、过滤器两侧压差接近初始压差的2倍；

2、中效过滤器一年/次。

高效检漏：

周期：每一年对高效过滤器检漏一次；

检漏方法：移动扫描法；

仪器：高效检漏仪。

检漏方法：被检过滤器需已经过风量检测，在设计风量80%以上运行；检漏时，将采样器探头放在距离被检过滤器下游侧2-3cm处，以5cm/s的速度移动；对被检过滤器整个断面，特别是安装接缝处进行移动扫描，当微粒计数突然增大时，应停留作测量。当发现高效有泄漏时及时进行密封条、高效过滤器的更换。

高效更换注意点：

1、新的高效过滤器更换前须检查高效过滤器的密封包装是否完好，如果发现包装不密封不得使用；

2、更换高效过滤器时，新的高效过滤器自包装盒中取出后，到达洁净区更换地点进行安装时方能打开高效过滤器的密封包装袋；

3、高效过滤器的保存周期不得超过三年，新的高效过滤器更换前检查高效过滤器的生产日期，如超过保存期限不得使用。

表冷挡水段：设有表冷器和挡水板，采用铜管串铝箔的结构，供空气冷却、干燥用。冬季通热水也可以作加热器用。另外表冷分一次表冷和二次表冷，一次表冷主要起除湿作用，二次表冷一般在蒸汽加热难以控制的情况下起冷却作用。

加热段：内置钢管绕钢片式或铜管串铝箔式高效热交换器，设有加热器和旁路调节阀，供空气加热用，通过调节阀门开启度可调节加热量。

加湿段：主要使用设备为干蒸汽加湿器，由干蒸汽喷管、分离室、干燥室、调节阀（电动、气动）组成。

风机段：设有一台离心风机和减振底座，主要为输送的空气提供动能。

臭氧发生器：利用臭氧的强氧化性进行杀菌灭活。对于空气中的浮游菌与沉降菌臭氧消毒有效浓度：D级为10ppm；C级为15ppm；B级为20ppm。

净化空调系统基础知识

与GMP相关的知识

1、进入洁净室(区)的空气必须净化，并根据生产工艺要求划分空气洁净级别。洁净室(区)内空气的微生物数和尘粒数应定期监测，监测结果应记录存档。

2、洁净室(区)的窗户、天棚及进入室内的管道、风口、灯具与墙壁或天棚的连接部位均应密封。空气洁净级别不同的相邻房间之间的静压差应大于10帕，洁净室(区)与室外大气的静压差应大于10帕，并应有指示压差的装置。

3、不同空气洁净级别的洁净室(区)之间的人员及物料出入，应有防止交叉污染的措施。

洁净室(区)应定期消毒。使用的消毒剂不得对设备、物料和成品产生污染。消毒剂品种应定期更换，防止产生耐药菌株。

洁净区微生物数要求

洁净级别	微生物数
洁净级别	浮游菌	沉降菌
A级	≤5个/m3	≤1个/皿
B级	≤100个/m3	≤3个/皿
C级	≤500个/m3	≤10个/皿
D级	——	≤15个/皿

洁净度由每立方米空气中最大允许微粒数确定。

洁净室尘埃粒子数要求

洁净级别	尘埃粒子数
洁净级别	≥0.5μm	≥5μm
A级	≤3500粒/m3	≤0
B级	≤35万粒/m3	≤2000粒/m3
C级	≤350万粒/m3	≤20000粒/m3
D级	≤1050万粒/m3	≤60000粒/m3

空气处理的目的：

防止污染物进入，控制进入的微粒数。

防止昆虫和啮齿动物的进入。

按产品要求和人体舒适度需要调节进入空气的相对湿度、温度。

根据洁净级别和产品的要求使生产区域保持一定的压差，使洁净厂房内某功能间的空气中所含活性或（和）非活粒子浓度达到最低，防止交叉污染。

洁净室（区）

需要对尘粒及微生物含量进行控制的房间（区域）。其建筑结构、装备及其作用均具有减少对该房间（区域）内污染源的介入，产生和滞留的功能。确定空气状态的参数有：温度、湿度、尘埃粒子、微生物。

名词解释：

粒子：一般尺寸为0.001~1000μm的固态和液态物质。

浮游菌：用专用的空气取样器收集到的悬浮在空气中的活性微生物粒子，通过专门的培养基，能在适宜生长条件下繁殖到可见的菌落数，浓度表示方法是：个/m3或个/L。

沉降菌 :用一定规格的培养皿静置于洁净室（区）中一定时间收集到的活微生物粒子，通过专用的培养基，在适宜的生产条件下，繁殖到可见的菌落数。其浓度表示方法是：个（直径90mm，0.5h）。

空调系统概念知识

空气调节就是使室内的温度、相对湿度、噪声、压力、洁净度等参数保持在一定范围内的技术。

一般情况下，房间的湿度、温度成反比，温度低、相对湿度高。

相对湿度：空气中所含水蒸汽密度和同一温度下饱和水蒸汽密度的比值，通常用百分数表示。（也就是实际空气的湿度与在同一温度下达到饱和状况时的湿度之比值，同样体积空气的含水饱和度随温度的变化而变化。温度越高，空气含水饱和度越高。）

绝对湿度：空气中的水蒸汽质量与湿空气的总体积之比（单位体积空气中所含水蒸汽的质量，叫做空气的绝对湿度）。其单位一般是克/立方米。

露点温度：空气中水蒸汽开始凝结时的温度。在100%的相对湿度时，周围环境的湿度就是露点温度。露点温度越小于周围环境的温度，结露的可能性就越小，也就意味着空气越干燥，露点不受温度的影响，但受压力影响。

净化空调与一般空调的区别：

空气过滤方面：一般空调采用一到二级过滤，而净化空调采用三到四级过滤；

层流组织方面：一般空调乱流度较大，以控制温度、湿度为目的，净化空调限制尘粒的扩散；

室外压差控制：洁净室有压差要求，一般空调没有；

风量能耗方面：一般空调的换气次数是10次/小时以下，净化空调的换气次数是12次/小时以上。

温、湿度控制与压差控制

温、湿度控制

温度控制：SOP规定正常情况下温度控制标准为18℃-26℃，一些产热较大的房间如洗瓶间、稀配等房间温度控制在不超过31℃。

当检查发现温度高于26℃时,调节冷却段冷水的流量阀门,加大冷水的流量，降低温度，当冬天室内温度高于26℃则关闭蒸汽阀门，加大新风阀开度，利用新风降温。当检查发现温度低于18℃时，适量打开加热段蒸汽阀门。

SOP规定正常情况下湿度控制标准为45%-65% ，一些产热较大的房间如洗瓶间、稀配等房间湿度控制在不超过75%。

检查发现相对湿度低于45%,打开加湿段进行加湿。

当检查发现相对湿度接近65%,打开一次表冷进行除湿，因为空气与表冷器之间有一定的温度差，所以空气中所含水蒸汽一部分会在表冷器表面析出，通过排凝水管排出,再打开加热阀在保证温度符全GMP规定的情况下升高空气温度，使空气的相对湿度降低。由于蒸汽加热温度一般比较难控制，所以通过二次表冷来调节温度。

表冷器工作原理：向表冷器中通入冷冻水，由于冷冻水的降温，所以表冷器表面温度较低，当含有大量水蒸气的热空气通过表冷器时，热空气的温度会急剧下降，而其中的水蒸气将会析出在表冷器上形成冷凝水并依靠重力流和挡水板流到水槽排到下水道。通过表冷器的空气由于温度低而形成相对湿度饱和的空气，低温空气再经过蒸汽加热器升温后形成一定温度下的相对湿度较小的空气。

压差控制

压差控制在净化空调系统中是一个非常重要的环节。只有通过对净化区域的压差进行控制，保证合理的气流组织，才能达到净化和工艺的要求。例如洁净厂房必须保持一定的正压使外界未经净化的空气不会进入净化区域，保证洁净级别；并且通过对各净化区域的不同的压差控制，达到净化分区的作用，在GMP中就要求空气洁净级别不同的相邻房间之间的静压差应大于10帕，洁净室(区)与室外大气的静压差应大于10帕，并应有指示压差的装置。

洁净级别相同的区域，产尘量大的区域保持相对负压；洁净级别相同的区域，关键区域保持相对正压。洁净室与周围的空间必须维持一定的压差，并应按生产工艺要求决定维持正压差或负压差。

洁净区内有些房间（如固体制剂车间的粉碎间）在工作期间有粉尘产生，在顶送乱流气流的作用下将使整个房间受到污染。为了不使粉尘污染其它房间使房间对其它房间保持相对负压。对空调净化系统来说，送风管路将因过滤器积尘而造成阻力变化，影响送风量，造成室内压力的波动。

压差表：据国家GMP药品生产验证指南对洁净厂房的要求，一般对洁净区（室）压差的测量选用用2000-60Pa微压差计，对初、中效空气过滤器的过滤段压差检查选用2000-125、250、500Pa微压差计。

当压差显示低于标准时，首先确认压差表是否完好，然后在保证洁净室换气次数的条件下适当关闭回风口阀门。如无效则适量开大高效送风阀。如仍达不到要求，则检查高效是否堵塞，方法是测量风量，如高效堵塞则进行更换。当压差显示过高时,在保证洁净室换气次数的条件下适当关小进风阀,开大回风阀。如压差显示远大于正常值，必须用高效检漏仪对高效进行检漏。

注意点：在压差调节时须随时关注其他洁净室（区）的压差情况，因为个别风口进行局部调整时，会对整个系统的风量分配发生影响，从而影响其他区域（房间）压差。

问题：如下图所示，两个不同区域之间压差表显示4Pa，应如何调节？

洁净室维持不同的压差值所需的压差风量，根据洁净室特点，一般采用换气次数

法确定。换气次数：

D万级洁净区换气次数≥12次/小时；

C万级洁净区换气次数≥15次/小时；

B级洁净区换气次数≥25次/小时；

A级层流区风速≥0.45米/秒±20%。

净化空调系统验证

空气净化系统设计要点

设计能力与生产区域相匹配

空调净化系统的设置是否与产品特性相适宜？（净化级别、净化能力、送回排风等）

系统回风是否适宜？再循环的空气必须要经过过滤，以避免交叉污染。对系统会造成潜在污染的，回风是被限制或禁止的。

初/中效安装压差指示器，若缺少这种监控方法，系统会失去控制、导致污染问题。

系统清洁消毒方法和措施

空调系统验证

空调系统验证：一般包括四个阶段，分别为预确认（或设计确认DQ）、安装确认IQ、运行确认OQ和性能确认PQ。

预确认，即设计确认，通常指对待订购设备技术指标适用性的审查及对供应厂商的选定；

安装确认，主要指机器设备安装进行的各种系统检查及技术资料的文件化工作；

运行确认，为证明设备达到设定要求进行的运行试验；

性能确认，指模拟试生产，证实设备的稳定性。

预确认（设计确认DQ）

预确认，即是检查空调的的论证选型报告、购置合同。通过设备的论证选型，确认空调的性能及技术参数是否符合GMP要求，是否适合车间产品的生产工艺要求、另外还要考虑设备厂家的的资质。同样，通过设备预确认，完善设备前期管理工作，包括论证选型报告齐全（设备选型依据、原则等）、购置合同完整并整理归档保管等。

相关文件、设备选型报告、购置合同。

1、概述（如：**车间的净化空调系统控制的区域为**，净化区域面积为**，系统风量为***，该区域主要用途是***）

2、要求（主要是指对设计单位、施工单位、空调生产厂家及空调型号的要求）

3、依据（一般以1、2两项为依据）

4、结果（确定为所选定的设计单位、施工单位及空调机组）

5、附件（论证选型资料、报告、标书、合同等）

安装确认（IQ）

安装确认的目的是证明设备是按照设计和规定进行安装的。

文件系统检查

包括设备安装图、说明书、各类证书、各种手册、空调系统图、空调处理单元结构示意图、分区平面图、空调参数等。

仪表校准检查：所有的工艺控制仪表都要校验，保证其准确度和精度的误差在允许的范围内（压差表、温湿度表和压力表）如有超限仪表及时调整更换，建立好仪表校正档案。

净化空调系统的安装确认主要包括以下方面的内容：竣工资料检查、空调机组资料检查、现场外观检查、仪器仪表的检查。

1、竣工资料检查

净化空调系统的竣工资料主要包括以下方面的内容：

A、图纸会审记录、设计变更通知书和竣工图；

B、主要材料、设备、成品、半成品和仪表的出厂合格证明及进场检（试）验报告；

C、隐蔽工程检查验收记录；

D、工程设备、风管系统、管道系统安装及检验记录；

E、管道试验记录；

F、设备单机试运转记录；

G、系统无生产负荷试运转与调试记录；

H、工程质量验收记录；

I、观感质量综合检查记录；

J、安全和功能检验资料的核查记录。

以上的竣工资料，根据国家GB50243-2002《通风与空调工程施工质量验收规范》、GB50591-2010《洁净室施工及验收规范》进行检查。

2、空调机组的材料检查

A、合同，设备的合同应齐全；

B、开箱资料：4412（SOP4-00005）；

C、备品配件：4428（SOP4-00002）；

D、设备编号：按照《设备编号管理规程》（SOP4-00003），对设备编号；

E、设备安装：设备安装验收记录4413（SOP4-00005）。

3、现场检查

A、机组外观，应清洁完好，机组内部清洁；

B、风管，应与竣工图纸一致，保温情况良好，风管固定良好；

C、送风口，应完好、清洁；

D、新风口应与机组有联锁装置。

4、仪器仪表

仪器仪表的要求：检查与设备有关的所有仪器仪表，应在有效期内。包括非安装在设备上而在确认中使用的仪器。

运行确认（OQ）：

运行确认的目的是确保空调系统各项技术参数到设定要求。

净化空调系统的运行确认主要包括以下几个方面：

机组运行情况检查；系统新、回、送风量检查；高效过滤器的捡漏；房间风量、换气次数检查；静压差调整。

1、机组运行情况检查

检查设备的开关机功能，应便于操作，功能完善。

检查机组的温度显示、过滤器压差显示，应正常。

机组运行平稳、基本无漏风。

能够在远程电脑手动开启或关闭风机、阀门；能够根据总送风的温度、湿度自动调整空调加湿阀、表冷阀、加热阀的开度，从而控制整个洁净室的温、湿度。

2、高效过滤器的安装检漏

捡漏方法：按照SOP4-00239执行。

3、风量测试

A、机组风量测试

测试机组的新风量、总送风量、回风量。

测试方法：将风速仪插入空调送回风管道检查口中。

B、房间风量分配（测试）

测试系统内各房间的风量，并调整房间的压差。

测试方法：按照SOP4-00322进行测试。

C、对房间自净性能进行测试

在关闭空调系统约1小时后重新开启，对重要的房间进行自净（即尘埃粒子数达到要求）时间测试，以得到空调停机后房间的自净时间。

性能确认（PQ）

空调系统的性能确认是为了证明在正常情况下空调系统的可靠性提供文件支持。

验证项目：温湿度、尘埃粒子、沉降菌、浮游菌等。

1、温湿度测试

测试各房间的温湿度，对集中监控房间，同时检查。

测试位置：在工艺有温湿度要求的房间。

测点布置：工作区域；测点一般应布置在距外墙表面大于0.5m，离地面0.8m的高度。

2、洁净度测试

根据SOP《洁净度测试》，测量各房间的洁净度。

3、微生物测试

根据SOP《沉降菌测试》，测量各房间的沉降菌

根据SOP《浮游菌测试》，测量各房间的浮游菌

4、泄漏测试

对有孔洞的区域，测试风速。高低洁净间的风速：大于0.2m/s。

验证附录图纸包括：

平面图、送风图、回风图、排风图、温湿度、压差监测点分布图。

空调箱净化故障处理与系统日常监控

空调箱净化故障处理

故障现象	故障原因	处理方法
电机电流偏小	1、皮带断裂或皮带松	更换皮带或张紧皮带
电机电流偏小	2、过滤器损坏有漏洞	更换过滤器
电机电流偏大	1、皮带紧或过滤器堵塞	松开皮带或更换过滤器
电机电流偏大	2、电机或风机轴承故障	检修轴承
送风量偏小	过滤器堵塞	更换过滤器
高效送风风速低	高效堵塞	更换高效
尘埃粒子高（超过标准）	1、高效密封损坏	重新密封
	2、高效存在漏洞	更换高效
	3、房间卫生差	打扫房间及设备
房间温度高	1、冷水流量不足	增大冷水流量
	2、没有冷水时	增大新风量（春秋季节）
	3、采用蒸汽加热	减小或关闭蒸汽阀门
房间温度低	新风量过大	减小新风量
房间温度低	蒸汽加热量偏小	加大蒸汽量
房间湿度高	加热器漏气	维修加热器
	表冷器冷冻水流量低	加大冷冻水流量
	若个别房间湿度高	检查该房间是否有蒸汽泄漏
	若个别房间湿度高	检查是否有产湿源
	温度低	提高温度