浅析疫苗生产GMP厂房空调系统节能环保技术策略

杨磊 朱毅 郭佩超 吴志超 李亚冬 李杨

（中国医学科学院医学生物学研究所，云南昆明 650118）

在我国的生物制药行业中，生物厂房的运行环境条件要求较高。空调制冷系统主要为生物厂房提供一定的冷量，保证生物厂房内部生产车间的温度、湿度符合GMP生产标准的要求，但是目前空调制冷系统存在水、电能耗高，制冷剂对环境污染严重等问题，节能环保成为当下生物制药企业比较关注的实际问题。而空调制冷系统中的节能环保技术在生物厂房的有效运用，一方面可以为企业有效地节约水、电能源的使用费用，为企业创造更多的经济价值；另外一方面，节能环保技术的使用也很好地促进企业实现环保价值，减少有害气体对大气环境的污染[1]。

1.节能环保技术在空调制冷系统中的重要性概述

在生物制药企业节能环保的研究中，空调制冷系统的节能环保技术充分发挥了价值，通过对生物厂房空调制冷系统节能环保技术的应用分析制订出合理的方案和措施，以此保证生物厂房空调制冷系统能够真正实现节能环保[2]。下面将对节能环保技术在空调制冷系统中的重要性进行详细阐述。

1.1 节约能源

在生物厂房的空调制冷系统的运行中，使用能源最多的就是水和电。在空调制冷系统中制冷设备运行需要循环水，而循环水在运行的过程中会消耗水，需要从补水箱补充水到管路中，每天消耗的用水量大。而在空调制冷系统中的制冷设备都需要电能，特别是冷水机组在制冷加载过程中使用的电能占据整个系统使用电量的70%，电能的消耗是非常的大的。生物厂房空调制冷系统节能环保技术的应用可以有效地解决水、电能源耗用量大的问题，减少资源浪费，提高企业经济发展。

1.2 减少环境污染

就空调制冷系统而言，空调设备的制冷阶段需要用到制冷剂。传统制冷剂使用最多的就是氟利昂，空调设备运行中会产生大量的氟利昂气体和二氧化碳气体。氟利昂气体流入空气中，就会破坏臭氧层，形成臭氧层空洞的现象，而二氧化碳气体则会加剧全球的温室效应，造成温度上升等现象的发生。生物厂房空调制冷系统节能环保技术的应用可以有效地解决氟利昂和二氧化碳气体排放的问题，对减轻环境污染能够起到重要的作用，更加符合现在的碳排放要求。

1.3 保证生产环境的质量

在生物厂房中，生物制品生产的各个过程对环境的温度和湿度要求都是很严格的，空调制冷系统能有效地为生产环境提供恒温恒压的生产条件，然而也会出现环境温湿度的偏差现象，给产品的生产环境造成一定的影响。在生物厂房空调制冷系统节能环保技术的应用可以有效地解决环境温湿度的偏差问题，保证生产环境的质量。

2.节能环保技术在空调系统中的应用

2.1 空调系统运行中的影响节能环保因素分析

生物厂房空调制冷系统中的节能环保技术的应用应对影响其节能环保的因素进行分析，其次还应该结合生物厂房相关的生产工艺要求、设备运行状况等控制要素进行联合分析。选择节能技术时根据实际情况分析在空调制冷环节消耗能源比较大的地方，比如在生物厂房生产间隙阶段循环冷却水泵运行流量的调节，冷水机组压缩机双机头的启停运行、空调送风方式的选择等，对制冷环节相关的设施设备能耗进行运算与统计，了解相关的水、电能耗消耗模式，并采取相关的节能措施进行改善[3]。比如在循环冷却水管道上安装电动流量调节阀；在生物厂房生产间隙阶段根据温控要求将循环冷却水泵运行流量调小；还有双机头运行的冷水机组，在负荷要求低的时候可以启动单机头运行、优化空调的送风模式等，对空调制冷系统的水、电能源消耗量进行减少。

另外，在选择环保技术的影响因素分析时，应考虑使用环保型制冷剂或者更具有创新环保的新材料，避免空调制冷系统运行环节设施设备对环境造成不好的影响。

2.2 新技术的应用分析

生物厂房空调制冷系统中应用新技术具有非常必要的现实价值，新技术的应用能够促进空调制冷系统运行走向智能化，智能化又能够促进了节能环保技术的发展。现行有很多新技术如变频技术、循环流量自动调节技术、磁悬浮压缩机技术等的应用，不但节约了水、电的能源，还节约了更多的人力和物力投入[4]。下面就以功率均为3000kW的定频冷水机组和变频冷水机组为例，通过分析机组在负载相同时，定频机组和变频机组COP的变化趋势。如图1所示。

图1 定频和变频机组COP、负载性能曲线图

通过图1定频和变频机组COP、负载性能曲线图，可以看出在负载一定时，变频机组的能效值高于定频机组的，即变频机组的节能效率高于定频机组；当负载持续增加时，变频机组COP值趋于稳定，波动较小，即变频机组的能效比稳定，节能效果好。

在生物厂房空调制冷系统中加强新技术的投入和应用，能够更好地保证生产环境温度和湿度的质量，并且从经济角度能够为企业创造更大的经济效益。在投入新技术使用的过程中也要注意对新技术的创新优化，新旧技术的替代结合优化，空调制冷设备之间的配合使用优化，让新技术在空调制冷系统中发挥出更大的价值和作用，这样也是保证新技术在节能环保中的重要步骤。

2.3 制冷设备的良好运行状态

空调制冷系统在节能环保方面的应用需要保证制冷设备能够具有良好的运行状态，否则各项节能环保技术就不能正常应用。在空调的制冷环节，统称空调系统“心脏”的设备是冷水机组，冷水机组能够正常运行的条件需要冷冻水泵、冷却塔循环水泵、冷却塔等设备的正常运行。而各个设备的正常运行也需要保证附属设备及水、电的正常保障与供给，以及设备正常的运行维护。否则设备运行不正常就不能谈节能环保技术的应用，也许还会造成不必要的损失。

3.疫苗生产车间空调系统节能环保技术应用策略

3.1 空调系统供水节能分析

在生物厂房的日常生产过程中，生产用水使用后要经过再生水处理工艺后才能进行排放。再生水的生产处理过程要经过高温灭菌、粗过滤、精过滤、超滤、反渗透等制水产水工序后存放在储水罐内，处理后的水检测合格才能排放。再生水无菌无杂质，是符合工业冷水标准要求的。这些再生水排放显然是很浪费，我们可以将再生水替代为工业冷水在空调制冷系统中使用。通过对再生水与普通工业冷水在空调制冷系统中使用对比发现，再生水不容易使制冷设备内管路及循环水管路结垢，这个节能措施让水资源得以重复循环使用。

3.2 空调系统供电节能分析

新能源技术中的太阳能发电技术的应用可以减少传统能源电能的消耗，是空调制冷系统中最常使用的节能环保技术，通过太阳能蓄电转化为电能存储，从而为制冷设备压缩机的运转提供电力供应。在生物厂房中，一般厂房面积大，层高在10m以下，在生物厂房的房顶铺装太阳能发电板能够很好地采集阳光蓄能，特别是目前企业面对供电压力大、有限电政策，以及面对空调制冷系统消耗电能大等现状，选择太阳能发电这种新技术为生物厂房空调制冷系统供电是一种非常不错的选择，这项技术的应用是空调制冷系统在节能和环保双重条件下都能满足的新技术。

3.3 环保型制冷剂的应用

环保型制冷剂的应用有助于减少空调制冷设备运行过程中所产生的有害气体，在空调制冷系统中有着环保的重要意义。在早期，生物厂房空调制冷设备主要以氟利昂为主要的制冷剂使用，但是随着新型制冷剂和制冷设备的出现，现在新建设的和修缮后的生物厂房，都在使用环保型制冷剂或是取代传统制冷剂。现在空调制冷系统中，使用较多的环保型制冷剂有R134a制冷剂。R134a制冷剂不但有节能环保的特点，还能代替传统制冷剂R12的使用，R134a制冷剂有着清洁无毒、高效节能、绿色环保、制冷效果好的特点，是目前比较满意的环保型制冷剂[5]。

3.4 空调系统设备的维护与保养

定期检查空调制冷设备的运行状态是保证实施节能环保能够顺利开展的前提。定期做好设备的维护保养，能够使制冷设备运转更加顺畅，不容易出现故障，从中也可以减少维修成本[6]。定期检查制冷设备的各种运行参数，能够更好地调节制冷设备的运行情况，设备运行状态好能够减少水、电相关能源的损耗。在制冷设备运行中检查各循环管路有无跑冒滴漏的现象，这也是节能环保必备的措施。下面就以开利品牌30XW1601定频冷水机组和30XW-V460变频冷水机组为例，在相同负荷加载运行的情况下，分别对冷水机组冷凝器进行清洗维护保养前后电流值进行监测比较。如表1所示。

表1 冷水机组冷凝器清洗维护保养前后电流值对比

4.结语

空调制冷系统在生物厂房运行中占据了非常重要的地位，在生物厂房的空调制冷系统运行中注重节能环保技术的应用，有利于节约水、电能源和保护环境，还能够更好地为企业实现经济价值。生物厂房空调制冷系统应用节能环保技术，首先应该掌握生物厂房恒温恒湿的要求，充分了解空调制冷系统的影响因素，分析节能环保新技术的类别，且做相应的分析和应用，探讨技术与设备的适用性能否相匹配。通过节能环保技术的应用，如太阳能供电、再生水循环利用、环保型制冷剂的使用、变频节能技术的使用、定期检查制冷设备等，就能够更好地了解节能环保技术的实际应用，更好地分析节能环保技术的技术改进与持续发展方向。生物厂房的空调制冷系统节能环保技术的应用可以帮助企业更好地节约水、电等能源，普及新技术新材料的应用，为生物制药企业创造更大的价值，也有利于节能环保新技术的推广应用。