淺析疫苗生產(chǎn)GMP廠房空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保技術(shù)策略

楊磊 朱毅 郭佩超 吳志超 李亞冬 李楊

（中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所，云南昆明 650118）

在我國(guó)的生物制藥行業(yè)中，生物廠房的運(yùn)行環(huán)境條件要求較高?？照{(diào)制冷系統(tǒng)主要為生物廠房提供一定的冷量，保證生物廠房?jī)?nèi)部生產(chǎn)車間的溫度、濕度符合GMP生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，但是目前空調(diào)制冷系統(tǒng)存在水、電能耗高，制冷劑對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，節(jié)能環(huán)保成為當(dāng)下生物制藥企業(yè)比較關(guān)注的實(shí)際問題。而空調(diào)制冷系統(tǒng)中的節(jié)能環(huán)保技術(shù)在生物廠房的有效運(yùn)用，一方面可以為企業(yè)有效地節(jié)約水、電能源的使用費(fèi)用，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；另外一方面，節(jié)能環(huán)保技術(shù)的使用也很好地促進(jìn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)環(huán)保價(jià)值，減少有害氣體對(duì)大氣環(huán)境的污染[1]。

1.節(jié)能環(huán)保技術(shù)在空調(diào)制冷系統(tǒng)中的重要性概述

在生物制藥企業(yè)節(jié)能環(huán)保的研究中，空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)充分發(fā)揮了價(jià)值，通過對(duì)生物廠房空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用分析制訂出合理的方案和措施，以此保證生物廠房空調(diào)制冷系統(tǒng)能夠真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保[2]。下面將對(duì)節(jié)能環(huán)保技術(shù)在空調(diào)制冷系統(tǒng)中的重要性進(jìn)行詳細(xì)闡述。

1.1 節(jié)約能源

在生物廠房的空調(diào)制冷系統(tǒng)的運(yùn)行中，使用能源最多的就是水和電。在空調(diào)制冷系統(tǒng)中制冷設(shè)備運(yùn)行需要循環(huán)水，而循環(huán)水在運(yùn)行的過程中會(huì)消耗水，需要從補(bǔ)水箱補(bǔ)充水到管路中，每天消耗的用水量大。而在空調(diào)制冷系統(tǒng)中的制冷設(shè)備都需要電能，特別是冷水機(jī)組在制冷加載過程中使用的電能占據(jù)整個(gè)系統(tǒng)使用電量的70%，電能的消耗是非常的大的。生物廠房空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用可以有效地解決水、電能源耗用量大的問題，減少資源浪費(fèi)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1.2 減少環(huán)境污染

就空調(diào)制冷系統(tǒng)而言，空調(diào)設(shè)備的制冷階段需要用到制冷劑。傳統(tǒng)制冷劑使用最多的就是氟利昂，空調(diào)設(shè)備運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量的氟利昂氣體和二氧化碳?xì)怏w。氟利昂氣體流入空氣中，就會(huì)破壞臭氧層，形成臭氧層空洞的現(xiàn)象，而二氧化碳?xì)怏w則會(huì)加劇全球的溫室效應(yīng)，造成溫度上升等現(xiàn)象的發(fā)生。生物廠房空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用可以有效地解決氟利昂和二氧化碳?xì)怏w排放的問題，對(duì)減輕環(huán)境污染能夠起到重要的作用，更加符合現(xiàn)在的碳排放要求。

1.3 保證生產(chǎn)環(huán)境的質(zhì)量

在生物廠房中，生物制品生產(chǎn)的各個(gè)過程對(duì)環(huán)境的溫度和濕度要求都是很嚴(yán)格的，空調(diào)制冷系統(tǒng)能有效地為生產(chǎn)環(huán)境提供恒溫恒壓的生產(chǎn)條件，然而也會(huì)出現(xiàn)環(huán)境溫濕度的偏差現(xiàn)象，給產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)境造成一定的影響。在生物廠房空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用可以有效地解決環(huán)境溫濕度的偏差問題，保證生產(chǎn)環(huán)境的質(zhì)量。

2.節(jié)能環(huán)保技術(shù)在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中的影響節(jié)能環(huán)保因素分析

生物廠房空調(diào)制冷系統(tǒng)中的節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)對(duì)影響其節(jié)能環(huán)保的因素進(jìn)行分析，其次還應(yīng)該結(jié)合生物廠房相關(guān)的生產(chǎn)工藝要求、設(shè)備運(yùn)行狀況等控制要素進(jìn)行聯(lián)合分析。選擇節(jié)能技術(shù)時(shí)根據(jù)實(shí)際情況分析在空調(diào)制冷環(huán)節(jié)消耗能源比較大的地方，比如在生物廠房生產(chǎn)間隙階段循環(huán)冷卻水泵運(yùn)行流量的調(diào)節(jié)，冷水機(jī)組壓縮機(jī)雙機(jī)頭的啟停運(yùn)行、空調(diào)送風(fēng)方式的選擇等，對(duì)制冷環(huán)節(jié)相關(guān)的設(shè)施設(shè)備能耗進(jìn)行運(yùn)算與統(tǒng)計(jì)，了解相關(guān)的水、電能耗消耗模式，并采取相關(guān)的節(jié)能措施進(jìn)行改善[3]。比如在循環(huán)冷卻水管道上安裝電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥；在生物廠房生產(chǎn)間隙階段根據(jù)溫控要求將循環(huán)冷卻水泵運(yùn)行流量調(diào)??；還有雙機(jī)頭運(yùn)行的冷水機(jī)組，在負(fù)荷要求低的時(shí)候可以啟動(dòng)單機(jī)頭運(yùn)行、優(yōu)化空調(diào)的送風(fēng)模式等，對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)的水、電能源消耗量進(jìn)行減少。

另外，在選擇環(huán)保技術(shù)的影響因素分析時(shí)，應(yīng)考慮使用環(huán)保型制冷劑或者更具有創(chuàng)新環(huán)保的新材料，避免空調(diào)制冷系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)設(shè)施設(shè)備對(duì)環(huán)境造成不好的影響。

2.2 新技術(shù)的應(yīng)用分析

生物廠房空調(diào)制冷系統(tǒng)中應(yīng)用新技術(shù)具有非常必要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值，新技術(shù)的應(yīng)用能夠促進(jìn)空調(diào)制冷系統(tǒng)運(yùn)行走向智能化，智能化又能夠促進(jìn)了節(jié)能環(huán)保技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)行有很多新技術(shù)如變頻技術(shù)、循環(huán)流量自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)、磁懸浮壓縮機(jī)技術(shù)等的應(yīng)用，不但節(jié)約了水、電的能源，還節(jié)約了更多的人力和物力投入[4]。下面就以功率均為3000kW的定頻冷水機(jī)組和變頻冷水機(jī)組為例，通過分析機(jī)組在負(fù)載相同時(shí)，定頻機(jī)組和變頻機(jī)組COP的變化趨勢(shì)。如圖1所示。

圖1 定頻和變頻機(jī)組COP、負(fù)載性能曲線圖

通過圖1定頻和變頻機(jī)組COP、負(fù)載性能曲線圖，可以看出在負(fù)載一定時(shí)，變頻機(jī)組的能效值高于定頻機(jī)組的，即變頻機(jī)組的節(jié)能效率高于定頻機(jī)組；當(dāng)負(fù)載持續(xù)增加時(shí)，變頻機(jī)組COP值趨于穩(wěn)定，波動(dòng)較小，即變頻機(jī)組的能效比穩(wěn)定，節(jié)能效果好。

在生物廠房空調(diào)制冷系統(tǒng)中加強(qiáng)新技術(shù)的投入和應(yīng)用，能夠更好地保證生產(chǎn)環(huán)境溫度和濕度的質(zhì)量，并且從經(jīng)濟(jì)角度能夠?yàn)槠髽I(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。在投入新技術(shù)使用的過程中也要注意對(duì)新技術(shù)的創(chuàng)新優(yōu)化，新舊技術(shù)的替代結(jié)合優(yōu)化，空調(diào)制冷設(shè)備之間的配合使用優(yōu)化，讓新技術(shù)在空調(diào)制冷系統(tǒng)中發(fā)揮出更大的價(jià)值和作用，這樣也是保證新技術(shù)在節(jié)能環(huán)保中的重要步驟。

2.3 制冷設(shè)備的良好運(yùn)行狀態(tài)

空調(diào)制冷系統(tǒng)在節(jié)能環(huán)保方面的應(yīng)用需要保證制冷設(shè)備能夠具有良好的運(yùn)行狀態(tài)，否則各項(xiàng)節(jié)能環(huán)保技術(shù)就不能正常應(yīng)用。在空調(diào)的制冷環(huán)節(jié)，統(tǒng)稱空調(diào)系統(tǒng)“心臟”的設(shè)備是冷水機(jī)組，冷水機(jī)組能夠正常運(yùn)行的條件需要冷凍水泵、冷卻塔循環(huán)水泵、冷卻塔等設(shè)備的正常運(yùn)行。而各個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行也需要保證附屬設(shè)備及水、電的正常保障與供給，以及設(shè)備正常的運(yùn)行維護(hù)。否則設(shè)備運(yùn)行不正常就不能談節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用，也許還會(huì)造成不必要的損失。

3.疫苗生產(chǎn)車間空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保技術(shù)應(yīng)用策略

3.1 空調(diào)系統(tǒng)供水節(jié)能分析

在生物廠房的日常生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)用水使用后要經(jīng)過再生水處理工藝后才能進(jìn)行排放。再生水的生產(chǎn)處理過程要經(jīng)過高溫滅菌、粗過濾、精過濾、超濾、反滲透等制水產(chǎn)水工序后存放在儲(chǔ)水罐內(nèi)，處理后的水檢測(cè)合格才能排放。再生水無菌無雜質(zhì)，是符合工業(yè)冷水標(biāo)準(zhǔn)要求的。這些再生水排放顯然是很浪費(fèi)，我們可以將再生水替代為工業(yè)冷水在空調(diào)制冷系統(tǒng)中使用。通過對(duì)再生水與普通工業(yè)冷水在空調(diào)制冷系統(tǒng)中使用對(duì)比發(fā)現(xiàn)，再生水不容易使制冷設(shè)備內(nèi)管路及循環(huán)水管路結(jié)垢，這個(gè)節(jié)能措施讓水資源得以重復(fù)循環(huán)使用。

3.2 空調(diào)系統(tǒng)供電節(jié)能分析

新能源技術(shù)中的太陽能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用可以減少傳統(tǒng)能源電能的消耗，是空調(diào)制冷系統(tǒng)中最常使用的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，通過太陽能蓄電轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)，從而為制冷設(shè)備壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)提供電力供應(yīng)。在生物廠房中，一般廠房面積大，層高在10m以下，在生物廠房的房頂鋪裝太陽能發(fā)電板能夠很好地采集陽光蓄能，特別是目前企業(yè)面對(duì)供電壓力大、有限電政策，以及面對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)消耗電能大等現(xiàn)狀，選擇太陽能發(fā)電這種新技術(shù)為生物廠房空調(diào)制冷系統(tǒng)供電是一種非常不錯(cuò)的選擇，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用是空調(diào)制冷系統(tǒng)在節(jié)能和環(huán)保雙重條件下都能滿足的新技術(shù)。

3.3 環(huán)保型制冷劑的應(yīng)用

環(huán)保型制冷劑的應(yīng)用有助于減少空調(diào)制冷設(shè)備運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的有害氣體，在空調(diào)制冷系統(tǒng)中有著環(huán)保的重要意義。在早期，生物廠房空調(diào)制冷設(shè)備主要以氟利昂為主要的制冷劑使用，但是隨著新型制冷劑和制冷設(shè)備的出現(xiàn)，現(xiàn)在新建設(shè)的和修繕后的生物廠房，都在使用環(huán)保型制冷劑或是取代傳統(tǒng)制冷劑?，F(xiàn)在空調(diào)制冷系統(tǒng)中，使用較多的環(huán)保型制冷劑有R134a制冷劑。R134a制冷劑不但有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，還能代替?zhèn)鹘y(tǒng)制冷劑R12的使用，R134a制冷劑有著清潔無毒、高效節(jié)能、綠色環(huán)保、制冷效果好的特點(diǎn)，是目前比較滿意的環(huán)保型制冷劑[5]。

3.4 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)

定期檢查空調(diào)制冷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是保證實(shí)施節(jié)能環(huán)保能夠順利開展的前提。定期做好設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，能夠使制冷設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)更加順暢，不容易出現(xiàn)故障，從中也可以減少維修成本[6]。定期檢查制冷設(shè)備的各種運(yùn)行參數(shù)，能夠更好地調(diào)節(jié)制冷設(shè)備的運(yùn)行情況，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)好能夠減少水、電相關(guān)能源的損耗。在制冷設(shè)備運(yùn)行中檢查各循環(huán)管路有無跑冒滴漏的現(xiàn)象，這也是節(jié)能環(huán)保必備的措施。下面就以開利品牌30XW1601定頻冷水機(jī)組和30XW-V460變頻冷水機(jī)組為例，在相同負(fù)荷加載運(yùn)行的情況下，分別對(duì)冷水機(jī)組冷凝器進(jìn)行清洗維護(hù)保養(yǎng)前后電流值進(jìn)行監(jiān)測(cè)比較。如表1所示。

表1 冷水機(jī)組冷凝器清洗維護(hù)保養(yǎng)前后電流值對(duì)比

4.結(jié)語

空調(diào)制冷系統(tǒng)在生物廠房運(yùn)行中占據(jù)了非常重要的地位，在生物廠房的空調(diào)制冷系統(tǒng)運(yùn)行中注重節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用，有利于節(jié)約水、電能源和保護(hù)環(huán)境，還能夠更好地為企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。生物廠房空調(diào)制冷系統(tǒng)應(yīng)用節(jié)能環(huán)保技術(shù)，首先應(yīng)該掌握生物廠房恒溫恒濕的要求，充分了解空調(diào)制冷系統(tǒng)的影響因素，分析節(jié)能環(huán)保新技術(shù)的類別，且做相應(yīng)的分析和應(yīng)用，探討技術(shù)與設(shè)備的適用性能否相匹配。通過節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用，如太陽能供電、再生水循環(huán)利用、環(huán)保型制冷劑的使用、變頻節(jié)能技術(shù)的使用、定期檢查制冷設(shè)備等，就能夠更好地了解節(jié)能環(huán)保技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，更好地分析節(jié)能環(huán)保技術(shù)的技術(shù)改進(jìn)與持續(xù)發(fā)展方向。生物廠房的空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用可以幫助企業(yè)更好地節(jié)約水、電等能源，普及新技術(shù)新材料的應(yīng)用，為生物制藥企業(yè)創(chuàng)造更大的價(jià)值，也有利于節(jié)能環(huán)保新技術(shù)的推廣應(yīng)用。