一种可同时控制无菌药品灌装间热湿平衡与风平衡的方法与流程

本发明涉及洁净室，具体领域为一种可同时控制无菌药品灌装间热湿平衡与风平衡的方法。

背景技术：

1、制药行业无菌生产线的洗烘灌封间因工艺灌装设备运行时散热，排风量较大，容易导致热湿平衡和风平衡耦合控制失衡，引发温湿度失调和压力失控，房间洁净度失调，药品生产质量得不到保障。

2、为防止污染和交叉污染,保持室内洁净度，洁净室都需要保持稳定的压力，确保压力波动在允许值范围内。洁净室压力控制的方法通常是：通过调节洁净室的进风量和出风量，利用进出的风量差，得到正压或负压的结果。采用精确控制风量的阀门至关重要，目前国内常见的主流定、变风量控制阀为蝶阀和文丘里阀2种类型。蝶阀通常采用“测量—比对—执行”的闭环控制方式，响应时间平均为不大于3s，其精度可达到5％；文丘里阀采用前馈控制方式，最快响应时间可在1s以内，其精度已可达到3％。这些阀门在洁净室应用中取得了很好的效果，但是，即使在阀门达到如此精度的条件下，在一些较为特殊的洁净室，由于选型不当，在风量变化较大时，仍不能满足压力控制的要求。

3、由于灌装设备排风量较大，房间风量变化范围可能超出变风量阀的控制范围，导致房间压力失调；变风量蝶阀承担大风量调节时因为精度及响应时间限制，运动行程及调节时间较长，洁净室形成压力波动后逐渐趋向稳定需要消耗较长时间，从而在此调节过程时间内，房间压力产生偏离；文丘里阀缺点是抗干扰能力弱，一旦有了扰动因素，而预先的设定风量不能满足压力要求时，因为缺少纠偏机制，就会导致洁净室压力的偏差。两种构造的风阀在大范围风量调节时均有终态和设定值偏移较大的特性。

4、保证房间的环境参数如温度稳定在设计范围，需要保持室内热湿平衡。当工艺灌装设备投入运行时，室内散热发生变化，传统的方法是在空调分区处理不变的情况下在末端采用2种处理方式，

5、一是在末端增加表冷器，通过对一次集中处理送风进行末端冷却，来承担室内设备的热湿负荷，此方法带来以下弊端：a)末端增加表冷器，会增加冷冻水配管，且表冷器生成冷凝水，对洁净室造成安全隐患，在高级别的洁净室更是不可接受；b)在工艺灌装设备不运行时尽管表冷器不工作，但是空气一样要经过，徒增管路压损，不节能；c)存在严重的冷热抵消浪费，在冬季尤其突出。

6、二是夏季增加送风量，通过风量增加来承担室内设备的散热；冬季因为洁净度的要求，送风量无法低于满足洁净等级要求的送风量标准，加上室内的热源，会导致室温偏高，无法满足室内温湿度要求。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可同时控制无菌药品灌装间热湿平衡与风平衡的方法。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可同时控制无菌药品灌装间热湿平衡与风平衡的方法，包括洁净室和与洁净室连通的主空调送风系统、排风系统、变风量阀、pid控制器和辅助空调送风系统，所述洁净室内还设置有温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器与辅助空调送风系统的控制系统通信，pid控制器的压力检测端设置在洁净室内，pid控制器的信号输出端与变风量阀的控制端连接，洁净室内压力及热湿平衡控制的实施步骤为：

3、(1)根据工艺设备散热量和室内环境参数确定辅助空调系统送风量和送风状态；

4、(2)对pid控制器进行参数整定，确定关键控制参数；

5、(3)工艺灌装设备运行时联动启动辅助空调系统；

6、(4)通过空气压差计监测洁净室内的压力；

7、(5)通过pid控制器对变风量风阀进行排风量控制；

8、(6)辅助空调系统通过接收温度传感器和湿度传感器的检测数据，调节送风温度及湿度。

9、优选的，优先考虑在不降低房间换气次数的前提下保证房间洁净度，无论工艺灌装设备运行与否，均保持主空调送风系统送风量和送风状态不变。

10、优选的，所述辅助空调送风系统为直流式全新风空调系统。

11、优选的，根据步骤(1)，具体为根据洁净室的设计状态点in和dn，在焓湿图上从室内点做热湿比线ε＝q/w＝∞，给定适合的温差，确定送风状态点io和dn，通过热湿平衡公式q＝g(io-in)，确定送风量g。

12、优选的，对于送风量g与工艺灌装设备排风量g1差异导致的室内压力，通过步骤(2)和(3)控制。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明从传统解决方案存在的弊端剖析入手，在原有主空调送风系统的基础上，提出了增加辅助空调送风系统，设定辅助空调送风系统与工艺灌装设备连锁运行，同时配置变风量风阀，保证辅助空调送风系统送风与工艺灌装设备排风存在的风量差得到精准快速释放，很好地解决了房间温湿度与压力控制的耦合问题。具体过程如下：

14、1优先考虑在不降低房间换气次数的前提下保证房间洁净度，这里无论工艺灌装设备运行与否，均保持主空调送风系统送风量和送风状态不变；

15、2辅助空调送风系统与工艺灌装设备连锁运行，根据工艺灌装设备的散热量确定送风量，可确保其独立承担工艺灌装设备散热引起的房间附加冷负荷，达到热湿平衡；

16、3对于辅助空调送风系统和工艺灌装设备排风风量不同导致的风量差异考虑由一个变风量风阀来承担，达到风平衡；

17、4对于在风平衡调节过程中存在的压力波动幅度和稳定时间问题，引入了pid控制(proportion integration differentiation，比例-积分-微分控制器，以下同)，保证房间压力波动在可控范围，压力快速稳定。

18、洁净系统作为整个制药生产流程中至关重要的环节，需要依据实际情况，不断创新发展。在存在有散热、散湿及大排风量工艺灌装设备间歇运行的洁净室房间，本文在保证洁净室洁净等级的前提下，同时解决了温湿度控制和压力控制的耦合问题，避免了传统方法存在的弊端。

技术特征：

1.一种可同时控制无菌药品灌装间热湿平衡与风平衡的方法，其特征在于：包括洁净室和与洁净室连通的主空调送风系统、排风系统、变风量阀、pid控制器和辅助空调送风系统，所述洁净室内还设置有温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器与辅助空调送风系统的控制系统通信，pid控制器的压力检测端设置在洁净室内，pid控制器的信号输出端与变风量阀的控制端连接，洁净室内压力及热湿平衡控制的实施步骤为：

2.根据权利要求1所述的一种可同时控制无菌药品灌装间热湿平衡与风平衡的方法，其特征在于：优先考虑在不降低房间换气次数的前提下保证房间洁净度，无论工艺灌装设备运行与否，均保持主空调送风系统送风量和送风状态不变。

3.根据权利要求1所述的一种可同时控制无菌药品灌装间热湿平衡与风平衡的方法，其特征在于：所述辅助空调送风系统为直流式全新风空调系统。

4.根据权利要求1所述的一种可同时控制无菌药品灌装间热湿平衡与风平衡的方法，其特征在于：根据步骤(1)，具体为根据洁净室的设计状态点in和dn，在焓湿图上从室内点做热湿比线ε＝q/w＝∞，给定适合的温差，确定送风状态点io和dn，通过热湿平衡公式q＝g(io-in)，确定送风量g。

5.根据权利要求4所述的一种可同时控制无菌药品灌装间热湿平衡与风平衡的方法，其特征在于：对于送风量g与工艺灌装设备排风量g1差异导致的室内压力，通过步骤(2)和(3)控制。

技术总结
本发明涉及洁净室技术领域，尤其是一种可同时控制无菌药品灌装间热湿平衡与风平衡的方法，包括洁净室和与洁净室连通的主空调送风系统、排风系统、变风量阀、PID控制器和辅助空调送风系统，所述洁净室内还设置有温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器与辅助空调送风系统的控制系统通信，PID控制器的压力检测端设置在洁净室内，PID控制器的信号输出端与变风量阀的控制端连接，洁净室内压力及热湿平衡控制的实施步骤，本发明能够保证洁净室的压力、热湿平衡的稳定，并降低能耗。

技术研发人员：肖鹏,杜秦川,朱进,肖莉,喻星星
受保护的技术使用者：浙江美渡智慧医药科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12