医药仓库低湿环境暖通设计心得

 医药仓库低湿环境暖通设计心得

吕一敏

中国电子系统工程第二建设有限公司  天津市  214000

摘要：随着药品生产技术的不断升级，行业标准的大幅提高，在医药厂房、仓储对环境温、湿度、洁净度提出了较高要求。特别是对于湿度要求较低的空气环境，暖通设计时应特别注意。

关键词：医药厂房；低湿环境；暖通设计；

一、低湿环境冷库负荷计算

常规冷库一般不要求控制相对湿度，但对于储存疫苗等生物制品的大型仓库，业主会提出控制相对湿度上限。根据实际参与的项目，分析设计中的收货。举例一个高架冷库项目，温度范围2~8℃，相对湿度要求≤75%。当地夏季空调日平均温度：29.6℃

长：140m；宽12m；高23m；库内容积：38000m3；储存货物7000盘；维护结构为150mm聚氨酯冷库板，导热系数：0.022w/mk。

每盘货物构成如下：

药剂：35Kg/盘；纸箱：500Kg/盘；塑料托盘：50Kg/盘

经与用户确认，每天入库5%货物量，入库温度20℃，经过24h冷却至5℃。按照实际储存货物计算库容量：

35*7000/1000=245t药剂；比热容：4.187Kj/Kg℃

500*7000/1000=3500t 纸箱；比热容：1.88Kj/Kg℃

50*7000/1000=350t 塑料托盘；比热容：2.3Kj/Kg℃

上述每日入库量小于冷库设计规范中的不宜小于10%的要求。冷间冷负荷中货物热流量占很大一部分，所以每个冷库项目中必须着重分析每日入库量、货物密度、比热容构成。

1. 冷负荷计算：

1)围护结构冷负荷：Q1=（（140*12）+（140+12）*2*23）*（29.6-5）*0.022*1.4/0.15+（140*12）*1.4*（29.6-5）/3.18=61998w

2)货物热流量：Q2

1. Q2药剂=245*0.05*1000*4.187*（20-5）/24/3.6=8904w
2. Q2纸箱=3500*0.05*1000*1.88*（20-5）/24/3.6=57118w
3. Q2塑料托盘=350*0.05*1000*2.3*（20-5）/24/3.6=6987w

Q2=a+b+c=73009w

由Q2反推按照药剂比热容计算时的平均密度：

Q2=C*G*δT

ρ=Q2/（38000*0.62）/（20-5）/4.187=48.5Kg/m3

此平均密度可用于计算缓冲间等存货量不固定房间的货物热流量，定量分析冷负荷。

3)通风换气热流量：Q3

Q3只适用于储存有呼吸的食品冷间，本冷间不适用。

4)电机热流量：Q4

根据拟设置冷风机的选型，冷风机8台，电机功率：2.8kW；电除霜功率：40kW，电除霜每天运行2次，每次12分钟；三道门各设风幕，功率1.5kw，每小时开启1次，每次1min。

1. Q4风机=2.8*8*1000=22400w
2. Q4电除霜=40*8*12*2*1000/60/24=5333w
3. Q4风幕=1.5*3*1000*60/3600=75w

Q4=a+b+c=27808w

5)操作热流量：Q5

1. Q5照明=2.3*1650=3795w
2. Q5开门=1*1.3*38000*（60+20）*1.2*0.5/24/3.6=27906w
3. Q5操作人员=2*279*8=4464w

Q5=a+b+c=36165w

由于采用2~8℃定温缓冲间，Q5乘以0.2系数。

Q5’=0.2*Q5=7233w

6)冷间冷却设备负荷即冷风机负荷：Qs=Q1+pQ2+Q3+Q4+Q5

货物假设不经过冷却，20℃货物温度，进入库内，p取1.3。

Qs=61998+1.3*73009+0+27808+7233=191950w

7)冷间机械负荷：Qj=(n1ΣQ1+n2ΣQ2+n2ΣQ2+n2ΣQ2+n2ΣQ2)*R

针对一间高架库进行负荷计算，n取1，属于间接蒸发R取1.12。

Qj=R*Qs=1.12*191950=214985w。

2. 冷库湿负荷计算

湿负荷计算一直以来是难点，对比详细的显热负荷计算，湿负荷计算一般在各类书籍中描述比较简单。根据本项目特点，咨询了几个相对权威的除湿厂家，结合书籍中的湿负荷计算方法，分析如下：

湿负荷一般由6个部分构成。

1)人员散湿量：

根据人员活动强度，一般取120~200g/h人。

本项目为自动化立体库，库内人员较少，设为5人。人员湿负荷W1=150*5/1000=0.75Kg/h

2)围护结构渗透散湿量

根据围护结构密闭程度，一般取0.02~0.15次房间体积。密闭性良好的洁净厂房，装配式冷库等可取低值。

本项目房间体积：38000m3，取0.02。外界含湿量：20g/Kg，库内含湿量：3.8g/Kg,W2=38000*0.02/3600*1.2*(20-3.8)*3.6=14.77Kg/h

3)围护结构侵入散湿量：

即门窗侵入湿负荷，根据外门面积，每小时开启次数，每次开启时间和室内外含湿量差，计算围护结构侵入散湿量。

冷间有4樘外门WM2525，每小时开启1次，每次60s，侵入风速取0.3m

3/s/m2。W3=4*2.5*2.5*1*60*(20-3.8)*0.3*1.2/1000=8.75Kg/h

4)新风湿负荷

根据室内外含湿量差与机械新风量计算湿负荷。冷间不设置机械新风，故W4=0

5)风管漏风湿负荷，风管在冷间以外时考虑。

根据暖通验收规范中的高、中、低压风管漏风限值，计算漏风量，计入湿负荷。本项目除湿风管在冷间以外，机外余压800Pa，属于中压系统。

Qm≤0.0352=2.71m3/h 初步设计回风管尺寸为800x630，长度100m。

W5=2.71*（0.8+0.63）*2*100*（20-3.8）*3.6/3600*1.2=15.07Kg/h

6)冷间内湿负荷W=W1+W2+W3+W4+W5=0.75+14.77+8.75+15.07

=39.34Kg/h

冷间内含湿量：3.8g/Kg，露点温度达到了0℃，丙二醇溶液冷冻除湿易结霜，采用转轮除湿方式。

转轮除湿能力根据入口含湿量有较大浮动，即入口含湿量大时单位除湿量也大；入口含湿量小时，单位除湿量随之减小，应根据入口含湿量具体分析。

二、冷库夹层负荷计算

本项目中，也求冷库夹层也满足＜60%相对湿度，避免夹层内潮湿影响卫生。冷库吊杆暂无法完全避免冷桥，经过实测，2~8℃冷藏库吊杆温度一般在10~15℃。为避免吊杆结露，计算夹层湿负荷时按照极端工况设计。

取20℃/40% 夹层温湿度作为湿负荷计算依据，根据前述湿负荷计算方法，得出夹层湿负荷为31Kg/h,同样配置转轮除湿机组。需注意的是，冷库夹层应加强通风，防止角落气流不畅，导致局部结露。

结 语

暖通空调系统是医药厂房设计的核心，暖通系统设计的合理性直接影响整个项目运行的可靠性。要设计好医药厂房，前期必须花费充足时间了解整个生产、仓储的工艺流程，合理分析计算负荷，这样才能做到不遗漏、不出错、心中有把握。

参考文献

[1] 吕雨亭. 洁净厂房的暖通节能设计分析[J]. 中国战略新兴产业,2019(28):196.

[2]全国勘察设计注册公用设备工程师暖通空调专业考试复习教材 中国建筑工业出版社 2021

[3]陆耀庆 实用供热空调设计手册 第二版 中国建筑工业出版社 2008

[4]《医药工业仓储工程设计规范》GB51073-2014  中国计划出版社 2014

[5]《冷库设计标准》GB50072-2021中国计划出版社 2021

[6]《工业设备及管道绝热工程设计规范》 GB50264-2013中国计划出版社 2013