CN116045489A - 一种用于控制洁净区域粒子数量的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于控制洁净区域粒子数量的装置，包括：空调箱、粒子检测仪、送风量阀、压力传感器、回风量阀、高效过滤器等，与所述空调箱、所述粒子检测仪、所述送风量阀、所述压力传感器、所述回风量阀信号连接的PLC系统，用于根据所述粒子检测仪检测到的洁净房间的粒子数量，调节所述送风量阀的送风量大小，从而调控洁净房间的粒子数量，根据所述压力传感器检测到的洁净房间的静压大小，调节所述回风量阀的开度，从而使洁净房间压差稳定在设定值。本发明提供的装置既可满足相应法规对洁净区域粒子数量要求，又可实现节能减排目的。

Description

一种用于控制洁净区域粒子数量的装置和方法

技术领域

本发明涉及医药用品生产领域的风量控制领域，具体涉及一种于控制洁净区域粒子数量的装置和方法。

背景技术

根据最新版GMP法规的要求，医药洁净厂房按不同洁净级别被划分为A级、B级、C级和D级。不同洁净级别的划分依据是洁净区域内的尘埃粒子数，即洁净区域内检测到的粒子数是相应洁净级别的充分必要条件(简称充要条件)。在药品生产过程中不同的工艺阶段，会需要相应的洁净级别来与此匹配，以确保产品的质量和降低用药患者的风险。

为了确保洁净区域达到相应洁净级别，GMP指导原则中为不同洁净级别分别推荐了不同的换气次数，即送风量。但送风量仅是满足洁净级别的充分条件，而非必要条件。实际生产过程中，洁净区域仅需要满足GMP法规对粒子数的要求这一充要条件即可，上述的充要条件与充分条件间存在着距离。在实际生产过程中并不是每个房间每个时刻都一直有人员和物料的活动，此时，若使用恒定的换气次数会导致能源的浪费，且在新版的GMP指导原则中，已经开始讨论运行的节能模式，节能减排尤为重要，但目前尚未有现有技术针对如何在保证洁净区域粒子数量满足法规要求的情况下降低能耗提出过相应的技术方案。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的是提供一种既可满足相应法规对洁净区域粒子数量要求，又可实现节能减排目的的一种用于控制洁净区域粒子数量的装置和方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种用于控制洁净区域粒子数量的装置，包括：

空调箱，所述空调箱包括所述变频风机，用于调控总送风量；

粒子检测仪，用于检测洁净房间的粒子数量；

送风量阀，用于调节洁净房间的送风量；

控制器，与所述空调箱、所述粒子检测仪、所述送风量阀信号连接，用于根据所述粒子检测仪检测到的洁净房间的粒子数量，调节所述送风量阀的送风量大小，从而调控洁净房间的粒子数量。

进一步地，所述用于控制洁净区域粒子数量的装置，还包括：

压力传感器，用于检测洁净房间的静压；

回风量阀，用于调节洁净房间的回风量从而调节洁净房间的压差；

高效过滤器，用于过滤进入洁净房间的风；

所述控制器还与所述压力传感器、所述回风量阀、所述高效过滤器信号连接，用于根据所述压力传感器检测到的洁净房间的静压大小，调节所述回风量阀的开度，从而使洁净房间压差稳定在设定值。

进一步地，所述用于控制洁净区域粒子数量的装置，还包括：

空调箱风速传感器，用于测量所述空调箱出风口的风速；

副风速传感器，用于测量洁净房间主风管的风速；

所述控制器还与所述空调箱风速传感器、所述副风速传感器信号连接，用于根据所述副风速传感器及所述空调箱风速传感器测量的风速数据，调节所述变频风机的总送风量大小。

进一步地，所述送风量阀在成功调控洁净房间的粒子数量后继续保持30秒～2分钟的工作状态，以减少人员走动给装置带来的波动。

进一步地，所述粒子检测仪设置在洁净房间的回风区域，用于检测洁净房间回风区域的粒子数量；所述控制器，用于根据所述粒子检测仪检测到的洁净房间回风区域的粒子数量，调节所述送风量阀的送风量大小，从而调控洁净房间的粒子数量。

进一步地，所述空调箱还包括位于新风入口到出风口之间依次排列的初效过滤器、冷却单元、加热单元、加湿单元、中效过滤器和亚高效过滤器；所述变频风机设置在所述冷却单元和所述加热单元之间。

进一步地，从所述空调箱出风口送出的风经所述空调箱风速传感器测量风速后通过管道送往若干洁净房间，送往洁净房间的风经所述副风速传感器测量风速后经由所述送风量阀调节送风量，再通过所述高效过滤器过滤后送入洁净房间，送入洁净房间的风再从所述洁净房间的房间回风口流出经过所述回风量阀，通过一次回风口和/或二次回风口再次进入所述空调箱；

所述一次回风口位于所述初效过滤器和所述冷却单元之间，二次回风口位于所述冷却单元和所述变频风机之间；

所述压力传感器位于洁净房间内。

进一步地，所述送风量阀的送风量上限低于GMP指导原则推荐的范围上限，下限需能够使洁净房间压差稳定在设定值；在非生产时的节能模式下，可在不改变压差方向的情况下降低洁净房间压差的设定值。

进一步地，所述控制器为PLC系统；所述空调箱风速传感器及所述副风速传感器为毕托管检测仪，毕托管检测仪的前后管道需设置一段直线管道，所述直线管道的长度大于管道直径或边长的2倍；洁净房间的实际送风量与所述毕托管检测仪的数据呈线性关系。

一种用于控制洁净区域粒子数量的方法，其特征在于，采用如上所述的装置；取洁净房间的粒子数量来关联所述送风量阀，从而达到控制洁净房间粒子数量的目的。

在一些实施方案中，当由所述粒子检测仪获得的所述洁净房间的粒子数量超过GMP法规的上限，通过所述控制器增加所述送风量阀的开度以增加洁净房间的送风量，从而使所述洁净房间的粒子数量低于GMP法规要求的上限；当由所述粒子检测仪获得的所述洁净房间的粒子数量低于GMP法规的上限，通过所述控制器减少所述送风量阀的开度以减少洁净房间的送风量，从而使所述洁净房间的粒子数量降至GMP法规要求的上限的同时节约所述装置的能耗。

在一些实施方案中，取洁净房间的静压来关联所述回风量阀，从而使洁净房间压差稳定在设定值。

在一些实施方案中，当由所述压力传感器获得的所述洁净房间的静压偏离设定值，通过所述控制器调节所述回风量阀的开度使所述洁净房间的静压回到设定值；

在所述送风量阀调节送风量时，通过所述副风速传感器获取送风量数据并反馈给所述控制器，所述控制器通过改变所述变频风机的频率来控制所述总送风量。

本发明的有益效果：

本发明提供的用于控制洁净区域粒子数量的装置和方法将洁净房间检测的尘埃粒子数据，来与洁净房间的送风量进行动态地关联。从而在满足相关法规对房间内尘埃粒子浓度要求的情况下，减少了总送风量和房间的换气次数，节省了暖通系统的能源消耗，具有既可满足相应法规对洁净区域粒子数量要求，又可实现节能减排目的的技术效果。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明提供的的用于控制洁净区域粒子数量的装置的一个较佳的实施例的结构示意图。

附图说明：1、空调箱，11、新风入口，12、初效过滤器，13、冷却单元，141、变频风机，142、风机变频控制器，15、加热单元，16、加湿单元，17、中效过滤器，18亚高效过滤器、，19、出风口，2、空调箱风速传感器，3、副从风速传感器，4、送风量阀，5、高效过滤器，6、粒子检测仪，7、压力传感器，8、回风量阀，10、洁净房间。

具体实施方式

为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本发明。但本发明不仅限于以下实施的案例。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1展示了本发明的一个实施例，在该实施例中，用于控制洁净区域粒子数量的装置包括：

空调箱1、空调箱风速传感器2、副风速传感器3、送风量阀4、高效过滤器5、粒子检测仪6、压力传感器7、回风量阀8和控制器，本实施例中控制器为PLC系统。

空调箱1包括位于新风入口11到出风口19之间依次排列的初效过滤器12、冷却单元13、变频风机141、加热单元15、加湿单元16、中效过滤器17和亚高效过滤器18。风机变频控制器142与变频风机141相关联，用于直接调节变频风机的频率。

变频风机141，用于调控总送风量；空调箱风速传感器2，用于测量空调箱出风口19的风速；副风速传感器3，用于测量洁净房间10主风管的风速；粒子检测仪6，设置于洁净房间10回风区域，用于检测洁净房间10的粒子数量；送风量阀4，用于调节洁净房间10的送风量；压力传感器7，设置于洁净房间10内，避开房间内的送风口、出风口和门，用于检测洁净房间10的静压；回风量阀8，用于调节洁净房间10回风量从而调节洁净房间10的压差；高效过滤器5，用于过滤进入洁净房间10的风。

与空调箱1、粒子检测仪6、送风量阀4、压力传感器7、回风量阀8、空调箱风速传感器2、副风速传感器3、高效过滤器5信号连接的PLC系统，用于根据粒子检测仪6检测到的洁净房间10的粒子数量，调节送风量阀4的送风量大小，从而调控洁净房间10的粒子数量；根据压力传感器7检测到的洁净房间10的静压大小，调节回风量阀8的开度，从而使洁净房间10压差稳定在设定值；根据副风速传感器3及空调箱风速传感器2测量的风速数据，调节变频风机141的总送风量大小。

空调箱出风口19送出的风经空调箱风速传感器2测量风速后通过管道送往若干洁净房间10，送往洁净房间10的风经副风速传感器3测量风速后经由送风量阀4调节送风量，再通过高效过滤器5过滤后送入洁净房间10，送入洁净房间10的风再从洁净房间的房间回风口流出经过回风量阀8，通过一次回风口91和/或二次回风口92再次进入空调箱1；一次回风口91位于初效过滤器12和冷却单元13之间，二次回风口92位于冷却单元13和变频风机141之间。

本实施例中空调箱风速传感器2和副风速传感器3均为毕托管检测仪，毕托管检测仪的前后管道需设置一段直线管道，直线管道的长度大于管道直径或边长的2倍；洁净房间10的实际送风量与毕托管检测仪的数据呈线性关系。

装置运行过程中，取洁净房间10回风区域的粒子数量来关联送风量阀4，从而达到控制洁净房间10粒子数量的目的，具体为当由粒子检测仪6获得的洁净房间10回风区域的粒子数量超过GMP法规的上限(见表1)，通过PLC系统增加送风量阀4的开度以增加洁净房间10的送风量，从而使洁净房间10的粒子数量低于GMP法规要求的上限；当由粒子检测仪6获得的洁净房间10回风区域的粒子数量低于GMP法规的上限，通过PLC系统减少送风量阀4的开度以减少洁净房间10的送风量，从而使洁净房间10的粒子数量降至GMP法规要求的上限的同时节约所述装置的能耗。送风量阀4的送风量上限需低于GMP指导原则推荐的范围上限，即B级40～60次/小时、C级20～40次/小时、D级15～20次/小时，上限的具体阈值需根据洁净房间的具体流形来确定。下限需能够使洁净房间10压差稳定在设定值。送风量阀4在成功调控洁净房间10的粒子数量后继续保持30秒～2分钟的工作状态，以减少人员走动给装置带来的波动。

取洁净房间10的静压来关联回风量阀8，从而使洁净房间10压差稳定在设定值，具体为当由压力传感器7获得的洁净房间10的静压偏离设定值，通过PLC系统调节回风量阀8的开度使洁净房间10的静压回到设定值。在非生产时的节能模式下，可在不改变压差方向的情况下降低洁净房间10压差的设定值。

在送风量阀4调节送风量时，通过副风速传感器3获取送风量数据并反馈给PLC系统，PLC系统通过改变变频风机141的频率来控制总送风量。

表1GMP法规中净化级别对应的粒子数

本实施例中，洁净房间10内的粒子检测仪6被设置在回风区域，即洁净房间10粒子数量最多的位置，以使得检测数据反应洁净房间最差的情况。

需知，不是在洁净区域的所有房间都需要配置该用于控制洁净区域粒子数量的装置，即通过送风量阀4适应性调节送风量等，对于一些体量较小的房间或人员经常走动的房间，例如气闸间可以不做配置，以降低综合成本。

本发明提供的用于控制洁净区域粒子数量的装置和方法将洁净房间检测的尘埃粒子数据，来与洁净房间的送风量进行动态地关联。从而在满足相关法规对房间内尘埃粒子浓度要求的情况下，减少了总换气次数，节省了暖通系统的能源消耗。此外，在非生产期间，可降低洁净房间的压差，进一步降低了能耗，具有在生产和非生产期间均既可满足相应法规的要求，又可实现节能减排目的的效果。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (13)

1.一种用于控制洁净区域粒子数量的装置，其特征在于，包括：

空调箱，所述空调箱包括所述变频风机，用于调控总送风量；

粒子检测仪，用于检测洁净房间的粒子数量；

送风量阀，用于调节洁净房间的送风量；

控制器，与所述空调箱、所述粒子检测仪、所述送风量阀信号连接，用于根据所述粒子检测仪检测到的洁净房间的粒子数量，调节所述送风量阀的送风量大小，从而调控洁净房间的粒子数量。

2.根据权利要求1所述的用于控制洁净区域粒子数量的装置，其特征在于，还包括：

压力传感器，用于检测洁净房间的静压；

回风量阀，用于调节洁净房间的回风量从而调节洁净房间的压差；

高效过滤器，用于过滤进入洁净房间的风；

所述控制器还与所述压力传感器、所述回风量阀、所述高效过滤器信号连接，用于根据所述压力传感器检测到的洁净房间的静压大小，调节所述回风量阀的开度，从而使洁净房间压差稳定在设定值。

3.根据权利要求2所述的用于控制洁净区域粒子数量的装置，其特征在于，还包括：

空调箱风速传感器，用于测量所述空调箱出风口的风速；

副风速传感器，用于测量洁净房间主风管的风速；

所述控制器还与所述空调箱风速传感器、所述副风速传感器信号连接，用于根据所述副风速传感器及所述空调箱风速传感器测量的风速数据，调节所述变频风机的总送风量大小。

4.根据权利要求3所述的用于控制洁净区域粒子数量的装置，其特征在于，所述送风量阀在成功调控洁净房间的粒子数量后继续保持30秒～2分钟的工作状态，以减少人员走动给装置带来的波动。

5.根据权利要求4所述的用于控制洁净区域粒子数量的装置，其特征在于，所述粒子检测仪设置在洁净房间的回风区域，用于检测洁净房间回风区域的粒子数量；所述控制器，用于根据所述粒子检测仪检测到的洁净房间回风区域的粒子数量，调节所述送风量阀的送风量大小，从而调控洁净房间的粒子数量。

6.根据权利要求5所述的用于控制洁净区域粒子数量的装置，其特征在于，所述空调箱还包括位于新风入口到出风口之间依次排列的初效过滤器、冷却单元、加热单元、加湿单元、中效过滤器和亚高效过滤器；所述变频风机设置在所述冷却单元和所述加热单元之间。

7.根据权利要求6所述的用于控制洁净区域粒子数量的装置，其特征在于，

从所述空调箱出风口送出的风经所述空调箱风速传感器测量风速后通过管道送往若干洁净房间，送往洁净房间的风经所述副风速传感器测量风速后经由所述送风量阀调节送风量，再通过所述高效过滤器过滤后送入洁净房间，送入洁净房间的风再从所述洁净房间的房间回风口流出经过所述回风量阀，通过一次回风口和/或二次回风口再次进入所述空调箱；

所述一次回风口位于所述初效过滤器和所述冷却单元之间，二次回风口位于所述冷却单元和所述变频风机之间；

所述压力传感器位于洁净房间内。

8.根据权利要求7所述的用于控制洁净区域粒子数量的装置，其特征在于，所述送风量阀的送风量上限低于GMP指导原则推荐的范围上限，下限需能够使洁净房间压差稳定在设定值；在非生产时的节能模式下，可在不改变压差方向的情况下降低洁净房间压差的设定值。

9.根据权利要求8所述的用于控制洁净区域粒子数量的装置，其特征在于，所述控制器为PLC系统；所述空调箱风速传感器及所述副风速传感器为毕托管检测仪，毕托管检测仪的前后管道需设置一段直线管道，所述直线管道的长度大于管道直径或边长的2倍；洁净房间的实际送风量与所述毕托管检测仪的数据呈线性关系。

10.一种用于控制洁净区域粒子数量的方法，其特征在于，采用如权利要求2～9任一项所述的装置；取洁净房间的粒子数量来关联所述送风量阀，从而达到控制洁净房间粒子数量的目的。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当由所述粒子检测仪获得的所述洁净房间的粒子数量超过GMP法规的上限，通过所述控制器增加所述送风量阀的开度以增加洁净房间的送风量，从而使所述洁净房间的粒子数量低于GMP法规要求的上限；当由所述粒子检测仪获得的所述洁净房间的粒子数量低于GMP法规的上限，通过所述控制器减少所述送风量阀的开度以减少洁净房间的送风量，从而使所述洁净房间的粒子数量降至GMP法规要求的上限的同时节约所述装置的能耗。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，取洁净房间的静压来关联所述回风量阀，从而使洁净房间压差稳定在设定值。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，当由所述压力传感器获得的所述洁净房间的静压偏离设定值，通过所述控制器调节所述回风量阀的开度使所述洁净房间的静压回到设定值；

在所述送风量阀调节送风量时，通过所述副风速传感器获取送风量数据并反馈给所述控制器，所述控制器通过改变所述变频风机的频率来控制所述总送风量。

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