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摘要
醫(yī)藥潔凈廠房溫濕度控制對(duì)藥品生產(chǎn)質(zhì)量至關(guān)重要。傳統(tǒng)控制邏輯依賴機(jī)器露點(diǎn)除濕及回風(fēng)溫度調(diào)控，存在能耗高、響應(yīng)滯后、溫度波動(dòng)大等缺陷。本文分析常規(guī)控制缺陷，提出基于醫(yī)藥廠房內(nèi)區(qū)負(fù)荷穩(wěn)定特性，采用送風(fēng)溫濕度為主反饋、回風(fēng)參數(shù)為輔的優(yōu)化控制邏輯。該策略通過穩(wěn)定送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，有效提升溫濕度控制精度與系統(tǒng)能效，保障潔凈環(huán)境合規(guī)性。
關(guān)鍵詞：潔凈空調(diào)；溫濕度控制；醫(yī)藥廠房；控制邏輯優(yōu)化；送風(fēng)參數(shù)；節(jié)能
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引言
醫(yī)藥潔凈廠房對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的溫濕度具有嚴(yán)苛要求，其穩(wěn)定性直接影響藥品生產(chǎn)工藝、設(shè)備運(yùn)行及微生物控制效果，是GMP規(guī)范的核心內(nèi)容。潔凈空調(diào)系統(tǒng)作為環(huán)境保障的關(guān)鍵設(shè)備，其控制邏輯的合理性決定了溫濕度參數(shù)的精度與系統(tǒng)運(yùn)行能效。當(dāng)前普遍采用的溫濕度控制策略在實(shí)際運(yùn)行中暴露出響應(yīng)滯后、能耗偏高、局部超差等問題。本文深入分析常規(guī)控制邏輯的缺陷，結(jié)合醫(yī)藥廠房內(nèi)區(qū)負(fù)荷特點(diǎn)，提出以送風(fēng)參數(shù)為核心的優(yōu)化控制思路，旨在提升控制品質(zhì)與能源利用效率。
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常規(guī)溫濕度控制邏輯缺陷
濕度控制缺陷
常規(guī)方案依賴控制除濕表冷盤管后的機(jī)器露點(diǎn)溫度（即空氣經(jīng)表冷除濕后達(dá)到的飽和狀態(tài)溫度）來間接控制房間濕度。此方法在低濕需求或室內(nèi)濕負(fù)荷變化時(shí)，易導(dǎo)致除濕過度（“過冷除濕”），需后續(xù)再熱補(bǔ)償，造成顯著的冷熱抵消能耗浪費(fèi)，系統(tǒng)能效低下。詳見《潔凈空調(diào)系統(tǒng)流程圖》。
溫度控制缺陷
溫度控制通常依據(jù)回風(fēng)主管上的溫度傳感器，調(diào)節(jié)二次降溫表冷盤管或加熱盤管（如熱水盤管或電加熱）的閥門開度。該方式存在顯著問題：
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響應(yīng)滯后：回風(fēng)溫度反映的是房間空氣混合后的狀態(tài)，其變化滯后于房間實(shí)際溫濕度變化，導(dǎo)致控制動(dòng)作不及時(shí)。詳見《潔凈空調(diào)系統(tǒng)流程圖》。
潔凈空調(diào)系統(tǒng)流程圖
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控制振蕩與超調(diào)：滯后性易引發(fā)送風(fēng)溫度控制指令頻繁震蕩，送風(fēng)溫度波動(dòng)加劇，甚至送風(fēng)溫度過高或過低，造成房間局部溫濕度大幅度偏離設(shè)計(jì)值。詳見《送回風(fēng)溫度波動(dòng)示意圖》。
送回風(fēng)溫度波動(dòng)示意圖
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局部不均勻與超差：回風(fēng)參數(shù)無法精確反映工作區(qū)域（尤其是送風(fēng)口下游關(guān)鍵區(qū)域）的實(shí)時(shí)狀態(tài)，加之送風(fēng)溫度波動(dòng)，易導(dǎo)致房間不同位置（尤其是遠(yuǎn)離回風(fēng)口區(qū)域）溫度不均勻，局部溫濕度超出工藝要求的精度范圍風(fēng)險(xiǎn)增大。詳見《送回風(fēng)溫度波動(dòng)示意圖》。
送回風(fēng)溫度波動(dòng)示意圖
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溫濕度控制邏輯優(yōu)化思路
①醫(yī)藥廠房生產(chǎn)車間室內(nèi)冷負(fù)荷特點(diǎn)
醫(yī)藥廠房生產(chǎn)車間（尤其是核心潔凈區(qū)）多位于建筑內(nèi)區(qū)，基本不受太陽輻射影響，且受外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱影響較小。其室內(nèi)冷負(fù)荷主要源于生產(chǎn)設(shè)備散熱、人員、物料及照明，在正常生產(chǎn)時(shí)段內(nèi)通常呈現(xiàn)長時(shí)間相對(duì)穩(wěn)定的特點(diǎn)。基于此負(fù)荷特性，提出以下優(yōu)化控制邏輯：
②核心策略轉(zhuǎn)變：
摒棄以機(jī)器露點(diǎn)和回風(fēng)溫度為主導(dǎo)的控制方式，將送風(fēng)管上的高精度溫濕度傳感器作為主反饋控制點(diǎn)。
③濕度控制優(yōu)化：
直接根據(jù)送風(fēng)濕度傳感器的實(shí)測(cè)值，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)除濕表冷盤管的冷凍水閥（或直膨系統(tǒng)膨脹閥），精確控制送風(fēng)含濕量（或露點(diǎn)溫度），確保滿足房間除濕需求。這避免了“過冷除濕”和再熱能耗。
④溫度控制優(yōu)化：
直接根據(jù)送風(fēng)溫度傳感器的實(shí)測(cè)值，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)二次降溫表冷盤管或加熱盤管的閥門開度（冷水閥/熱水閥/蒸汽閥/電加熱功率），精確控制送風(fēng)溫度。
⑤回風(fēng)參數(shù)的輔助優(yōu)化作用：
回風(fēng)主管上的溫濕度傳感器數(shù)據(jù)并非棄用，而是作為輔助控制參考點(diǎn)和優(yōu)化器輸入。PLC控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析回風(fēng)溫濕度與設(shè)定值的偏差及其變化趨勢(shì)。
基于回風(fēng)狀態(tài)和房間負(fù)荷的穩(wěn)定性，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)微調(diào)送風(fēng)溫濕度的設(shè)定值（例如，在回風(fēng)溫度穩(wěn)定且接近設(shè)定值時(shí)，可適當(dāng)放寬送風(fēng)溫度控制死區(qū)，減少閥門動(dòng)作；當(dāng)回風(fēng)溫度有緩慢上升趨勢(shì)時(shí)，可提前、平緩地略微降低送風(fēng)溫度設(shè)定值）。
⑥目標(biāo)效果：
1）穩(wěn)定送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)：通過直接、快速響應(yīng)地控制送風(fēng)參數(shù)，使送回風(fēng)溫濕度長時(shí)間保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)點(diǎn)。詳見《控制優(yōu)化后送回風(fēng)溫度波動(dòng)示意圖》。
2）提升控制品質(zhì)：顯著減少送風(fēng)溫度波動(dòng)，縮短系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，提高房間整體溫濕度均勻性和控制精度，降低局部超差風(fēng)險(xiǎn)。詳見《控制優(yōu)化后送回風(fēng)溫度波動(dòng)示意圖》
3）實(shí)現(xiàn)節(jié)能：避免或大幅減少因“過冷除濕”和再熱、以及因控制振蕩導(dǎo)致的閥門頻繁動(dòng)作和冷熱抵消而產(chǎn)生的無效能耗。本質(zhì)上形成了以送風(fēng)參數(shù)為內(nèi)環(huán)（快速響應(yīng)）、回風(fēng)參數(shù)為外環(huán)（設(shè)定值優(yōu)化）的串級(jí)控制結(jié)構(gòu)。
控制優(yōu)化后送回風(fēng)溫度波動(dòng)示意圖
4）外環(huán)優(yōu)化控制（慢響應(yīng)回路）：
a.輸入：回風(fēng)溫濕度 + 房間設(shè)定值；
b.動(dòng)作：每 5-10分鐘調(diào)整一次送風(fēng)設(shè)定值；
c.當(dāng)回風(fēng)濕度穩(wěn)定時(shí)→放寬送風(fēng)濕度死區(qū)→減少除濕盤管動(dòng)作；
d.當(dāng)回風(fēng)溫度緩升時(shí)→提前0.5℃降低送風(fēng)溫度→避免二次降溫閥門突開；
外環(huán)優(yōu)化控制示意圖
5）內(nèi)環(huán)快速控制（毫秒級(jí)響應(yīng)）：
a.響應(yīng)速度：＜1秒
b.濕度控制→除濕表冷盤管閥門（冷凍水流量）
c.溫度控制→二次盤管閥門（冷/熱水流量）
內(nèi)環(huán)優(yōu)化控制示意圖
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結(jié)論
醫(yī)藥潔凈廠房內(nèi)區(qū)相對(duì)穩(wěn)定的冷負(fù)荷特性為優(yōu)化空調(diào)溫濕度控制邏輯提供了基礎(chǔ)。將控制核心從傳統(tǒng)的機(jī)器露點(diǎn)和回風(fēng)參數(shù)轉(zhuǎn)向以送風(fēng)溫濕度傳感器為主反饋，并利用回風(fēng)參數(shù)實(shí)時(shí)優(yōu)化送風(fēng)設(shè)定值的策略，是解決常規(guī)控制邏輯缺陷的有效途徑。該優(yōu)化方案能夠：
1、顯著提升控制精度與穩(wěn)定性：減少送風(fēng)波動(dòng)，改善房間均勻性，有效保障關(guān)鍵工藝區(qū)域的溫濕度符合GMP要求。
2、實(shí)現(xiàn)顯著節(jié)能：從根本上避免“過冷除濕”及后續(xù)再熱能耗，減少因控制振蕩帶來的無效能耗，提高系統(tǒng)整體能效。
3、增強(qiáng)系統(tǒng)響應(yīng)性：對(duì)室內(nèi)負(fù)荷變化的調(diào)節(jié)更為及時(shí)和平穩(wěn)。
因此，在醫(yī)藥潔凈廠房潔凈空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與改造中，應(yīng)優(yōu)先考慮采用基于送風(fēng)參數(shù)反饋的優(yōu)化控制邏輯，以實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)、更穩(wěn)定、更節(jié)能的運(yùn)行效果。后續(xù)研究可結(jié)合具體項(xiàng)目實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步量化該優(yōu)化策略的節(jié)能效益和控制品質(zhì)提升程度
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