引言

医药洁净厂房对生产环境的温湿度具有严苛要求，其稳定性直接影响药品生产工艺、设备运行及微生物控制效果，是GMP规范的核心内容。洁净空调系统作为环境保障的关键设备，其控制逻辑的合理性决定了温湿度参数的精度与系统运行能效。当前普遍采用的温湿度控制策略在实际运行中暴露出响应滞后、能耗偏高、局部超差等问题。本文深入分析常规控制逻辑的缺陷，结合医药厂房内区负荷特点，提出以送风参数为核心的优化控制思路，旨在提升控制品质与能源利用效率。

常规温湿度控制逻辑缺陷

湿度控制缺陷

常规方案依赖控制除湿表冷盘管后的机器露点温度（即空气经表冷除湿后达到的饱和状态温度）来间接控制房间湿度。此方法在低湿需求或室内湿负荷变化时，易导致除湿过度（“过冷除湿”），需后续再热补偿，造成显著的冷热抵消能耗浪费，系统能效低下。详见《洁净空调系统流程图》。

温度控制缺陷

温度控制通常依据回风主管上的温度传感器，调节二次降温表冷盘管或加热盘管（如热水盘管或电加热）的阀门开度。该方式存在显著问题：

温湿度控制逻辑优化思路

①医药厂房生产车间室内冷负荷特点

医药厂房生产车间（尤其是核心洁净区）多位于建筑内区，基本不受太阳辐射影响，且受外围护结构传热影响较小。其室内冷负荷主要源于生产设备散热、人员、物料及照明，在正常生产时段内通常呈现长时间相对稳定的特点。基于此负荷特性，提出以下优化控制逻辑：

②核心策略转变：

摒弃以机器露点和回风温度为主导的控制方式，将送风管上的高精度温湿度传感器作为主反馈控制点。

③湿度控制优化：

直接根据送风湿度传感器的实测值，实时调节除湿表冷盘管的冷冻水阀（或直膨系统膨胀阀），精确控制送风含湿量（或露点温度），确保满足房间除湿需求。这避免了“过冷除湿”和再热能耗。

④温度控制优化：

直接根据送风温度传感器的实测值，实时调节二次降温表冷盘管或加热盘管的阀门开度（冷水阀/热水阀/蒸汽阀/电加热功率），精确控制送风温度。

⑤回风参数的辅助优化作用：

回风主管上的温湿度传感器数据并非弃用，而是作为辅助控制参考点和优化器输入。PLC控制系统实时分析回风温湿度与设定值的偏差及其变化趋势。

基于回风状态和房间负荷的稳定性，系统动态微调送风温湿度的设定值（例如，在回风温度稳定且接近设定值时，可适当放宽送风温度控制死区，减少阀门动作；当回风温度有缓慢上升趋势时，可提前、平缓地略微降低送风温度设定值）。

⑥目标效果：

1）稳定送风状态点：通过直接、快速响应地控制送风参数，使送回风温湿度长时间保持在一个相对稳定的状态点。详见《控制优化后送回风温度波动示意图》。

2）提升控制品质：显著减少送风温度波动，缩短系统响应时间，提高房间整体温湿度均匀性和控制精度，降低局部超差风险。详见《控制优化后送回风温度波动示意图》

3）实现节能：避免或大幅减少因“过冷除湿”和再热、以及因控制振荡导致的阀门频繁动作和冷热抵消而产生的无效能耗。本质上形成了以送风参数为内环（快速响应）、回风参数为外环（设定值优化）的串级控制结构。

控制优化后送回风温度波动示意图

4）外环优化控制（慢响应回路）：

a.输入：回风温湿度 + 房间设定值；

b.动作：每 5-10分钟调整一次送风设定值；

c.当回风湿度稳定时→放宽送风湿度死区→减少除湿盘管动作；

d.当回风温度缓升时→提前0.5℃降低送风温度→避免二次降温阀门突开；

外环优化控制示意图

5）内环快速控制（毫秒级响应）：

a.响应速度：＜1秒

b.湿度控制→除湿表冷盘管阀门（冷冻水流量）

c.温度控制→二次盘管阀门（冷/热水流量）

内环优化控制示意图

结论

医药洁净厂房内区相对稳定的冷负荷特性为优化空调温湿度控制逻辑提供了基础。将控制核心从传统的机器露点和回风参数转向以送风温湿度传感器为主反馈，并利用回风参数实时优化送风设定值的策略，是解决常规控制逻辑缺陷的有效途径。该优化方案能够：

1、显著提升控制精度与稳定性：减少送风波动，改善房间均匀性，有效保障关键工艺区域的温湿度符合GMP要求。

2、实现显著节能：从根本上避免“过冷除湿”及后续再热能耗，减少因控制振荡带来的无效能耗，提高系统整体能效。

3、增强系统响应性：对室内负荷变化的调节更为及时和平稳。

因此，在医药洁净厂房洁净空调系统的设计与改造中，应优先考虑采用基于送风参数反馈的优化控制逻辑，以实现更精准、更稳定、更节能的运行效果。后续研究可结合具体项目实测数据，进一步量化该优化策略的节能效益和控制品质提升程度