Tính toán kiểm tra dựng revit hệ thống điều hòa không khí trong phòng sạch của nhà máy dược danapha đà nẵng

Hệ thống điều hòa không khí trong phòng sạch là một yếu tố quan trọng trong ngành… 213 trang · Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh · 2024.

• Tác giả: Nguyễn Nhật Trường
• Người hướng dẫn: TS. Đoàn Minh Hùng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Nhiệt
• Đề tài: Tính Toán và Dựng Revit Hệ Thống Điều Hòa Không Khí Trong Phòng Sạch Nhà Máy Dược Danapha Đà Nẵng
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY DƯỢC PHẨM OSD KHU CÔNG NGHỆ CAO DANAPHA TẠI KHU CÔNG NGHỆ CAO ĐÀ NẴNG
• 1.1. Mục đích
• 1.2. Giới thiệu về dự án
• 1.2.1. Tên dự án Nhà máy sản xuất dược phẩm OSD và Trung tâm Nghiên cứu phát triển công nghệ cao Danapha
• 1.2.2. Địa điểm đầu tư Lô đất A22, đường số 3 Khu công nghệ cao Đà Nẵng, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng
• 1.2.3. Chủ đầu tư Công ty Cổ phần Dược Danapha
• 1.2.4. Quy mô đầu tư
• 1.2.5. Quy mô kiến trúc xây dựng
• 1.3. Sơ lược về công ty
• 1.4. Các mặt hàng sản xuất thuốc của nhà máy dược
• 1.5. Giới thiệu về phòng sạch được sử dụng trong nhà máy dược
• 1.5.1. Áp suất phòng (Room Pressurization)
• 1.5.2. Độ sạch (Cleanliness)
• 2. CHƯƠNG 2: CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
• 2.1. Tiêu chuẩn phòng sạch theo WHO-GMP
• 2.1.1. Yêu cầu chung
• 2.1.2. Các yêu cầu cụ thể về giải pháp công nghệ và kỹ thuật
• 2.2. Thông số tính toán
• 2.2.1. Thông số ngoài trời
• 2.2.2. Thông số bên trong phòng
• 2.3. Hệ thống điều hoà không khí khi lắp đặt cho công ty dược DANAPHA
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT CHO KHU THUỐC VIÊN
• 3.1. Sơ đồ tính toán nhiệt
• 3.2. Xác định lượng nhiệt thừa QT
• 3.2.1. Nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra Q1
• 3.2.2. Nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q2
• 3.2.3. Nhiệt do người tỏa ra Q3
• 3.2.4. Nhiệt do sản phẩm mang vào Q4
• 3.2.5. Nhiệt tỏa ra từ bề mặt thiết bị nhiệt Q5
• 3.2.6. Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q6
• 3.2.7. Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q7
• 3.2.8. Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q8
• 3.2.9. Tổng lượng nhiệt thừa Qt
• 3.3. Xác định lượng ẩm thừa WT
• 3.3.1. Lượng ẩm do người tỏa ra W1
• 3.3.2. Lượng ẩm bay hơi từ các sản phẩm W2
• 3.3.3. Lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm W3
• 3.3.4. Tổng lượng ẩm thừa WT
• 3.4. Kiểm tra đọng sương trên vách
• 4. CHƯƠNG 4: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
• 4.1. Phương trình năng suất gió
• 4.2. Thiết lập sơ đồ điều hòa mùa hè
• 4.2.1. Nguyên lý làm việc
• 4.2.2. Xác định các điểm nút trên đồ thị I-d
• 4.2.3. Xác định năng suất các thiết bị
• 5. CHƯƠNG 5: TÍNH KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
• 5.1. Các thiết bị được lắp đặt tại nhà máy dược
• 5.2. Tháp giải nhiệt
• 5.3. AHU và FCU
• 5.4. Tính kiểm tra cụm máy Chiller
• 5.4.1. Xác định chu trình lạnh
• 5.5. Tính kiểm tra tháp làm mát nước (cooling tower)
• 5.6. Tính kiểm tra AHU
• 5.6.1. Kiểm tra AHU-BD3
• 6. CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN, KIỂM TRA HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI KHÔNG KHÍ
• 6.1. Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển và phân phối không khí
• 6.2. Nhánh gió cấp
• 6.3. Nhánh gió hồi
• 7. CHƯƠNG 7: TÍNH KIỂM TRA HỆ THỐNG ỐNG DẪN NƯỚC
• 7.1. Vật liệu ống
• 7.2. Van và các phụ kiện
• 7.3. Tổn thất áp suất
• 7.4. Thông số của bơm giải nhiệt
• 7.5. Xác định lưu lượng bơm nước lạnh và bơm nước giải nhiệt
• 7.5.1. Bơm nước lạnh Chiller
• 7.5.2. Bơm nước giải nhiệt
• 7.6. Tính toán cột áp bơm nước lạnh, bơm nước giải nhiệt
• 7.6.1. Bơm nước giải nhiệt
• 7.7. Tính toán hệ thống ống nước lạnh
• 8. CHƯƠNG 8: TIÊU ÂM CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
• 8.1. Khái niệm về tiếng ồn
• 8.2. Ảnh hưởng của tiếng ồn đối với sức khoẻ con người
• 8.3. Các nguồn gây ồn
• 8.4. Các biện pháp tiêu âm và thiết bị tiêu âm
• 8.5. Tiêu âm quạt
• 8.6. Lắp các ống nối mềm đầu giữa các thiết bị và đường ống
• 9. CHƯƠNG 9: TRIỂN KHAI BẢN VẼ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ BẰNG PHẦN MỀM AUTODESK REVIT
• 9.2. Triển khai dựng bản vẽ Revit
• 9.3. Triển khai bản vẽ mặt bằng Revit hệ thống điều hòa không khí
• 9.4. Thống kê khối lượng bằng phần mềm Revit
• 10. CHƯƠNG 10: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Tính Toán và Dựng Revit Hệ Thống Điều Hòa Không Khí

Hệ thống điều hòa không khí trong phòng sạch là một yếu tố quan trọng trong ngành dược phẩm, đặc biệt là tại nhà máy Dược Danapha Đà Nẵng. Việc tính toán và dựng mô hình Revit cho hệ thống này không chỉ giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm mà còn tối ưu hóa quy trình sản xuất. Bài viết này sẽ đi sâu vào các khía cạnh của việc thiết kế và triển khai hệ thống điều hòa không khí, từ việc lựa chọn thiết bị đến các tiêu chuẩn cần tuân thủ.

1.1. Giới Thiệu Về Nhà Máy Dược Danapha

Nhà máy Dược Danapha được thành lập với mục tiêu cung cấp các sản phẩm dược phẩm chất lượng cao. Địa điểm tại Khu công nghệ cao Đà Nẵng, nhà máy được thiết kế theo tiêu chuẩn GMP-WHO, đảm bảo môi trường sản xuất an toàn và hiệu quả.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Hệ Thống Điều Hòa Không Khí

Hệ thống điều hòa không khí đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì điều kiện môi trường lý tưởng cho sản xuất dược phẩm. Việc kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và áp suất phòng là cần thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

II. Các Thách Thức Trong Thiết Kế Hệ Thống Điều Hòa Không Khí

Thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho phòng sạch gặp nhiều thách thức, từ việc lựa chọn thiết bị đến việc đảm bảo các tiêu chuẩn về độ sạch và an toàn. Các yếu tố như áp suất phòng, độ ẩm và nhiệt độ cần được kiểm soát chặt chẽ để đáp ứng yêu cầu sản xuất.

2.1. Vấn Đề Áp Suất Phòng

Áp suất phòng là yếu tố quan trọng trong thiết kế hệ thống điều hòa không khí. Việc duy trì áp suất dương giúp ngăn chặn sự xâm nhập của bụi bẩn và vi khuẩn từ bên ngoài.

2.2. Kiểm Soát Độ Ẩm và Nhiệt Độ

Độ ẩm và nhiệt độ cần được duy trì ở mức ổn định để đảm bảo các thiết bị và sản phẩm hoạt động hiệu quả. Việc kiểm soát này đòi hỏi sự chính xác cao trong thiết kế và vận hành hệ thống.

III. Phương Pháp Tính Toán Hệ Thống HVAC Trong Phòng Sạch

Phương pháp tính toán hệ thống HVAC cho phòng sạch bao gồm việc xác định các thông số kỹ thuật và lựa chọn thiết bị phù hợp. Sử dụng phần mềm Revit giúp tối ưu hóa quy trình thiết kế và đảm bảo tính chính xác trong các phép tính.

3.1. Các Thông Số Tính Toán Cần Thiết

Các thông số như nhiệt độ ngoài trời, nhiệt độ trong phòng và lưu lượng không khí cần được xác định chính xác để đảm bảo hiệu suất của hệ thống điều hòa không khí.

3.2. Lựa Chọn Thiết Bị Phù Hợp

Việc lựa chọn thiết bị như AHU, FCU và tháp giải nhiệt cần dựa trên các thông số tính toán đã xác định. Điều này giúp đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và tiết kiệm năng lượng.

IV. Ứng Dụng Phần Mềm Revit Trong Dựng Mô Hình Hệ Thống HVAC

Phần mềm Revit được sử dụng để dựng mô hình hệ thống HVAC, giúp tối ưu hóa quy trình thiết kế và nâng cao độ chính xác. Việc sử dụng BIM (Mô hình thông tin xây dựng) cho phép các kỹ sư dễ dàng quản lý và điều chỉnh thiết kế trong quá trình thi công.

4.1. Triển Khai Bản Vẽ Hệ Thống HVAC

Quá trình triển khai bản vẽ hệ thống HVAC bằng phần mềm Revit giúp tạo ra các bản vẽ chi tiết và chính xác, phục vụ cho việc thi công và lắp đặt.

4.2. Thống Kê Khối Lượng Thiết Bị

Phần mềm Revit cho phép thống kê khối lượng thiết bị một cách tự động, giúp tiết kiệm thời gian và giảm thiểu sai sót trong quá trình tính toán.

V. Kết Quả Nghiên Cứu và Ứng Dụng Thực Tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc áp dụng các phương pháp tính toán và dựng mô hình Revit đã mang lại hiệu quả cao trong việc thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho nhà máy Dược Danapha. Các tiêu chuẩn về độ sạch và an toàn được đảm bảo, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm.

5.1. Đánh Giá Hiệu Quả Hệ Thống

Hệ thống điều hòa không khí được thiết kế và triển khai đã hoạt động hiệu quả, đáp ứng các yêu cầu về tiêu chuẩn GMP-WHO.

5.2. Tương Lai Của Hệ Thống HVAC Trong Ngành Dược

Với sự phát triển của công nghệ, hệ thống HVAC trong ngành dược sẽ ngày càng được cải tiến, hướng tới việc tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.

VI. Kết Luận và Kiến Nghị Về Hệ Thống Điều Hòa Không Khí

Việc tính toán và dựng Revit hệ thống điều hòa không khí trong phòng sạch là một nhiệm vụ quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm dược phẩm. Cần tiếp tục nghiên cứu và cải tiến các phương pháp thiết kế để đáp ứng tốt hơn các yêu cầu khắt khe của ngành dược.

6.1. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Liên Tục

Nghiên cứu liên tục về công nghệ và phương pháp thiết kế sẽ giúp nâng cao chất lượng và hiệu quả của hệ thống điều hòa không khí.

6.2. Đề Xuất Các Giải Pháp Cải Tiến

Cần đề xuất các giải pháp cải tiến trong thiết kế và vận hành hệ thống HVAC để đáp ứng tốt hơn các tiêu chuẩn quốc tế và nhu cầu thị trường.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp "Tính toán kiểm tra, dựng Revit hệ thống điều hòa không khí trong phòng sạch của nhà máy dược Danapha Đà Nẵng" do sinh viên Nguyễn Nhật Trường và Nguyễn Hoàng Đức Thịnh thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Đoàn Minh Hùng (Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, hoàn thành tháng 7/2024). Đề tài giải quyết bài toán kỹ thuật nhiệt - lạnh trong môi trường công nghiệp dược phẩm công nghệ cao, cụ thể là phân xưởng sản xuất thuốc viên OSD (Oral Solid Dosage).

Bối cảnh thực tiễn của đề tài gắn liền với dự án "Nhà máy sản xuất dược phẩm OSD và Trung tâm Nghiên cứu phát triển công nghệ cao Danapha" do Công ty Cổ phần Dược Danapha làm chủ đầu tư tại Lô đất A22, đường số 3 Khu công nghệ cao Đà Nẵng, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng. Dự án có quy mô sử dụng đất 3,0 hecta, tổng diện tích đất xây dựng 16.500 m², tổng diện tích sàn xây dựng 23.500 m² gồm 02 tầng (tầng sản xuất và tầng kỹ thuật), với công suất thiết kế 1,0 tỷ viên/năm. Nhà máy sản xuất các dòng sản phẩm thuốc viên ứng dụng công nghệ nano (Khoản 92 Phụ lục I) và công nghệ phóng thích có kiểm soát (Khoản 81 Phụ lục I) theo Quyết định số 38/2020/QĐ-TTg ngày 30/12/2020 của Thủ tướng Chính phủ, đáp ứng các tiêu chuẩn WHO-GMP và định hướng EU-GMP.

Môi trường sản xuất dược phẩm đòi hỏi phải kiểm soát đồng thời 5 thông số kỹ thuật cốt lõi: nhiệt độ, độ ẩm tương đối, áp suất phòng, độ sạch tiểu phân không khí và ngăn ngừa hiện tượng nhiễm chéo. Nhằm đảm bảo dây chuyền vận hành chuẩn xác và tuân thủ các quy định khắt khe của ngành y dược, nhóm tác giả đã xác định các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể sau:

1. Xác định tiêu chuẩn vi khí hậu, thông số tính toán ngoài trời và trong nhà xưởng theo tiêu chuẩn WHO-GMP và TCVN 5687:1992.
2. Tính toán cân bằng nhiệt thừa ($Q_T$) và ẩm thừa ($W_T$) cho 142 không gian, phòng chức năng thuộc khu vực sản xuất thuốc viên.
3. Thành lập sơ đồ điều hòa không khí mùa hè trên đồ thị I-d, xác định các điểm nút trạng thái và tính toán năng suất lạnh, lưu lượng gió yêu cầu.
4. Tính toán kiểm tra công suất cụm máy làm lạnh nước Water Chiller, tháp giải nhiệt Cooling Tower, hệ thống 20 cụm AHU (từ AHU-BD3.1 đến AHU-BD3.20) và các thiết bị FCU.
5. Tính toán, kiểm tra thủy lực mạng lưới đường ống phân phối gió cấp, gió hồi và hệ thống đường ống dẫn nước lạnh, nước giải nhiệt.
6. Đề xuất các giải pháp tiêu âm quạt và khớp nối mềm chống rung cho hệ thống ống dẫn.
7. Ứng dụng phần mềm Autodesk Revit để dựng mô hình không gian 3D, triển khai bản vẽ mặt bằng tầng kỹ thuật khổ A1 và bóc tách bảng thống kê khối lượng thiết bị, phụ kiện.

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống điều hòa không khí và thông gió (HVAC) phục vụ khu phòng sạch phân xưởng thuốc viên. Phạm vi không gian đặt tại nhà máy Danapha ở Khu công nghệ cao Đà Nẵng; phạm vi dữ liệu khí tượng áp dụng cho mùa hè tháng 6 tại thành phố Đà Nẵng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật chuyên ngành và các nguyên lý nhiệt động học, truyền nhiệt - truyền chất:

• Khung tiêu chuẩn và quy chuẩn:
  • Tiêu chuẩn thực hành tốt sản xuất thuốc của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO-GMP), tiêu chuẩn ASEAN GMP, EU-GMP và hướng dẫn bảo quản thuốc GSP.
  • Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687:1992 về thông gió, điều hòa không khí - tiêu chuẩn thiết kế (quy định thông số tính toán khí hậu ngoài trời tại Đà Nẵng, nồng độ bụi cho phép, giới hạn khí độc hại $CO_2$, $SO_2$ và tiêu chuẩn độ ồn).
  • Quyết định số 38/2020/QĐ-TTg ngày 30/12/2020 của Thủ tướng Chính phủ về danh mục công nghệ cao được ưu tiên đầu tư phát triển.
• Mô hình và phương pháp tính toán nhiệt ẩm:
  • Phương pháp cân bằng nhiệt: Tính toán tổng nhiệt thừa $Q_T = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 + Q_5 + Q_6 + Q_7 + Q_8$, bao gồm nhiệt tỏa từ máy móc thiết bị điện ($Q_1 = Q_{11} + Q_{12}$), đèn chiếu sáng LED ($Q_2$), người vận hành ($Q_3 = q_h + q_a$), sản phẩm mang vào ($Q_4$), bề mặt thiết bị nhiệt ($Q_5$), bức xạ mặt trời qua kính ($Q_6$), không khí lọt qua cửa ($Q_7$) và truyền nhiệt qua kết cấu bao che ($Q_8$).
  • Phương pháp cân bằng ẩm: Tính toán tổng ẩm thừa $W_T = W_1 + W_2 + W_3$ từ mồ hôi người ($W_1$), bề mặt sản phẩm ($W_2$) và bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm ($W_3$), kết hợp kiểm tra hiện tượng đọng sương vách ngăn.
  • Thiết lập chu trình xử lý nhiệt ẩm: Biểu diễn sơ đồ tuần hoàn 1 cấp trên đồ thị I-d để xác định các điểm nút trạng thái không khí (ngoài trời $N$, trong phòng $T$, hòa trộn $C$, sau xử lý $O$, vào phòng $V$).
  • Chu trình nhiệt động máy lạnh: Tính toán chu trình máy lạnh 1 cấp có hồi nhiệt cho cụm Water Chiller và cân bằng nhiệt tháp giải nhiệt làm mát nước.
• Phương pháp tính toán thủy lực và công cụ phần mềm:
  • Phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database: Tra cứu hệ số trở lực cục bộ tại các phụ kiện gót giày, côn thu, cút nối trên các nhánh gió cấp và gió hồi.
  • Phần mềm Pipe Flow Wizard: Mô phỏng thủy lực dòng chảy, xác định đường kính ống dẫn nước, vận tốc dòng chảy, tổn thất áp suất ma sát và tổn thất cục bộ để chọn bơm nước lạnh và bơm giải nhiệt.
  • Phần mềm Autodesk Revit: Mô hình hóa thông tin công trình (BIM) hệ thống cơ điện lạnh, giải quyết xung đột không gian và trích xuất khối lượng vật tư.
• Nguồn dữ liệu: Hồ sơ thiết kế công nghệ và mặt bằng kiến trúc dây chuyền thuốc viên OSD Danapha; bảng tra thông số khí tượng nhiệt độ, độ ẩm tháng nóng nhất (tháng 6) tại Đà Nẵng theo TCVN 5687:1992.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho khu phòng sạch thuốc viên được thiết kế và triển khai theo các giải pháp công nghệ sau:

• Giải pháp hệ thống lạnh trung tâm: Lựa chọn hệ thống làm lạnh bằng nước (Water Chiller) kết hợp tháp giải nhiệt hở vuông (mã LVN-1075-C2). Nước lạnh sau khi được làm lạnh tại bình bay hơi Chiller được hệ thống bơm tuần hoàn đưa đến các dàn trao đổi nhiệt AHU và FCU bố trí tại tầng kỹ thuật.
• Cấu trúc phân phối và xử lý không khí (AHU/FCU): Hệ thống bao gồm 20 cụm AHU chính (mã hiệu từ AHU-BD3.1 đến AHU-BD3.20) và các dàn FCU. Không khí cấp được xử lý qua 3 cấp lọc gồm lọc sơ cấp (Pre-filter), lọc thứ cấp (Medium filter) và màng lọc hiệu suất cao HEPA (H12) nhằm loại bỏ các hạt bụi có kích thước $\ge 0,5\ \mu\text{m}$ và $\ge 5\ \mu\text{m}$.
• Hệ thống phân cấp áp suất và kiểm soát nhiễm chéo:
  • Duy trì áp suất dương giữa các phòng sạch và hành lang thông qua việc điều tiết chênh lệch lưu lượng gió cấp và gió hồi/thải.
  • Bố trí các buồng đệm khí (Airlock) ngăn cách giữa các khu vực có cấp sạch khác nhau (Cấp B, C, D và khu vực không phân cấp CNC).
  • Phân vùng chức năng độc lập cho các công đoạn phát sinh nhiều bụi (như phòng cân Weighing, phòng trộn Granulating, dập viên Tableting, bao phim Coating).
• Mô phỏng thủy lực và triển khai mô hình BIM Revit:
  • Ứng dụng phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database và Pipe Flow Wizard để tính toán chính xác tổn thất áp suất trên từng đoạn ống gió và ống nước, xác định cột áp làm việc của quạt AHU và cụm bơm nước.
  • Triển khai mô hình 3D toàn diện trên phần mềm Autodesk Revit, bố trí đồng bộ tuyến ống gió cấp, gió hồi, ống nước Chiller, tháp giải nhiệt và cụm AHU tại tầng kỹ thuật.
  • Trích xuất tự động bản vẽ mặt bằng bố trí hệ thống ĐHKK khổ A1 và bảng thống kê chi tiết số lượng thiết bị, diện tích tôn ống gió, phụ kiện côn, cút, tê, van gió.
• Giải pháp tiêu âm và giảm chấn: Sử dụng ống nối mềm cách ly rung động giữa miệng hút/thổi của thiết bị động (AHU, FCU, quạt, bơm) với mạng đường ống cứng; lắp đặt hộp tiêu âm quạt nhằm đảm bảo mức ồn làm việc trong giới hạn cho phép theo TCVN 5687:1992.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu chung về nhà máy dược phẩm OSD Khu công nghệ cao Danapha tại Khu công nghệ cao Đà Nẵng

Chương 1 trình bày tổng quan về dự án nhà máy OSD Danapha tại Đà Nẵng với công suất 1 tỷ viên/năm trên diện tích sàn 23.500 m² (2 tầng). Tác giả phân tích lịch sử hình thành Danapha từ năm 1985 đến nay, các dạng bào chế chính (thuốc viên nén, bao phim, thuốc nước, thuốc tiêm, thực phẩm chức năng). Chương này làm rõ 5 yêu cầu cốt lõi của phòng sạch (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất dương/âm, cấp độ sạch và kiểm soát nhiễm chéo), so sánh sự khác biệt giữa điều hòa tiện nghi và điều hòa phòng sạch, phân tích tác động của các thông số vi khí hậu ($CO_2$, bụi $SO_2$, tiếng ồn) tới sức khỏe con người, đồng thời so sánh ưu nhược điểm của các hệ thống máy lạnh cục bộ, VRV và Water Chiller để đưa ra quyết định chọn hệ thống Water Chiller.

Chương 2: Chọn thông số tính toán

Chương này xác định các tiêu chuẩn phòng sạch theo WHO-GMP cho các phòng cấp B, C, D và khu vực bình thường. Tác giả lựa chọn cấp điều hòa không khí là Cấp I (độ chính xác cao nhất dùng trong y tế - dược phẩm). Dựa trên TCVN 5687:1992 và số liệu khí tượng tháng 6 tại Đà Nẵng, thông số ngoài trời được chọn là $t_N = 34,5^\circ\text{C}$ (ứng với độ ẩm $\varphi_N$ tháng nóng nhất). Thông số tính toán trong phòng được xác định cụ thể theo cấp độ sạch: Cấp B ($24^\circ\text{C}$, $50%$), Cấp C ($24^\circ\text{C}$, $55%$), Cấp D ($24^\circ\text{C}$, $60%$), khu vực bình thường ($26^\circ\text{C}$, $65%$).

Chương 3: Tính cân bằng nhiệt cho khu thuốc viên

Nội dung chương 3 tập trung thiết lập phương trình và tính toán chi tiết tải nhiệt thừa ($Q_T$) và ẩm thừa ($W_T$) cho toàn bộ 142 không gian chức năng thuộc phân xưởng. Tác giả tính toán chi tiết nhiệt tỏa từ máy trộn (14,3 kW), đèn LED (0,143 kW), người vận hành, nhiệt bức xạ qua kính, nhiệt truyền qua tường/trần/mái, nhiệt qua 4 dải nền và nhiệt do không khí lọt. Kết quả công suất nhiệt thiết bị điện ($Q_{12}$) được lập bảng chi tiết cho từng phòng, đồng thời kiểm tra điều kiện không đọng sương trên bề mặt vách bao che.

Chương 4: Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí

Chương 4 xây dựng phương trình năng suất gió và thiết lập sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn 1 cấp mùa hè. Tác giả phân tích nguyên lý làm việc của hệ thống xử lý gió, xác định tọa độ các điểm nút trạng thái trên đồ thị không khí ẩm I-d (nhiệt độ, độ chứa hơi $d$, entanpy $I$) cho từng không gian điều hòa và tính toán năng suất lạnh, lưu lượng gió cấp, gió tươi và gió tuần hoàn cho các thiết bị.

Chương 5: Tính kiểm tra các thiết bị chính

Chương 5 tiến hành tính toán kiểm tra chu trình lạnh một cấp có hồi nhiệt của cụm Water Chiller giải nhiệt nước. Tác giả tính kiểm tra tháp giải nhiệt vuông (mã LVN-1075-C2) và kiểm tra công suất nhiệt ẩm, lưu lượng gió cho toàn bộ 20 cụm AHU (từ AHU-BD3.1 đến AHU-BD3.20) cùng các dàn FCU, tổng hợp thành bảng kết quả so sánh với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất.

Chương 6: Tính toán, kiểm tra hệ thống vận chuyển và phân phối không khí

Chương 6 trình bày phương pháp thiết kế khí động mạng lưới đường ống gió. Tác giả tính toán xác định kích thước tiết diện đường ống gió cấp và gió hồi cho từng tuyến nhánh của các cụm AHU-BD3, sau đó sử dụng phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database để tính toán tổn thất áp suất ma sát dọc đường và tổn thất áp suất cục bộ tại các phụ kiện gót giày, rẽ nhánh, cút nối.

Chương 7: Tính kiểm tra hệ thống ống dẫn nước

Chương 7 xác định vật liệu đường ống, van khóa và phụ kiện đường ống nước. Sử dụng phần mềm Pipe Flow Wizard, tác giả tính toán đường kính ống dẫn nước lạnh và nước giải nhiệt, xác định lưu lượng dòng chảy và tính toán cột áp cần thiết cho cụm bơm nước lạnh Chiller và cụm bơm nước giải nhiệt Cooling Tower dựa trên tổn thất áp suất tổng.

Chương 8: Tiêu âm cho hệ thống điều hòa không khí

Chương 8 phân tích nguồn gốc phát sinh tiếng ồn khí động từ quạt AHU/FCU và động cơ bơm nước. Tác giả tính toán các giải pháp tiêu âm đường ống gió, cấu tạo hộp tiêu âm quạt và lựa chọn lắp đặt các đoạn ống nối mềm tại đầu hút/thổi của thiết bị nhằm triệt tiêu rung động cơ học và tiếng ồn truyền qua kết cấu.

Chương 9: Triển khai bản vẽ điều hòa không khí bằng phần mềm Autodesk Revit

Chương 9 ứng dụng mô hình thông tin công trình BIM bằng phần mềm Autodesk Revit. Tác giả dựng mô hình không gian 3D hoàn chỉnh hệ thống ĐHKK nhà máy Danapha, xuất bản vẽ layout mặt bằng tầng kỹ thuật trên khổ giấy A1 và tự động trích xuất bảng thống kê khối lượng phụ kiện ống gió, khối lượng thiết bị phục vụ công tác dự toán và thi công.

Chương 10: Kết luận và kiến nghị

Chương 10 tổng kết toàn bộ kết quả tính toán kiểm tra hệ thống ĐHKK phòng sạch nhà máy Danapha, khẳng định các thiết bị Chiller, AHU, tháp giải nhiệt và mạng lưới đường ống đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn vi khí hậu WHO-GMP, đồng thời đưa ra các kiến nghị kỹ thuật về bảo dưỡng, vận hành và quản lý hệ thống.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã hoàn thành trọn vẹn quy trình tính toán kiểm tra và mô hình hóa kỹ thuật hệ thống điều hòa không khí Water Chiller cho nhà máy dược phẩm Danapha với các kết quả cụ thể:

• Tổng hợp thông số vi khí hậu và tiêu chuẩn phòng sạch:

Cấp độ sạch	Nhiệt độ tính toán (°C)	Độ ẩm tương đối (%)	Số tiểu phân $\ge 0,5\ \mu\text{m}$	Số tiểu phân $\ge 5,0\ \mu\text{m}$	Áp suất phòng / Trao đổi gió
Cấp A	24	50	$< 3.520$	$\le 20$	Vô trùng tuyệt đối
Cấp B	24	50	$< 3.520$	$\le 29$	Phụ trợ cấp A
Cấp C	24	55	$< 352.000$	$\le 2.900$	$++ (30\text{ Pa})$ / $20\text{ ACH}$ (Lọc H12)
Cấp D	24	60	$< 3.000$ (văn bản)	$\le 29.000$	Cấp sạch cơ bản
Bình thường	26	65	Theo TCVN	Không quy định	Khu vực đệm / phụ trợ

• Kết quả tính toán phụ tải nhiệt thiết bị ($Q_{12}$) tại các phòng công nghệ chính:
  • Phòng Final Mixing: $12,343\text{ kW}$
  • Phòng Granulating 1: $10,887\text{ kW}$; Phòng Granulating 2: $10,754\text{ kW}$
  • Khu vực bao bì thứ cấp (Secondary Package Area): $8,892\text{ kW}$
  • Phòng sấy (Drying): $5,749\text{ kW}$
  • Phòng dập viên Tableting 1: $5,719\text{ kW}$; Tableting 2: $5,669\text{ kW}$
  • Kho bảo quản mẫu/nguyên liệu (PR & Primary PM Storage - CNC): $6,710\text{ kW}$; Kho thành phẩm (Released FP): $6,461\text{ kW}$
  • Khu vực bảo trì (Maintenance Area): $6,852\text{ kW}$; Khu vực dịch vụ (Service Area): $4,157\text{ kW}$
• Kết quả kiểm tra thiết bị và triển khai kỹ thuật:
  • Kiểm tra và xác nhận sự phù hợp công suất của tháp giải nhiệt vuông mã LVN-1075-C2, chu trình lạnh Water Chiller và 20 cụm AHU (AHU-BD3.1 đến AHU-BD3.20).
  • Hoàn thiện tính toán thủy lực trở lực ống gió với phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database và trở lực ống nước với Pipe Flow Wizard.
  • Xây dựng thành công mô hình BIM trên Autodesk Revit, xuất bản vẽ mặt bằng layout tầng kỹ thuật khổ A1 và bảng thống kê khối lượng thiết bị, phụ kiện đường ống chính xác.
• Đóng góp kỹ thuật: Cung cấp tài liệu tính toán kiểm tra có hệ thống, kết hợp đồng bộ giữa phương pháp tính nhiệt ẩm kinh điển, công cụ phần mềm thủy lực chuyên dụng và công nghệ BIM Revit trong việc tổ chức không gian kỹ thuật phòng sạch dược phẩm.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế:
  • Đồ án tập trung tính toán kiểm tra hệ thống trong điều kiện tải nhiệt mùa hè (tháng 6 nóng nhất tại Đà Nẵng); chế độ vận hành mùa đông chưa được phân tích sâu do biên độ chênh lệch nhiệt độ mùa đông tại Đà Nẵng không lớn.
  • Các thông số tính toán kiểm tra chủ yếu dựa trên thông số định mức của nhà sản xuất thiết bị và hồ sơ thiết kế sẵn có của nhà máy Danapha.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Mở rộng tính toán mô phỏng động năng lượng toàn công trình theo các mùa trong năm để tối ưu hóa chi phí vận hành Chiller.
  • Ứng dụng mô phỏng động lực học dòng khí (CFD) trong các phòng sạch cấp độ cao (Cấp A, Cấp B) để đánh giá chi tiết quỹ đạo hạt bụi và phân bố trường vận tốc gió tại vùng làm việc.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho sinh viên, giảng viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt, Kỹ thuật Nhiệt - Điện lạnh, Kỹ thuật Cơ điện công trình (MEP) và các kỹ sư thiết kế hệ thống HVAC:

• Nội dung tính toán cân bằng nhiệt ẩm 142 phòng: Cung cấp phương pháp chi tiết, bảng tính thực tế về tải nhiệt thiết bị, người, đèn và kết cấu bao che cho dây chuyền sản xuất thuốc viên đạt chuẩn WHO-GMP.
• Quy trình phối hợp công cụ kỹ thuật: Minh họa trực quan các bước tính toán thủy lực bằng phần mềm Pipe Flow Wizard, ASHRAE Duct Fitting Database và quy trình triển khai mô hình BIM, xuất bản vẽ kỹ thuật A1, bóc tách khối lượng bằng Autodesk Revit.

Câu hỏi thường gặp

1. Dự án nhà máy Danapha Đà Nẵng có quy mô kiến trúc và công suất thiết kế như thế nào?
Dự án được xây dựng trên diện tích đất 3,0 hecta tại Lô A22 Khu công nghệ cao Đà Nẵng, gồm 01 nhà máy sản xuất dược phẩm OSD và các hạng mục phụ trợ. Tổng diện tích đất xây dựng là 16.500 m², tổng diện tích sàn xây dựng là 23.500 m² với kết cấu 02 tầng (tầng sản xuất và tầng kỹ thuật). Công suất thiết kế của nhà máy đạt 1,0 tỷ viên/năm.

2. Nhiệt độ và độ ẩm thiết kế trong phòng sạch của nhà máy được phân cấp ra sao theo tiêu chuẩn WHO-GMP?
Theo đồ án, thông số nhiệt độ và độ ẩm được chọn theo cấp độ sạch như sau:

• Phòng Cấp B: Nhiệt độ $24^\circ\text{C}$, độ ẩm $50%$.
• Phòng Cấp C: Nhiệt độ $24^\circ\text{C}$, độ ẩm $55%$.
• Phòng Cấp D: Nhiệt độ $24^\circ\text{C}$, độ ẩm $60%$.
• Khu vực làm việc bình thường: Nhiệt độ $26^\circ\text{C}$, độ ẩm $65%$.

3. Thông số khí hậu ngoài trời tại Đà Nẵng được chọn để tính toán phụ tải mùa hè là bao nhiêu?
Theo TCVN 5687:1992 đối với hệ thống điều hòa Cấp I, thông số tính toán ngoài trời vào mùa nóng lấy theo tháng 6 (tháng nóng nhất trong năm tại Đà Nẵng) với nhiệt độ tính toán cực đại $t_N = t_{\max} = 34,5^\circ\text{C}$.

4. Tại sao hệ thống Water Chiller được lựa chọn lắp đặt thay vì hệ thống VRV hay máy lạnh cục bộ?
Hệ thống Water Chiller được chọn vì đáp ứng dải công suất lớn, độ ổn định nhiệt độ cao, mỗi cụm Chiller có từ 3 đến 5 cấp giảm tải giúp điều chỉnh linh hoạt. Đồng thời, hệ thống đường ống nước không bị giới hạn khắt khe về chiều dài và độ chênh cao như ống gas của hệ thống VRV, đáp ứng tốt quy mô mặt bằng rộng lớn của nhà máy dược phẩm.

5. Những phần mềm kỹ thuật nào đã được tác giả ứng dụng trong đồ án?
Đồ án ứng dụng 3 phần mềm kỹ thuật chuyên dụng:

• ASHRAE Duct Fitting Database: Tính toán hệ số trở lực cục bộ và tổn thất áp suất mạng đường ống gió cấp/hồi.
• Pipe Flow Wizard: Tính toán thủy lực, trở lực đường ống và cột áp bơm nước lạnh, bơm nước giải nhiệt.
• Autodesk Revit: Mô hình hóa không gian 3D hệ thống ĐHKK, triển khai bản vẽ mặt bằng tầng kỹ thuật khổ A1 và lập bảng thống kê khối lượng thiết bị, phụ kiện.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Nhật Trường và Nguyễn Hoàng Đức Thịnh đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán tính toán kiểm tra phụ tải nhiệt ẩm cho 142 không gian phòng sạch thuộc nhà máy dược phẩm OSD Danapha Đà Nẵng. Nghiên cứu đã kiểm chứng tính chính xác và độ tin cậy của chu trình máy lạnh Water Chiller, tháp giải nhiệt LVN-1075-C2, 20 cụm xử lý không khí AHU và mạng lưới đường ống phân phối nước - gió theo tiêu chuẩn WHO-GMP và TCVN 5687:1992. Việc ứng dụng thành công các công cụ Pipe Flow Wizard, ASHRAE Fitting Database cùng mô hình BIM Autodesk Revit khẳng định tính ứng dụng thực tiễn cao của đồ án trong việc thiết kế, bóc tách khối lượng và quản lý thi công hệ thống HVAC công nghiệp dược phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY DƯỢC PHẨM OSD KHU CÔNG NGHỆ CAO DANAPHA TẠI KHU CÔNG NGHỆ CAO ĐÀ NẴNG 1.1 Mục đích Giới thiệu sơ lược về nhà máy, các loại thuốc sản xuất của nhà máy. Giới thiệu về phòng sạch và diểm khác nhau giữa điều hòa không khí bình thường với điều hòa không khí cho phòng sạch. Giới thiệu các khái niệm về điều hòa không khí và tính chọn hệ thống điều hòa. Những yếu tố này là quan trọng để đảm bảo môi trường sản xuất dược phẩm đạt tiêu chuẩn cao nhất về sạch sẽ và an toàn, đồng thời đảm bảo chất lượng và hiệu suất của sản phẩm dược phẩm.2 Giới thiệu về dự án 1.1 Tên dự án Nhà máy sản xuất dược phẩm OSD và Trung tâm Nghiên cứu phát triển công nghệ cao Danapha.2 Địa điểm đầu tư Lô đất A22, đường số 3 Khu công nghệ cao Đà Nẵng, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng.3 Chủ đầu tư Công ty Cổ phần Dược Danapha.4 Quy mô đầu tư - Diện tích đất sử dụng: 3,0 hecta 2 - Công suất thiết kế: 1,0 tỷ viên/năm - Sản phẩm đầu ra: Các sản phẩm thuốc viên công nghệ cao của dây chuyền sản xuất thuốc viên OSD được sản xuất theo những công nghệ sau: Công nghệ nano trong sản xuất dược phẩm (Theo Khoản 92 Phụ lục I– Danh mục công nghệ cao được ưu tiên đầu tư phát triển ban hành kèm theo Quyết định số 38/2020/QĐ-TTg ngày 30/12/2020 của Thủ tướng chính phủ).

Công nghệ sản xuất thuốc viên phóng thích có kiểm soát (Theo Khoản 81 Phụ lục I – Danh mục công nghệ cao được ưu tiên đầu tư phát triển ban hành kèm theo Quyết định số 38/2020/QĐ-TTg ngày 30/12/2020 của Thủ tướng chính phủ).5 Quy mô kiến trúc xây dựng: Quy mô dự án: Đầu tư xây dựng 01 nhà máy sản xuất dược phẩm OSD và các hạng mục phụ trợ với tổng diện tích đất xây dựng là 16.500 m2 với tổng diện tích sàn xây dựng là 23500 m2. Nhà xưởng có 02 tầng (Tầng sản xuất và tầng kỹ thuật). Nhà xưởng đảm bảo các tiêu chuẩn về độ sạch theo quy định của EU-GMP.3 Sơ lược về công ty Công ty Cổ phần Dược Danapha được thành lập năm1995 miền trung một trong những doanh nghiệp có lịch sử lâu đời trong ngành dược phẩm Việt Nam qua quá trình phấn đấu bền bỉ và không ngừng phát triển. Từ 1986 – 2006: Hai mươi năm chuyển mình và phát triển.

Từ 1985 đến 1990 là thời kỳ khó khăn nhất của nền kinh tế đất nước. Trong bối cảnh đó, Xí nghiệp vẫn quyết tâm phục hồi sản xuất. Hai giải pháp lớn là đầu tư và tinh giảm biên chế được thực hiện đã giúp sản xuất phục hồi tốt và bắt đầu tăng trưởng liên tục. Tháng 10 năm 1992, Xí nghiệp Liên hợp được tách ra làm hai đơn vị: Công ty Dược phẩm Quảng Nam - Đà Nẵng và Xí nghiệp Dược phẩm Đà Nẵng.

Năm 1997, Xí nghiệp gia nhập Tổng công ty Dược Việt Nam và có tên mới là Xí nghiệp Dược phẩm Trung ương 5 – Đà Nẵng. Năm 2005, Xí nghiệp hoàn tất việc xây dựng nhà xưởng mới với các thiết bị sản xuất, DANAPHA CHẶNG ĐƯỜNG PHÁT TRIỂN kiểm tra chất lượng đầy đủ và tốt nhất. Cũng trong năm này, Xí nghiệp được cấp Chứng chỉ GMP-WHO. (Good Manufacturing Practices - World Health Organization) là một trong những tiêu chuẩn quốc tế cao nhất trong lĩnh vực sản xuất dược phẩm, đảm bảo rằng sản phẩm được sản xuất tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn, hiệu quả và chất lượng cao nhất.

Việc đạt chuẩn GMP-WHO là một bước quan trọng để Danapha có thể cung cấp các sản phẩm dược phẩm chất lượng và đáng tin cậy cho thị trường trong nước và quốc tế.