44.0工程師分析潔凈室壓差控制

潔凈室為什么要進(jìn)行壓差控制

潔凈室壓差控制的作用：保證潔凈室在正常工作或空氣平衡暫時(shí)受到破壞時(shí),潔凈室的潔凈度免受鄰室的污染或污染鄰室。

非單向流潔凈室與相通鄰室的靜壓差值應(yīng)當(dāng)怎樣確定？單向流潔凈室呢？為什么二者的數(shù)值大小不同？

不同等級(jí)的潔凈室以及潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的壓差應(yīng)不小于5Pa，潔凈區(qū)與室外的壓差不小于10Pa。

潔凈室壓差控制的基本原理是什么？可以用什么方法實(shí)現(xiàn)壓差控制？

原理是控制送風(fēng)量、回風(fēng)量和排風(fēng)量。

回風(fēng)口控制   余壓閥控制   調(diào)節(jié)回風(fēng)閥或排風(fēng)閥   差壓變送器控制

調(diào)節(jié)新風(fēng)閥

潔凈室壓差控制方法選擇及討論  

1 壓差的建立

    潔凈室的送入風(fēng)量與排出風(fēng)量+壓差風(fēng)量（余風(fēng)量）之間達(dá)到平衡便建立壓差，這里的排出風(fēng)量包括：需排往室外的排風(fēng)量及回風(fēng)量。

    對(duì)直流系統(tǒng)是，新風(fēng)量=排風(fēng)量+壓差風(fēng)量
    對(duì)循環(huán)系統(tǒng)是，新風(fēng)量+回風(fēng)量=回風(fēng)量+排風(fēng)量+壓差風(fēng)量

所以歸根到底，壓差的實(shí)質(zhì)是：新風(fēng)量=排風(fēng)量+壓差風(fēng)量

    因此，潔凈室壓差建立的調(diào)整，都應(yīng)體現(xiàn)新風(fēng)量與排風(fēng)量+壓差風(fēng)量之間的平衡：

    （1）對(duì)直流系統(tǒng)，送入一定的風(fēng)量，調(diào)節(jié)排風(fēng)量至壓差值的建立；

    （2）對(duì)循環(huán)系統(tǒng)， 送入一定的風(fēng)量， 一般可按要求調(diào)整排風(fēng)量，然后調(diào)節(jié)回風(fēng)量，建立壓差值；

    （3）當(dāng)某些潔凈室無(wú)單獨(dú)排風(fēng)量，則調(diào)節(jié)回風(fēng)量至壓差值的建立。

    潔凈室送入風(fēng)量要求一定，因此不能作為控制的變量。但對(duì)有的生物安全等實(shí)驗(yàn)室而言，不要求保持潔凈室級(jí)別的一定，送風(fēng)設(shè)過(guò)濾器，主要是為了延長(zhǎng)排風(fēng)過(guò)濾器的使用壽命，因此送風(fēng)量可作為壓差控制的變量。

2 潔凈室壓差的外擾因素及基本對(duì)策

    引起潔凈室壓差波動(dòng)的外擾因素及常用的基本對(duì)策如下：

    （1）HVAC系統(tǒng)阻力變化，主要是過(guò)濾器阻力的變化，會(huì)引起送風(fēng)量的變化，影響室內(nèi)壓差的波動(dòng)。

    對(duì)其控制較易，只要運(yùn)行到一定時(shí)期后系統(tǒng)阻力變化至一定值時(shí)，人工及時(shí)調(diào)整便可。亦常在用定風(fēng)量閥控制壓差時(shí)，能自動(dòng)維持送風(fēng)量不變，亦有采用變速的送風(fēng)機(jī)，以過(guò)濾器壓差或以實(shí)際送風(fēng)量與設(shè)定送風(fēng)量之差進(jìn)行風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制，維持風(fēng)量一定。

    （2）室外風(fēng)壓的變化（室外風(fēng)向及風(fēng)速等引起），會(huì)影響潔凈室的壓差風(fēng)量，引起室內(nèi)壓差的波動(dòng)。

    對(duì)其控制也較容易，要求： 圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門(mén)等的氣密性好；潔凈室對(duì)室外保持≥10Pa壓差，相鄰潔凈室間保持≥5Pa壓差，建立必要的壓差梯度當(dāng)室外風(fēng)壓對(duì)潔凈室zui不利時(shí)，尚能維持潔凈室內(nèi)的一定壓差而不致出現(xiàn)問(wèn)題。

    （3）潔凈室門(mén)的啟、閉，會(huì)引起潔凈室壓差的波動(dòng)。

    門(mén)開(kāi)啟時(shí)，兩潔凈室的壓差不能維持，空氣會(huì)雙向交換，其交換量與兩室間的空氣溫差有關(guān)，亦與人的走動(dòng)以送、回風(fēng)口與門(mén)的相對(duì)位置等有關(guān)，國(guó)外有研究認(rèn)為，在門(mén)兩側(cè)潔凈室的溫差△t=0℃，雙開(kāi)門(mén)的空氣交換量約為0.19m3/s；△t=2℃，則達(dá)0.24m3/s。

    為防止反向流的出現(xiàn)，則流經(jīng)門(mén)的空氣速度應(yīng)>0.2m/s（ISO 14644-4中提及的維持低壓差時(shí)所需的氣流速度）；在工程中，國(guó)外常采用0.25m/s～0.5m/s的氣流速度。

    圖1為國(guó)外有關(guān)研究的資料[1] ——門(mén)開(kāi)著時(shí)，所需的隔離風(fēng)量亦即所需流經(jīng)門(mén)的風(fēng)量，在此風(fēng)量下才能保持低壓差而無(wú)反向流出現(xiàn)。

圖1 門(mén)開(kāi)著時(shí)的隔離風(fēng)量

    對(duì)其控制較不容易，需采用閉環(huán)控制。在采用定風(fēng)量控制時(shí)，常須采用設(shè)置緩沖室或氣閘來(lái)處理。

    （4）潔凈室工藝排風(fēng)的變化必然帶來(lái)壓差的波動(dòng)，而排風(fēng)量的變化有時(shí)是較大的，此時(shí)為不使室內(nèi)壓差波動(dòng)，不使引起反向流，需要采用閉環(huán)控制。

    （5）HVAC系統(tǒng)的啟停以及生物潔凈室薰、蒸、消毒、滅菌所需風(fēng)閥操作必然引起室壓的波動(dòng)，但這都是在非正常運(yùn)行過(guò)程中暫時(shí)出現(xiàn)的，對(duì)正常運(yùn)行并無(wú)影響，因此需要在系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、閥門(mén)等運(yùn)行的聯(lián)鎖及閥門(mén)操作等作規(guī)定外，無(wú)需在壓差控制系統(tǒng)上作考慮。

3 潔凈室壓差控制方法的選擇及討論

    當(dāng)前，潔凈室常用的壓差控制方法基本是兩類。一類是所謂的靜態(tài)控制，即定風(fēng)量控制，另一類是所謂的動(dòng)態(tài)控制，即是以“直接壓力”控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)以及余壓閥控制。