無塵車間壓差控制說明

無塵車間壓差控制說明

壓差的實質是：新風量與排風量+壓差風量之間的平衡
直流系統：新風量=排風量+壓差風量
循環系統：新風量+回風量=回風量+排風量+壓差風量
本質是：新風量=排風量+壓差風量
因此，潔凈室壓差建立的調整,都應體現新風量與排風量+壓差風量之間的平衡。
（1）對直流系統，送入一定的風量，調節排風量至壓差值的建立。
（2）對循環系統，送入一定的風量，一般可按要求調整排風量，然后調節回風量，建立壓差值。
（3）當某些潔凈室無排風時，則調節風量至壓差值的建立。
潔凈室送入風量要求一定，因此不能作為控制的變量。
一、引起潔凈室壓差波動的外擾因素及常用的基本對策如下
（1）HVAC系統阻力變化，主要是過濾器阻力的變化，會引起送風量的變化，影響室內壓差的波動。對其控制較易，只要運行到一定時期后系統阻力變化至一定值時，人工及時調整便可。亦常用在定風量閥控制壓差時，能自動維持送風量不變，亦有采用變速的送風機，以過濾器壓差進行風機轉速控制，維持風量一定。
（2）室外風壓的變化(室外風向及風速等引起)，會影響潔凈室的壓差風量，引起室內壓差的波動。對其控制也較容易。要求：圍護結構及門的氣密性好，潔凈室對室外保持≥10Pa壓差，相鄰潔凈室間保持≥5Pa壓差，當室外風壓對潔凈不利時，尚能維持潔凈室內的一定壓差而不致出現問題。
（3）潔凈室門的啟、閉，會引起潔凈室壓差的波動。門開啟時，兩潔凈室的壓差不能維持，空氣會雙向交換，其交換量與兩室間的空氣溫差有關，亦與人的走動有關，有認為在Δt=0℃，雙門的空氣交換量約為0.19m3/s；Δt=2℃,則達0.24m3/s。為防止反向流的出現，則流經門的空氣速度應大于0.2m/s(ISO 14644-4中提及的維持低壓差時所需的氣流速度)；在工程中，常采用0.25m/s~ 0.5m/s的氣流速度。
對其控制較不容易，需采用閉環控制。在采用定量控制時，須設置緩沖室或氣閘。
（4）潔凈室工藝排風的變化必然帶來壓差的波動，而排風量的變化有時是較大的，此時為不使室內壓差波動，不使引起反向流，需要采用閉環控制。
（5）HVAC系統的啟停以及生物潔凈室薰、蒸、消毒、滅菌所需風閥操作必然引室壓的波動，但這都是在非正常運行過程中暫時出現的，對正常運行并無影響，因此需要在系統的風機、閥門等運行的聯鎖及閥門操作等作規定外，無需在壓差控制系統上作考慮。
潔凈室的壓差控制方式及其系統的選擇應與要求相適應。常用的潔凈室壓差控制方式基本有兩類。一類是所謂的靜態控制，即定風量控制，另一類是以“直接壓力”控制的閉環控制系統以及余壓閥控制。
二、定風量控制方式
1、特點及采用要求
其特點是：在潔凈室門關閉的情況下，使送風(新風+回風)=回風+排風+壓差風量，建立壓差值；除壓差風量外，其余各風量都維持一定。
采用前提是：
（1）排風量要求一定，或至少一段時期內是一定的，以后變化時重新調整。
（2）圍護結構及門要求氣密性好。
（3）采用緩沖室或氣閘，必要時增加其換氣次數，使氣閘較快恢復并保持其要求的潔凈度。它對門開啟時不能保證無反流。
2、定風量控制系統
（1）手動控制
人工調整好壓差值后，鎖定送、回、排等風閥，當系統阻力變化時需再重新調整之。常多用于制藥廠有關潔凈室。
（2）定風量閥控制
是在潔凈室的送風管、回風管及排風管上各設定風量閥，亦有只在送風管、排風管上設置，而回風管上不設，當然以前者為好，但投資更大些。定風量閥為以彈簧及閥體等組成的機械，能對風管內靜壓力的變化由彈簧帶動閥體位移進行補償，使風量維持一定，它對HVAC系統的阻力變化時能自動維持送入風量一定，且風量控制較。目前在隔離病房、、實驗室等用得較多。
3、定風量控制方式的節能措施
（1）為節能定風量閥可以采用雙穩態的，即潔凈室在工作時采用額定風量運行，在不工作時，采用低風量運行以節能，風機可采用雙速或變頻變速風機。雙穩態的設定可以是人工(值班者)設定，亦可以是燈光控制，常在及某些實驗室中采用。
（2）為節能當前某些制藥廠亦有采用回風與局部排風閥關閉，此時聯動回風閥開啟，以等同的風量進行聯鎖倒換，以保持室內壓差。此時，宜采用回風風機并是變速的，排風機亦宜是變速的，都可以以各自風管的靜壓來控制風機的轉速。
4、定風量控制的壓差風量確定
定風量控制時，壓差風量與建筑圍護結構及門等的氣密性有關。

三、閉環控制方式
當前工業潔凈室的閉環控制，常采用“直接壓力”控制，即以室內壓差的維持控制新風或回風或排風作為變量。
閉環控制可以應對：
（1）由排風變化引起的壓力波動。
（2）由于門開著引起的反向流。
（3）以及室外風壓并系統阻力引起的壓力波動。
主要是控制不出現反向流，但對壓力波動會有一定范圍，這對潔凈室已能滿足要求。此控制方式目前常多用于排風變化的潔凈室以及門啟閉頻繁不宜設緩沖室或氣閘的潔凈室。
常用控制系統：
（1）以室內正壓的維持控制新風作為變量
適用于一個HVAC系統對一個潔凈室的情況，控制較直接，當有采用新風機組時，一般宜采用變速風機以實現節能，尤其是新風量變化較大時，對循環風機一般可以定風量運行，不作自動調節。當前電子工業、半導體、集成電路工廠較多的采用這種控制系統。
（2）以室內壓差的維持控制回風作變量
此種系統一般多適用于一個HVAC系統對多個潔凈室的情況，由于風管布置及接管等情況，控制回風較控制新風更易合理實現。一般情況下，送、回風機或單風機可不作自動調節，新風由系統靜壓及風機特性自行平衡風量，當然必要時，采用自動調節閥及風機風量，壓差可更穩定。
（3）以室內壓差的維持控制排風作變量
此種系統較多的用于排風量不變，而對門開啟頻繁為防止門開啟時出現的反向流的控制。特點是送、回風系統可以是定風量運行，一般可不設自動調節風機風量的裝置；排風風機則視情況宜采用變速風機以節能。
（4）獨立正壓送風壓差控制系統
正壓送風系統用于的壓差控制，正壓新風采用過濾后通過調節閥送入各潔凈室，調節閥由室內壓差的維持，調節送入的正壓風量。此系統的正壓風量獨立于HVAC系統的風量，易于控制，尤其是對不工作的，只要送入所需壓差風量的正壓新風外，HVAC系統可不工作。獨立正壓風機宜采用變速風機以達節能的目的。
四、余壓閥控制
余壓閥安裝簡單，低廉，控制的靈敏度也可以。但缺點是：長期使用后關閉會不嚴;破壞室內平潔、光滑表面，多一個積塵處。使用時按HVAC系統可能相當于以室壓維持控制風量或回風量，在控制回風時一般常以走廊作為回風道，要注意交叉污染。
五、潔凈室壓差控制方式及其系統的選擇應與要求相適應
當前對工業潔凈室以及一般（+）壓生物潔凈室而言，視要求采用定風量控制及閉環控制系統。其閉環控制系統一般采用“直接壓力”控制。其HVAC系統的送、回風機或單風機的風量匹配調節的措施為：
（1）對定風量控制系統，基本都采用手動風閥調節。
（2）對閉環控制系統，一般亦采用手動調節，利用系統靜壓及風機特性的自平衡而不設自動風量調節裝置。
（3）風量變化大以及要求高的，亦有采用以靜壓控制相應風閥進行匹配聯動的自動調節或以流量追蹤控制進行風量調節等，但一般采用不多。
相比之下，實驗室、生物安全實驗室等直流系統的負壓控制系統，在當前為節能需進行變風量控制時，往往要求更較可靠、靈敏及快速響應的控制系統，如采用變風量文丘里控制閥以及相應的流量追蹤與“直接壓力”控制相結合的集成系統，以保安全。