無塵車間壓差控制說明

壓差的實質(zhì)是：新風(fēng)量與排風(fēng)量+壓差風(fēng)量之間的平衡
直流系統(tǒng)：新風(fēng)量=排風(fēng)量+壓差風(fēng)量
循環(huán)系統(tǒng)：新風(fēng)量+回風(fēng)量=回風(fēng)量+排風(fēng)量+壓差風(fēng)量
本質(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)某些潔凈室無排風(fēng)時，則調(diào)節(jié)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。
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(tǒng)阻力變化，主要是過濾器阻力的變化，會引起送風(fēng)量的變化，影響室內(nèi)壓差的波動。對其控制較易，只要運行到一定時期后系統(tǒng)阻力變化至一定值時，人工及時調(diào)整便可。亦常用在定風(fēng)量閥控制壓差時，能自動維持送風(fēng)量不變，亦有采用變速的送風(fēng)機，以過濾器壓差進行風(fēng)機轉(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)，會影響潔凈室的壓差風(fēng)量，引起室內(nèi)壓差的波動。對其控制也較容易。要求：圍護結(jié)構(gòu)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(dāng)室外風(fēng)壓對潔凈不利時，尚能維持潔凈室內(nèi)的一定壓差而不致出現(xiàn)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(guān)，亦與人的走動有關(guān)，有認(rèn)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(xiàn)，則流經(jīng)門的空氣速度應(yīng)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(huán)控制。在采用定量控制時，須設(shè)置緩沖室或氣閘。
（4）潔凈室工藝排風(fēng)的變化必然帶來壓差的波動，而排風(fēng)量的變化有時是較大的，此時為不使室內(nèi)壓差波動，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)閥操作必然引室壓的波動，但這都是在非正常運行過程中暫時出現(xiàn)的，對正常運行并無影響，因此需要在系統(tǒng)的風(fēng)機、閥門等運行的聯(lián)鎖及閥門操作等作規(guī)定外，無需在壓差控制系統(tǒng)上作考慮。
潔凈室的壓差控制方式及其系統(tǒng)的選擇應(yīng)與要求相適應(yīng)。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(tài)控制，即定風(fēng)量控制，另一類是以“直接壓力”控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)以及余壓閥控制。
二、定風(fēng)量控制方式
1、特點及采用要求
其特點是：在潔凈室門關(guān)閉的情況下，使送風(fēng)(新風(fēng)+回風(fēng))=回風(fēng)+排風(fēng)+壓差風(fēng)量，建立壓差值；除壓差風(fēng)量外，其余各風(fēng)量都維持一定。
采用前提是：
（1）排風(fēng)量要求一定，或至少一段時期內(nèi)是一定的，以后變化時重新調(diào)整。
（2）圍護結(jié)構(gòu)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(shù)，使氣閘較快恢復(fù)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(fēng)量控制系統(tǒng)
（1）手動控制
人工調(diào)整好壓差值后，鎖定送、回、排等風(fēng)閥，當(dāng)系統(tǒng)阻力變化時需再重新調(diào)整之。常多用于制藥廠有關(guān)潔凈室。
（2）定風(fēng)量閥控制
是在潔凈室的送風(fēng)管、回風(fēng)管及排風(fēng)管上各設(shè)定風(fēng)量閥，亦有只在送風(fēng)管、排風(fēng)管上設(shè)置，而回風(fēng)管上不設(shè)，當(dāng)然以前者為好，但投資更大些。定風(fēng)量閥為以彈簧及閥體等組成的機械，能對風(fēng)管內(nèi)靜壓力的變化由彈簧帶動閥體位移進行補償，使風(fēng)量維持一定，它對HVAC系統(tǒng)的阻力變化時能自動維持送入風(fēng)量一定，且風(fēng)量控制較。目前在隔離病房、手術(shù)室、實驗室等用得較多。
3、定風(fēng)量控制方式的節(jié)能措施
（1）為節(jié)能定風(fēng)量閥可以采用雙穩(wěn)態(tài)的，即潔凈室在工作時采用額定風(fēng)量運行，在不工作時，采用低風(fēng)量運行以節(jié)能，風(fēng)機可采用雙速或變頻變速風(fēng)機。雙穩(wěn)態(tài)的設(shè)定可以是人工(值班者)設(shè)定，亦可以是燈光控制，常在手術(shù)室及某些實驗室中采用。
（2）為節(jié)能當(dāng)前某些制藥廠亦有采用回風(fēng)與局部排風(fēng)閥關(guān)閉，此時聯(lián)動回風(fēng)閥開啟，以等同的風(fēng)量進行聯(lián)鎖倒換，以保持室內(nèi)壓差。此時，宜采用回風(fēng)風(fēng)機并是變速的，排風(fēng)機亦宜是變速的，都可以以各自風(fēng)管的靜壓來控制風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。
4、定風(fēng)量控制的壓差風(fēng)量確定
定風(fēng)量控制時，壓差風(fēng)量與建筑圍護結(jié)構(gòu)及門等的氣密性有關(guān)。

三、閉環(huán)控制方式
當(dāng)前工業(yè)潔凈室的閉環(huán)控制，常采用“直接壓力”控制，即以室內(nèi)壓差的維持控制新風(fēng)或回風(fēng)或排風(fēng)作為變量。
閉環(huán)控制可以應(yīng)對：
（1）由排風(fēng)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(fēng)壓并系統(tǒng)阻力引起的壓力波動。
主要是控制不出現(xiàn)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(fēng)變化的潔凈室以及門啟閉頻繁不宜設(shè)緩沖室或氣閘的潔凈室。
常用控制系統(tǒng)：
（1）以室內(nèi)正壓的維持控制新風(fēng)作為變量
適用于一個HVAC系統(tǒng)對一個潔凈室的情況，控制較直接，當(dāng)有采用新風(fēng)機組時，一般宜采用變速風(fēng)機以實現(xiàn)節(jié)能，尤其是新風(fēng)量變化較大時，對循環(huán)風(fēng)機一般可以定風(fēng)量運行，不作自動調(diào)節(jié)。當(dāng)前電子工業(yè)、半導(dǎo)體、集成電路工廠較多的采用這種控制系統(tǒng)。
（2）以室內(nèi)壓差的維持控制回風(fēng)作變量
此種系統(tǒng)一般多適用于一個HVAC系統(tǒng)對多個潔凈室的情況，由于風(fēng)管布置及接管等情況，控制回風(fēng)較控制新風(fēng)更易合理實現(xiàn)。一般情況下，送、回風(fēng)機或單風(fēng)機可不作自動調(diào)節(jié)，新風(fēng)由系統(tǒng)靜壓及風(fēng)機特性自行平衡風(fēng)量，當(dāng)然必要時，采用自動調(diào)節(jié)閥及風(fēng)機風(fēng)量，壓差可更穩(wěn)定。
（3）以室內(nèi)壓差的維持控制排風(fēng)作變量
此種系統(tǒng)較多的用于排風(fēng)量不變，而對門開啟頻繁為防止門開啟時出現(xiàn)的反向流的控制。特點是送、回風(fēng)系統(tǒng)可以是定風(fēng)量運行，一般可不設(shè)自動調(diào)節(jié)風(fēng)機風(fēng)量的裝置；排風(fēng)風(fēng)機則視情況宜采用變速風(fēng)機以節(jié)能。
（4）獨立正壓送風(fēng)壓差控制系統(tǒng)
正壓送風(fēng)系統(tǒng)用于手術(shù)室的壓差控制，正壓新風(fēng)采用二級過濾后通過調(diào)節(jié)閥送入各潔凈室，調(diào)節(jié)閥由室內(nèi)壓差的維持，調(diào)節(jié)送入的正壓風(fēng)量。此系統(tǒng)的正壓風(fēng)量獨立于HVAC系統(tǒng)的風(fēng)量，易于控制，尤其是對不工作的手術(shù)室，只要送入所需壓差風(fēng)量的正壓新風(fēng)外，HVAC系統(tǒng)可不工作。獨立正壓風(fēng)機宜采用變速風(fēng)機以達節(jié)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(guān)閉會不嚴(yán);破壞室內(nèi)平潔、光滑表面，多一個積塵處。使用時按HVAC系統(tǒng)可能相當(dāng)于以室壓維持控制風(fēng)量或回風(fēng)量，在控制回風(fēng)時一般常以走廊作為回風(fēng)道，要注意交叉污染。
五、潔凈室壓差控制方式及其系統(tǒng)的選擇應(yīng)與要求相適應(yīng)
當(dāng)前對工業(yè)潔凈室以及一般（+）壓生物潔凈室而言，視要求采用定風(fēng)量控制及閉環(huán)控制系統(tǒng)。其閉環(huán)控制系統(tǒng)一般采用“直接壓力”控制。其HVAC系統(tǒng)的送、回風(fēng)機或單風(fēng)機的風(fēng)量匹配調(diào)節(jié)的措施為：
（1）對定風(fēng)量控制系統(tǒng)，基本都采用手動風(fēng)閥調(diào)節(jié)。
（2）對閉環(huán)控制系統(tǒng)，一般亦采用手動調(diào)節(jié)，利用系統(tǒng)靜壓及風(fēng)機特性的自平衡而不設(shè)自動風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置。
（3）風(fēng)量變化大以及要求高的，亦有采用以靜壓控制相應(yīng)風(fēng)閥進行匹配聯(lián)動的自動調(diào)節(jié)或以流量追蹤控制進行風(fēng)量調(diào)節(jié)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(tǒng)的負壓控制系統(tǒng)，在當(dāng)前為節(jié)能需進行變風(fēng)量控制時，往往要求更較可靠、靈敏及快速響應(yīng)的控制系統(tǒng)，如采用變風(fēng)量文丘里控制閥以及相應(yīng)的流量追蹤與“直接壓力”控制相結(jié)合的集成系統(tǒng)，以保安全。