洁净室的压差控制方式及其系统的选择应与要求相适应。
常用的洁净室压差控制方式基本是两类。一类是所谓的静态控制,即定风量控制,另一类是以“直接压力”控制的闭环控制系统以及余压阀控制。
一、定风量控制方式
(一)特点及采用要求
其特点是:在洁净室门关闭情况下,使送风(新风+回风) =回风+排风+压差风量,建立压差值;除压差风量外,其余各风量都维持一定。
采用前提是:
(1)排风量要求一定,或至少一段时期内是一定的,以后变化时重新调整之;
(2)围护结构及门要求气密性好;
(3)采用缓冲室或气闸,必要时增加其换气次数,使气闸较快恢复并保持其要求的洁净度。它对门开启时不能保证无反向流。
(二)定风量控制系统
定风量控制有二种系统:
(1)手动控制
人工调整好压差值后,锁定送、回、排等风阀,当系统阻力变化时需再重新调整之。常多用于制药厂有关洁净室。
(2)定风量阀控制
基本的是在洁净室的送风管、回风管及排风管上各设定风量阀,亦有只在送风管、排风管上设置,而回风管上不设,当然以前者为好,但投资更大些。
定风量阀为以弹簧及阀体等组成的机械,能对风管内静压力的变化由弹簧带动阀体位移进行补偿,使风量维持一定,它对HVAC系统的阻力变化时能自动维持送入风量一定,且风量控制较准确。目前在隔离病房、手术室、实验室等用得较多。
(三)定风量控制方式的节能措施
(1)为节能定风量阀可以采用双稳态的,即洁净室在工作时采用额定风量运行,在不工作时,采用低风量运行以节能,风机可采用双速或变频变速风机。双稳态的设定可以是人工(值班者)设定,亦可以是灯光控制。常在手术室及某些实验室中采用。
(2)为节能,当前某些制药厂亦有采用回风与局部排风相联锁(一开一关)以维持室内压差。如室内通风柜或设备的局部排风不工作时,排风阀关闭,此时联动回风阀开启,以同等的风量进行联锁倒换,以保持室内压差。此时,宜采用回风风机并是变速的,排风机亦宜是变速的,都可以以各自风管的静压来控制风机的转速。
(四)定风量控制的压差风量确定
定风量控制时,压差风量与建筑围护结构及门等的气密性有关。基本理论公式是:Q=μA√(2△p÷ρ)m3/s
μ—流量系数
A—有效缝隙面积m2
ρ—空气密度
△P—压差Pa
根据试验归纳的抽象算式(按单位缝隙长度)
Q= a△Pb m3/m-8
a,b—与气密性有关的系数。
以上公式、算式是难于应用的。在工程上主要是按试验或实践经验来处理。国内较推荐的是:
(1)换气次数法
1~2h-1( △P =5Pa)
2~4h-1 ( △P =10Pa)
适用于工业洁净室,洁净室面积较大者。
(2)缝隙法
Q=a·z(qL) m3/h
a—1.1~1.2安全系数,视围护结构气密性确定。
q—单位长度缝隙的渗漏量(某压差值时) m3/h·m
二、闭环控制方式
当前工业洁净室的闭环控制,常采用“直接压力”控制,即以室内压差的维持控制新风或回风或排风作为变量。
闭环控制可以应对:
(1)由排风变化引起的压力波动。
(2)由于门开着引起的反向流。
(3)以及室外风压并系统阻力引起的压力波动。
它主要是控制不出现反向流,但对压力波动会有一定范围,这对洁净室已能满足要求。此控制方式,目前常多用于排风变化的洁净室以及门启闭频繁不宜设缓冲室或气闸的洁净室。
(一)常用控制系统
(1)以室内正压的维持控制新风作为变量。
它适用于一个HVAC系统对一个洁净室的情况,控制较直接,当有采用新风机组时,一般宜采用变速风机以实现节能,尤其是新风量变化较大时。对循环风机般可以定风量运行,不作自动调节。当前电子工业、半导体、集成电路工厂较多的采用这种控制系统。
(2)以室内压差的维持控制回风作变量。
一般多适用于一个HVAC系统对多个洁净室的情况,由于风管布置及接管等情况,控制回风较控制新风更易合理实现。一般情况下,送、回风机或单风机可不作自动调节,新风由系统静乐及风机特性自行平衡风量,当然必要时,采用自动调节新风阀及风机风量,压差可更稳定。
(3)以室内压差的维持控制排风作变量。
较多的用于排风量不变,而对门开启频繁为防止门开启时出现的反向流的控制。它的特点是送、回风系统可以是定风量运行,一般可不设自动调节风机风量的装置;排风风机则视情况宜采用变速风机以节能。
(4)独立正压送风压差控制系统
主要用于手术室的压差挖制,正压新风采用二级过滤后通过调节阀送入各洁净室,调节阀由室内压差的维持,调节送入的正压风量。此系统的正压风量完全独立于HVAC系统的风量,易于控制,尤其是对不工作的手术室,只要送入所需压差风量的正压新风外,HVAC系统可不工作。独立正压风机宜采用变速风机以达节能的目的。
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