無(wú)塵車(chē)間壓差控制說(shuō)明

壓差的實(shí)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：新風(fēng)量=排風(fēng)量+壓差風(fēng)量
循環(huán)系統：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整,都應體現新風(fēng)量與排風(fēng)量+壓差風(fēng)量之間的平衡。
（1）對直流系統，送入一定的風(fēng)量，調節排風(fēng)量至壓差值的建立。
（2）對循環(huán)系統，送入一定的風(fēng)量，一般可按要求調整排風(fēng)量，然后調節回風(fēng)量，建立壓差值。
（3）當某些潔凈室無(wú)排風(fēng)時(shí)，則調節風(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(dòng)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(guò)濾器阻力的變化，會(huì )引起送風(fēng)量的變化，影響室內壓差的波動(dòng)。對其控制較易，只要運行到一定時(shí)期后系統阻力變化至一定值時(shí)，人工及時(shí)調整便可。亦常用在定風(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，以過(guò)濾器壓差進(jìn)行風(fēng)機轉速控制，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，引起室內壓差的波動(dòng)。對其控制也較容易。要求：圍護結構及門(mén)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(fēng)壓對潔凈不利時(shí)，尚能維持潔凈室內的一定壓差而不致出現問(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)有關(guān)，有認為在Δt=0℃，雙門(mén)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(jīng)門(mén)的空氣速度應大于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，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(shí)，須設置緩沖室或氣閘。
（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(dòng)，但這都是在非正常運行過(guò)程中暫時(shí)出現的，對正常運行并無(wú)影響，因此需要在系統的風(fēng)機、閥門(mén)等運行的聯(lián)鎖及閥門(mén)操作等作規定外，無(wú)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(lèi)。一類(lèi)是所謂的靜態(tài)控制，即定風(fēng)量控制，另一類(lèi)是以“直接壓力”控制的閉環(huán)控制系統以及余壓閥控制。
二、定風(fēng)量控制方式
1、特點(diǎn)及采用要求
其特點(diǎn)是：在潔凈室門(mén)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(shí)期內是一定的，以后變化時(shí)重新調整。
（2）圍護結構及門(mén)要求氣密性好。
（3）采用緩沖室或氣閘，必要時(shí)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(mén)開(kāi)啟時(shí)不能保證無(wú)反流。
2、定風(fēng)量控制系統
（1）手動(dòng)控制
人工調整好壓差值后，鎖定送、回、排等風(fēng)閥，當系統阻力變化時(shí)需再重新調整之。常多用于制藥廠(chǎng)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)管上各設定風(fēng)量閥，亦有只在送風(fēng)管、排風(fēng)管上設置，而回風(fēng)管上不設，當然以前者為好，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)管內靜壓力的變化由彈簧帶動(dòng)閥體位移進(jìn)行補償，使風(fēng)量維持一定，它對HVAC系統的阻力變化時(shí)能自動(dòng)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(shí)驗室等用得較多。
3、定風(fēng)量控制方式的節能措施
（1）為節能定風(fēng)量閥可以采用雙穩態(tài)的，即潔凈室在工作時(shí)采用額定風(fēng)量運行，在不工作時(shí)，采用低風(fēng)量運行以節能，風(fēng)機可采用雙速或變頻變速風(fēng)機。雙穩態(tài)的設定可以是人工(值班者)設定，亦可以是燈光控制，常在手術(shù)室及某些實(shí)驗室中采用。
（2）為節能當前某些制藥廠(chǎng)亦有采用回風(fēng)與局部排風(fēng)閥關(guān)閉，此時(shí)聯(lián)動(dòng)回風(fēng)閥開(kāi)啟，以等同的風(fēng)量進(jìn)行聯(lián)鎖倒換，以保持室內壓差。此時(shí)，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(lái)控制風(fēng)機的轉速。
4、定風(fēng)量控制的壓差風(fēng)量確定
定風(fēng)量控制時(shí)，壓差風(fēng)量與建筑圍護結構及門(mén)等的氣密性有關(guān)。

三、閉環(huán)控制方式
當前工業(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)控制可以應對：
（1）由排風(fēng)變化引起的壓力波動(dòng)。
（2）由于門(mén)開(kāi)著(zhù)引起的反向流。
（3）以及室外風(fēng)壓并系統阻力引起的壓力波動(dòng)。
主要是控制不出現反向流，但對壓力波動(dòng)會(huì )有一定范圍，這對潔凈室已能滿(mǎn)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(mén)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(fēng)作為變量
適用于一個(gè)HVAC系統對一個(gè)潔凈室的情況，控制較直接，當有采用新風(fēng)機組時(shí)，一般宜采用變速風(fēng)機以實(shí)現節能，尤其是新風(fēng)量變化較大時(shí)，對循環(huán)風(fēng)機一般可以定風(fēng)量運行，不作自動(dòng)調節。當前電子工業(yè)、半導體、集成電路工廠(chǎng)較多的采用這種控制系統。
（2）以室內壓差的維持控制回風(fēng)作變量
此種系統一般多適用于一個(gè)HVAC系統對多個(gè)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(shí)現。一般情況下，送、回風(fēng)機或單風(fēng)機可不作自動(dòng)調節，新風(fēng)由系統靜壓及風(fēng)機特性自行平衡風(fēng)量，當然必要時(shí)，采用自動(dòng)調節閥及風(fēng)機風(fēng)量，壓差可更穩定。
（3）以室內壓差的維持控制排風(fēng)作變量
此種系統較多的用于排風(fēng)量不變，而對門(mén)開(kāi)啟頻繁為防止門(mén)開(kāi)啟時(shí)出現的反向流的控制。特點(diǎn)是送、回風(fēng)系統可以是定風(fēng)量運行，一般可不設自動(dòng)調節風(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)機以節能。
（4）獨立正壓送風(fēng)壓差控制系統
正壓送風(fēng)系統用于手術(shù)室的壓差控制，正壓新風(fēng)采用二級過(guò)濾后通過(guò)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(fēng)量。此系統的正壓風(fēng)量獨立于HVAC系統的風(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系統可不工作。獨立正壓風(fēng)機宜采用變速風(fēng)機以達節能的目的。
四、余壓閥控制
余壓閥安裝簡(jiǎn)單，低廉，控制的靈敏度也可以。但缺點(diǎn)是：長(cháng)期使用后關(guān)閉會(huì )不嚴;破壞室內平潔、光滑表面，多一個(gè)積塵處。使用時(shí)按HVAC系統可能相當于以室壓維持控制風(fēng)量或回風(fēng)量，在控制回風(fēng)時(shí)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的選擇應與要求相適應
當前對工業(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。其閉環(huán)控制系統一般采用“直接壓力”控制。其HVAC系統的送、回風(fēng)機或單風(fēng)機的風(fēng)量匹配調節的措施為：
（1）對定風(fēng)量控制系統，基本都采用手動(dòng)風(fēng)閥調節。
（2）對閉環(huán)控制系統，一般亦采用手動(dòng)調節，利用系統靜壓及風(fēng)機特性的自平衡而不設自動(dòng)風(fēng)量調節裝置。
（3）風(fēng)量變化大以及要求高的，亦有采用以靜壓控制相應風(fēng)閥進(jìn)行匹配聯(lián)動(dòng)的自動(dòng)調節或以流量追蹤控制進(jìn)行風(fēng)量調節等，但一般采用不多。
相比之下，實(shí)驗室、生物安全實(shí)驗室等直流系統的負壓控制系統，在當前為節能需進(jìn)行變風(fēng)量控制時(shí)，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(fēng)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。