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工程师分析洁净室压差控制
发布时间:2012-09-28   点击次数:1873次

洁净室为什么要进行压差控制

洁净室压差控制的作用:保证洁净室在正常工作或空气平衡暂时受到破坏时,洁净室的洁净度免受邻室的污染或污染邻室。
非单向流洁净室与相通邻室的静压差值应当怎样确定?单向流洁净室呢?为什么二者的数值大小不同?

目的
非单向流洁净室&任何相通的相差一级的邻室
非单向流洁净室&任何相通相差一以上级的邻室
单向流洁净室与任何相通的邻室
洁净室与室外(或与室外相通的房间)
一般
5
5~10
5~10
15
严格
5
40或
对缓冲室5
10或
对缓冲室5
对缓冲室10
无菌洁净室
5
对缓冲室5
对缓冲室5
对缓冲室10

不同等级的洁净室以及洁净区与非洁净区之间的压差应不小于5Pa,洁净区与室外的压差不小于10Pa。
洁净室压差控制的基本原理是什么?可以用什么方法实现压差控制?
原理是控制送风量、回风量和排风量。
回风口控制   余压阀控制   调节回风阀或排风阀   差压变送器控制
调节新风阀
洁净室压差控制方法选择及讨论  
1 压差的建立
    洁净室的送入风量与排出风量+压差风量(余风量)之间达到平衡便建立压差,这里的排出风量包括:需排往室外的排风量及回风量。
    对直流系统是,新风量=排风量+压差风量
    对循环系统是,新风量+回风量=回风量+排风量+压差风量
所以归根到底,压差的实质是:新风量=排风量+压差风量
    因此,洁净室压差建立的调整,都应体现新风量与排风量+压差风量之间的平衡:
    (1)对直流系统,送入一定的风量,调节排风量至压差值的建立;
    (2)对循环系统, 送入一定的风量, 一般可按要求调整排风量,然后调节回风量,建立压差值;
    (3)当某些洁净室无单独排风量,则调节回风量至压差值的建立。
    洁净室送入风量要求一定,因此不能作为控制的变量。但对有的生物安全等实验室而言,不要求保持洁净室级别的一定,送风设过滤器,主要是为了延长排风过滤器的使用寿命,因此送风量可作为压差控制的变量。

2 洁净室压差的外扰因素及基本对策
    引起洁净室压差波动的外扰因素及常用的基本对策如下:
    (1)HVAC系统阻力变化,主要是过滤器阻力的变化,会引起送风量的变化,影响室内压差的波动。
    对其控制较易,只要运行到一定时期后系统阻力变化至一定值时,人工及时调整便可。亦常在用定风量阀控制压差时,能自动维持送风量不变,亦有采用变速的送风机,以过滤器压差或以实际送风量与设定送风量之差进行风机转速控制,维持风量一定。
    (2)室外风压的变化(室外风向及风速等引起),会影响洁净室的压差风量,引起室内压差的波动。
    对其控制也较容易,要求: 围护结构及门等的气密性好;洁净室对室外保持≥10Pa压差,相邻洁净室间保持≥5Pa压差,建立必要的压差梯度当室外风压对洁净室zui不利时,尚能维持洁净室内的一定压差而不致出现问题。
    (3)洁净室门的启、闭,会引起洁净室压差的波动。
    门开启时,两洁净室的压差不能维持,空气会双向交换,其交换量与两室间的空气温差有关,亦与人的走动以送、回风口与门的相对位置等有关,国外有研究认为,在门两侧洁净室的温差△t=0℃,双开门的空气交换量约为0.19m3/s;△t=2℃,则达0.24m3/s。
    为防止反向流的出现,则流经门的空气速度应>0.2m/s(ISO 14644-4中提及的维持低压差时所需的气流速度);在工程中,国外常采用0.25m/s~0.5m/s的气流速度。
    图1为国外有关研究的资料[1] ——门开着时,所需的隔离风量亦即所需流经门的风量,在此风量下才能保持低压差而无反向流出现。
图1 门开着时的隔离风量
    对其控制较不容易,需采用闭环控制。在采用定风量控制时,常须采用设置缓冲室或气闸来处理。
    (4)洁净室工艺排风的变化必然带来压差的波动,而排风量的变化有时是较大的,此时为不使室内压差波动,不使引起反向流,需要采用闭环控制。
    (5)HVAC系统的启停以及生物洁净室薰、蒸、消毒、灭菌所需风阀操作必然引起室压的波动,但这都是在非正常运行过程中暂时出现的,对正常运行并无影响,因此需要在系统的风机、阀门等运行的联锁及阀门操作等作规定外,无需在压差控制系统上作考虑。

3 洁净室压差控制方法的选择及讨论
    当前,洁净室常用的压差控制方法基本是两类。一类是所谓的静态控制,即定风量控制,另一类是所谓的动态控制,即是以“直接压力”控制的闭环控制系统以及余压阀控制。
 
 
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