控制實驗室壓差的方法

發(fā)布時間：2019.05.23 瀏覽次數(shù)：


對于壓差控制系統(tǒng)來說，其所達到的結(jié)果實質(zhì)上是對滲人或滲出空氣的控制，就其控制策略而言可分為被動式和主動式控制。
 
定風(fēng)量（CAV）是一種被動式的控制方法，它使用手動風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，通過簡單的送風(fēng)和排風(fēng)平衡，送風(fēng)比排風(fēng)少（或多）一定的量（余風(fēng)量），來達到所期望的壓差。在選擇定風(fēng)量這樣的控制策略時必須認真的考慮，因為定風(fēng)量系統(tǒng)有突出的局限性。主要有以下幾點：
 
（1）所有時間，設(shè)備必須保持恒定的送風(fēng)量和排風(fēng)量。
 
（2）不能有任何排風(fēng)設(shè)備（如生物安全柜等）增加或減少，靈活性差。未來的擴展會由于系統(tǒng)容量限制而受限。
 
（3）必須按全負荷設(shè)計，要有較大的余量來彌補由于過濾器等造成的送風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)性能的下降，連續(xù)的全負荷運行使能耗極大，因此運行成本非常高。
 
（4）由于風(fēng)機系統(tǒng)、過濾器系統(tǒng)等性能下降或風(fēng)閥位置改變等情況下，系統(tǒng)經(jīng)常要重新進行風(fēng)平衡調(diào)試，需要大量的維護。
 
（5）由于在所有時間都是大風(fēng)量運行，噪音會過高。因此如果不能接受以上的局限性時，就不應(yīng)選取這樣的控制策略。目前，通過在送風(fēng)管和排風(fēng)管上采用壓力無關(guān)型的定風(fēng)量控制裝置（如文丘里閥）的定風(fēng)量系統(tǒng)，在一定程度上可以主動的、動態(tài)的調(diào)節(jié)流量，消除系統(tǒng)靜壓波動造成的對流量的影響，從而保證流量的恒定和控制的穩(wěn)定。
 
變風(fēng)量系統(tǒng)（VAV）是一種主動式的壓力控制策略，它通過電動風(fēng)量調(diào)節(jié)閥連續(xù)不斷的對送風(fēng)量或排風(fēng)量進行調(diào)節(jié)，以保持希望的壓力。主動式的VAV壓力控制方法可以分為兩種：純壓差控制（OP）和余風(fēng)量（又稱為流量追蹤）控制（AV）。
 
純壓差控制方法
 
純壓差控制方法相對而言簡單明了。其控制原理為：壓差傳感器測量室內(nèi)與參照區(qū)域的壓差（OP），與設(shè)定點（即期望的壓差）比較后，控制器根據(jù)偏差按PID調(diào)節(jié)算法對送風(fēng)量（或排風(fēng)量）進行控制，從而達到要求的壓差。可以看出，送風(fēng)量（或排風(fēng)量）是壓差（Δp）、設(shè)定點以及PID常數(shù)（α，β）的函數(shù)。  
 
 實驗室壓差
另外一種相似的壓差控制方法則是根據(jù)伯努利原理，利用一個裝在小管內(nèi)的風(fēng)速探頭，將小管置于潔凈室與參照區(qū)之間的開孔中，由于潔凈室內(nèi)與參照區(qū)的壓力差將使空氣從此小管中流過，管中的風(fēng)速探頭就可傳感潔凈室內(nèi)與參照區(qū)之間的空氣流速，從而根據(jù)伯努利原理利用風(fēng)速計算出潔凈室與參照區(qū)的壓差，根據(jù)此壓差信號，按照上述的方法，控制器對潔凈室的送風(fēng)或排風(fēng)量進行控制，達到所期望的壓差值，這樣的方法稱為“偽壓差”控制方法。  
 
余風(fēng)量（氣流追蹤）控制方法
 
潔凈室的送風(fēng)量與排風(fēng)量之間保持一定的風(fēng)量差（稱為余風(fēng)量），必然會導(dǎo)致潔凈室產(chǎn)生一定的壓差。余風(fēng)量（氣流追蹤）控制即控制系統(tǒng)實時測量風(fēng)量（送風(fēng)和排風(fēng)量）變化，通過調(diào)節(jié)送風(fēng)量或排風(fēng)量，動態(tài)的達到相應(yīng)的風(fēng)量平衡，使送風(fēng)量和排風(fēng)量之間保持恒定的風(fēng)量差，從而維持恒定的壓差。其基本原理見圖2，控制系統(tǒng)利用氣流測量裝置實時測量送風(fēng)量和排風(fēng)量，排風(fēng)量可以在排風(fēng)主管上測量，或如圖中在各個單獨的排風(fēng)上進行測量并求和，控制器據(jù)此調(diào)節(jié)送風(fēng)量，使其追蹤排風(fēng)量的變化，保持一定的余風(fēng)量，從而達到所希望的壓差值。可以看出余風(fēng)量控制是一個開環(huán)控制系統(tǒng)。
 
在這里，余風(fēng)量就是達到所希望壓差時滲人或滲出潔凈室的空氣流量（單位為CFM ）。負的余風(fēng)量即總排風(fēng)量大于總送風(fēng)量，它將導(dǎo)致負壓的產(chǎn)生，而正的余風(fēng)量則是總送風(fēng)量大于總排風(fēng)量，它將導(dǎo)致正壓產(chǎn)生。每半年就應(yīng)該進行對設(shè)定的余風(fēng)量進行校正。  

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