工程师分析洁净室压差控制方法

工程师分析洁净室压差控制

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？

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。