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淨化空(kōng)調係統的室內壓差控製-穩定性與響應速度

更新時間:2014-03-06  |  點擊率:2764

一般建(jiàn)築技術構成的房間,它能夠達到的控製壓差約為2. 5Pa,對於測量來說(shuō)這是一個非常小的(de)壓差(chà)(信號),同樣對於測量傳感器的校正來說也是非常困難的。由於門的開關、生物安(ān)全櫃調節門的移動、人員的運動等很多因素造成的擾動(噪(zào)聲)約可(kě)達到25Pa。因此對於純壓(yā)差(chà)控製而言,其測量(liàng)信號與(yǔ)噪聲之比(bǐ)為1:10。這樣的情形就如同測量一個湖泊的液位,要求精度在1厘米,而湖泊的波浪卻有10厘米高(gāo),如果希望得到的測量(liàng)值,就需要很長的時間來平均波峰和波穀。在(zài)這樣的(de)情況下,如果希望快速的響應就不可能保證精度,精(jīng)度與速度(或響應時間)是矛盾的。
對於純壓差控製係統,響應時間一般要求在數分(fèn)鍾以內。因此,很多這樣的控(kòng)製係統都是犧(xī)牲穩定性來(lái)達到響應時間的(de)要求,它在達到穩定控製之前需要在設定點附近波動相當長的時間。不幸的是,係統達到穩定控製的時間往(wǎng)往比(bǐ)擾動發生的頻率長,因此(cǐ)係統可(kě)能整天都在波動,直到人員下班、工作(zuò)結束,不再有擾(rǎo)動發生,係統才能夠達到穩定狀態。       
對於“偽壓差”控製係統,其測量對象是空氣流(liú)速,它相對於純壓差控製更穩定、更快速一些,因為流速信號和(hé)噪音信號是與動壓的開平方成(chéng)比例關係,它大約能夠把(bǎ)信號與噪聲比提高到1:3。可以看出,測量對象的簡(jiǎn)單(dān)改變就可以大大改善係統的J性能。然而(ér),即便如此,噪音依然達到了信號的3倍,當擾動發生後,控製(zhì)係統仍需要超過(guò)60秒以(yǐ)上的時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定輸出。需要注意的是,由於測量氣流速度需要在房間與參照區域開孔,因此這樣的控製係統對於很多場合的應用是不允(yǔn)許的,例如對潔淨度有較高要求的場合,或高等級的生物安全實驗室也不應(yīng)使用。
對於壓差和“偽壓差”係統來說,在某些(xiē)條件下會造成嚴重的壓力問題,如在進行負壓控製時,當潔淨室門打開時,所有的測量信號如壓差和流速都會消失。雖然一些控製器有按照預定時間鎖定輸出的功(gōng)能來彌補這樣的問題。然而,當門長(zhǎng)時間打開時,壓力控製係統(tǒng)就會關閉送風,以便使房間(jiān)回到負壓的設定點。此時,空氣將會從過道(或相(xiàng)鄰區域)被(bèi)吸人打開的房間,過道(dào)(或相鄰區域)的(de)壓力(lì)必然下降。而如果其他潔淨室也是使用過道(或相鄰區域)作為壓差參照點,那麽其他潔淨室(shì)的壓差控製器也將關閉送風,由此發生連鎖反(fǎn)應,更多的空氣被從過道(或相鄰區域)吸入潔淨室排走,測量壓差值一(yī)直不能達(dá)到設(shè)定,而實際壓力卻在不斷下降。同樣對於正壓控製(zhì)也會(huì)產生類似的問題。可以想像,這將會造成整個潔淨室嚴重(chóng)的壓力問題。當然,對於那些不要求嚴格房間壓差控製,或風險評估對穩定(dìng)時間以及(jí)穩定性沒有較高要求(qiú)的設施,並在HVAC係統設計中采取了措施(如采用雙門互(hù)鎖的緩衝間進行(háng)隔離)能夠避免如上述問題發生的情況下,采用純壓差控製也是可行的。   
相對而(ér)言,餘風量(或流量追蹤)控製係統的信(xìn)號測(cè)量是(shì)采用流量測量裝置對送(sòng)風量和排風量進行測(cè)量。而送風量和排風量通常都是比較大的測量(liàng)值,在這樣的情況下,例如信號測量為1000CFM,而噪聲(各種擾動)約能達到1000FM,信號噪聲比可以高(gāo)達101。因此,在這(zhè)樣的情況下,係統(tǒng)可以達到(dào)很高的精度、很高的穩定性以及非常迅速的響應。因此在對壓差控製有較高要求的運用中,通常都推薦或要求使用這樣的控製方法。
對於餘風量控製係統(tǒng)來說,流量測量裝置是影響係統性能的關(guān)鍵裝置。一般常用的流量(liàng)測(cè)量(liàng)裝置為風速傳感器陣列和畢(bì)托管陣列。這樣的流量測量裝置有很高的(de)精度.然而一旦有顆粒附著或(huò)堵塞在傳感器上,或傳感器受到腐蝕(shí)的影響時,其(qí)測量就會發生很大的偏(piān)差。對於畢托管陣列,還必須注意其在低風速時有很大的測量誤差,所以應考慮其應用範圍。流量測量裝置的安裝位置同樣也需要嚴格按照其(qí)技術規(guī)格的說明進行選擇(zé),否則(zé)同樣會造成測(cè)量的誤(wù)差(chà)。
另外(wài),在目前有一類流(liú)量控製裝置出現在很多運用中。它是一(yī)種線性的、壓力無關的風量調節閥,能夠根據閥門位置提供相應流量反饋信號(例如文丘裏閥),其標定和校正在(zài)出廠時已經由專業供貨商完成(chéng)。相對於單純的流量測量裝置,這種裝置(zhì)功能更加的集成(chéng),它在進行流量控製的同時能夠進行流量測量。在實際(jì)使用時,這種壓力(lì)無(wú)關裝置的流量反饋精度,一般采用備份的流量測(cè)量裝置進行驗(yàn)證。當前這(zhè)樣的壓力(lì)無關型風量調(diào)節閥,已經在很多要求較高壓差控製中取得了成功的應用。

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