净化空调系统的室内压差控制研究

小编：洁净室是通过控制区域之间的空气流动来保证主要功能区域不受污染。在实际中，主要是通过区域之间的压差控制空气的流动方向，，那么压差又是如何控制使其符合设计的要求的呢？

       随着我国社会经济的快速发展和人们生活水平的不断改善，人们对于物质条件的要求也越来越高，而空调也开始逐渐普及到各家各户，成为了人们日常生活中不可缺少的电器之一。同时，随着科技的发展，空调的质量和性能都得到了很大的提升，这些都为提高人们生活质量起到了重要作用。然而，虽然空调的质量和性能都提高了，但它并不是完美的，事实上，在这个世界上完美的东西也是不存在的。在空调使用的过程中，随着使用的时间越来越长，空调的内部会逐渐积累到一些粉尘之类的杂质，当这些杂质过多的时候，就会影响到空调的工作效率，也会危害人们的身体健康。所以在使用空调的过程中，一定要对空调系统进行定期的清洁和净化，这样才能保证空调可以正常的运行，同时也降低了对人们身体健康的危害。

       室内空调系统的压差控制是空调系统净化的一个重要环节，只有通过合理、科学的方法来控制压差，才能保证室内空气的清洁和流通，才算是对空调系统的彻底净化，同时提高空调的工作质量和效率。为此，则需要加大对室内净化空调系统压差控制的研究力度。我们通过对净化空调系统的室内压差控制的研究以及压差控制理论的概述，阐述了关于压差的控制方法，以为今后净化空调系统的室内压差控制提供参考的作用。

1净化空调系统的压差控制概述

       要是净化空调系统达到净化工艺的要求，使空气的流通达到合理性和清洁性，那么对于室内压差的控制是非常必要的。例如对于洁净厂房来说，必须要保持着一定的气压，以使外面没有经过净化的空气无法进入厂房的净化区，从而保证净化区的空气洁净级别，同时还可以通过对不同的净化区域采取不同的压差控制，形成一个个净化分区。根据 GMP 的要求，不同级别的净化区域压差控制应该不小于+5Pa。而在《生物安全实验室建筑技术规范》中更是指出，对于生物安全洁净室的压差控制是实验室安全屏障的关键，必须要稳定地控制好实验室的负压梯度。

       然而在现实中要实现压差的控制，特别是对于生物试验室这些对精确度和稳定性都比较高的地方，要控制压差并不是一件简单的事情，对于控制人员来说可以说是一件非常具有挑战性的任务。一般在设计压差控制系统的时候，都要结合实际情况，并根据以下几个方面来进行分析：

（1）对风险评估的分析；

（2）对于变风量系统和定风量系统的选择；

（3）对压差以及余风量的控制方法；

（4）对与控制信号以及噪音所产生的影响；

（5）控制的稳定性以及响应的速度；

（6）建筑的结构、风管泄露等对压差控制的影响。

       我们首先要对压差控制的风险和要求进行分析，就比如对于生物安全实验室这些对于精确度和稳定性要求都比较高的地方来说，如果压差没控制好，就会有生物污染的高风险，因此，各种相关规范和标准都对生物安全实验室的压差控制要保持稳定的负压梯度做出了严格的要求，以避免产生污染和泄露，实验室的压差系统就必须要能够可靠、稳定的去达到这样一个控制的目标。

2净化空调系统的压差控制方法

       对于净化空调系统的压差控制系统来说，对压差的控制实质就是对渗入和渗出空气的控制，根据它的控制策略，可以有主动控制和被动控制两种控制方式。

2.1变风量系统

       变风量系统，VAV，分为纯压差控制以及余风量控制这两种控制方法，这是一种主动控制的压差控制策略，通过对电动风量调节阀的控制，来实现对送风量和排风量的调节控制，以保持所需要达到的压力。

（1）纯压差控制法。

       纯压差控制方法的原理比较简单明了，通过将压差传感器差量的室内气压和参照气压的压差和期望的压差相比较之后，控制器再根据两者的偏差值对送风量和排风量进行控制调节，以达到所要求的压差。而还有一种根据伯努利原理而设计的比较相似的压差控制方法，是利用一个带有风速探测头的小管，把这个小管放在洁净室和参照区域之间的一个开孔中，小管里的风速探测头可以探测到由于气压差而在洁净室和参照区域之间流过的空气流速，再根据这个数据，按照纯压差控制方法来对洁净室的送风量和排风量进行控制，以达到所需要的压差，我们把这种方法成为“伪压差控制法”。

（2）余风量控制法。

       洁净室送风量和排风量之间的风量差，我们称之为余风量，一定的余风量会导致洁净室产生一定的压差。余风量控制法即是通过控制系统，对实时送风量和排风量变化的测量并调节，以达到送风量和排风量的一种动态平衡，从而使送风量和排风量之间可以保持着恒定的余风量，以维持洁净室内恒定的压差。

（3）混合控制系统。

       对于像生物安全实验室这些洁净等级3级或者4级的地方，由于其研究以及试验的对象都比较危险，因而需要采取更加安全、稳定可靠的压差和气流控制方案。通过将纯压差控制和余风量控制结合的混合控制系统，对于保证实验室内压差的稳定和安全具有很好的控制效果。

       我们通常将余风量控制作为基本的控制方法，然后通过纯压差系统的压差传感器以及控制器来设定余风量控制系统的余风量，这样当房间围护结构的气密性发生变化或者风管泄露时，就会引起余风量的变化，而压差控制系统则可以动态算出合适的余风量来维持恒定的压差控制。

       而当余风量开始增加并且到一个我们预先设定的阀值的时候，压差控制系统就会发出警报，这个时候我们就需要校正流量探测装置，或者对围护结构以及风管的泄露进行核实的处理，以使压差控制系统回复正常的状态。

       混合控制系统可以通过对余风量的监视来实现对整个室内压差控制系统、围护结构完整性以及风管系统的监视。纯压差控制和余风量控制这两种压差控制方法，在实际运用中还需要定期进行验证，例如采用余风量控制法的话，对设定的余风量应该每半年进行一次校正。

2.2定风量控制

       定风量控制，CAV，是一种被动控制的压差控制方法。通过手动风量调节阀来实现简单的送风量与排风量之间的平衡，以使两者之间的差值，即是余风量保持在一定的量，来达到所需要的压差。采用定风量控制时，其压差风量和门以及建筑围护结构等的气密性有关。

基本的理论公式为：

式中：μ为流量系数；

         A为有效果缝隙面积，m²；

         p为空气密度；

      △P为压差，Pa。

但是这种公式算是比较难应用，而缝隙法是国内比较推荐的，如下：

Q=a·Z（q·L）m³/h

式中为1.1~1.2安全系数；

q为单位长度缝隙的渗透量（某压差值时m³/h·m）。

3影响净化空调系统压差控制的其他因素

       建筑技术对于净化空调系统压差控制的效果和性能也有较大的影响，如果建筑的围护结构不够密闭的话，就很难建立稳定的压力梯度，或者需要很大的余风量来弥补围护结构不密实而出现的泄露，而这就需要向相邻的空间里抽取或者排除大量的空气，从而又引发温度和湿度的控制问题，所以，要做好室内的压差控制需要建筑首先具有紧密的维护结构，这样才能保证室内的压差以及空气流向的合理性。

       室外风向和风速的变化，会影响室内的压差风量，对其的控制要求围护结构以及们的气密性要好；室内对室外保持压差≥10Pa，两个相邻室内压差保持≥5Pa，这样可以避免室外风压不利时也能维持室内的一定压差。

       而室内的门在开启关闭的时候也会引起洁净室的压差波动。在门开启时，其相邻两个房间的压差无法维持，导致空气双向交换，其交换量与两室的气温差有关系，也和人的走动有关系，研究认为，在气温差=0℃的时候，双开门的空气交换量为0.19m3/s，而在气温差=2℃的时候，交换量达0.24m3/s。为了防止出现反向流，流经门的空气流速应该＞0.2m/s，而在国外的一些工程中，经常采用0.25~0.5m/s的空气流速。

4结 语

       随着经济的发展和人们物质生活水平的提高，越来越多人家里都装上了空调，空调可以在炎炎的夏日带给人们凉意，也可以在寒冷的冬天给人们制造暖气，给人民的生活提供了一个舒适的环境，对人们生活质量的提高有着很大贡献。而在空调使用过程中，必须要对空调的净化系统进行清洁，也必须采取科学合理的方法对净化空调系统进行室内压差控制，这样才能够保证室内空气的洁净和流通合理性，从而减少对人体健康的危害，做到真正意义上的“提高生活质量”。