对洁净空调箱送风量控制策略的讨论及测试.pdf
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1、特别策划 制药工程70 流程工业 2023-08制药工艺与装备对洁净空调箱送风量控制策略的讨论及测试在药品生产企业中尘埃粒子是通过洁净空调箱来去除,洁净区域内的温湿度也是由洁净空调箱来调节的为了维持洁净区域内的换气次数和压差,洁净空调箱需要输出恒定的送风量。然而,系统中过滤器的脏堵和外界湿度的变化,都会对运行状态产生干扰。本文针对目前制药企业实际使用的几种洁净空调箱送风量的控制方法展开了讨论。文/崔吉想 张雪娇 李春雷 尤锦 周燚 欧阳健本文作者均就职于无锡药明生物技术股份有限公司。1.现有空调箱送风量控制 方法笔者对现有的几种控制方法进行了随机调研,它们各自的占比情况件如图 1 所示。从图
2、1 中可以看到尚没有占据绝对优势的控制方法。本文将分享一下各种控制方法的原理,并用数据来说明选择哪种方法更为合理,评判的基准在于:一个优秀的控制方法,既要控制有效又要运行节能。1.1 采用洁净空调箱出口的静压来控制采用空调箱出口的静压关联风机变频器,这种方法在调研结果中的占比较高。空调箱自控程序的编写人员多为非暖通专业出身,对静压、动压与送风量的逻辑关系理解不深,程序逻辑仅是将静压与风机变频器正关联在一起;关联的逻辑是如果出口的静压大就降频,反之,出口的静压小就升频。这样会导致洁净区域的高效过滤器堵塞越严重,控制系统输出的执行反而越降频,满足不了区域内换气次数要求的问题发生。不仅如此,这种设计
3、也可能会导致另外一种事故:如果空调箱负压端的门不小心被打开,造成其出风口风量增加,动压加大;在全压(全压=静压+动压)不变的情况下,随着动压的增加,静压则会降低,控制系统输出就会升频,最终形成恶性循环将末端高效过滤器吹破。如果学习过化工原理课程就会知道,静压是发散、没有方向性的,因此从自控角度看,实际上静压与风速是没有逻辑关联的。为了避免上述的恶性情况发生,一般会在末端高效过滤器前安装一个定风量阀,这样便能始终将送风量维持一个较高的水平。这种方法会无谓地消耗电动机的能量,也不能够进行有效的控制,因此笔者并不推荐。1.2 采用洁净空调箱出口的风速来控制由于风速乘截面积便等于送风量,因此采用出口风
4、速来控制送风量就显得可靠易行,事实上图 1 空调箱送风量控制的潜在方法及占比”70-77特别策划“文件夹.indd 702023/8/30 16:10:322023-08 流程工业 71制药工艺与装备在调研结果中采用该方法的占比也是最高的。但在实际运用中,空调箱出口安装的风速仪会受到前后气流扰动的影响。如果想要风速仪的测量数据更为准确,就需要在其前后都留有足够的直段,这在实际施工中存在一定的难度。不过风速的波动变化相对较小,不会影响对送风量的控制,而且风速与送风量之间存在正关联的关系,在实际控制中风速也仅当刻度来使用。因此可以在风速仪界面上找到一个比较合适的位置,用来关联风机的变频器从而达到控
5、制送风量的目的。1.3 采用洁净空调箱出口的动压来控制这种方法的原理在于用毕托管来测量出口的动压,在获得空气动压值后,即可利用如下的公式计算出空气的流速:(1)毕托管在实际应用中与风速仪同样,也会受到前后气流扰动的影响,但是动压数值的波动变化范围较小,而且毕托管的抗干扰能力比风速仪要好,所测得的数据比风速仪更接近实际的数值,对所控制送风量的变化影响更小,适合做联动控制。但在实际调研结果中,该方法使用的占比却是最小的。1.4 采用风机喉部的静压差来控制现在洁净空调箱已普遍采用无蜗壳风机,不再使用之前皮带带动的蜗壳风机。无蜗壳风机是一种离心风机,不需要蜗壳,因此可以减少能量损失和噪声,提高风机的效
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