Добро пожаловать в Shanghai Marya Pharmaceutical Engineering & Project Co., Ltd.

МЕНЮ  

Схема управления давлением в большом вытяжном оборудовании для чистого помещения

2024-04-24

Мария

В процессе современного производства и научных исследований чистая производственная зона является распространённым объектом, обеспечивающим чистоту производственной и экспериментальной среды, особенно для тех процессов и экспериментов, которые требуют высокой степени чистоты и низкого уровня загрязнения. Система HVAC играет ключевую роль в поддержании стабильности и надежности основных параметров окружающей среды в чистых помещениях фармацевтических заводов, таких как температура, влажность и перепад давления; при этом контроль давления является важнейшим элементом системы HVAC. В данной статье рассматриваются и изучаются методы управления давлением в помещении, где расположено различное крупногабаритное вытяжное оборудование — объекте, представляющем собой ключевую и сложную задачу управления в отрасли, с учётом различных подходов к управлению давлением в данном помещении.

В процессе современного производства и научных исследований чистая комната является распространённым объектом, обеспечивающим чистоту производственной и экспериментальной среды, особенно для тех процессов и экспериментов, которые требуют высокой степени чистоты и минимального уровня загрязнения. Система ОВК (отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха) играет ключевую роль в поддержании стабильности и надёжности основных параметров окружающей среды в чистых помещениях фармацевтических заводов, таких как температура, влажность и перепад давления; при этом контроль давления является важнейшим элементом системы ОВК. В данной статье рассматриваются и изучаются методы управления давлением в помещении, где размещено различное крупногабаритное вытяжное оборудование — объекте, являющемся ключевым и сложным для управления в отрасли, с учётом различных подходов к управлению давлением в данном помещении.

Принцип контроля давления в помещении и основные схемы управления

1.1 Принцип устройства давления в помещении

Очищенный воздух, подвергнутый регулированию температуры и влажности, фильтрации и другим процессам, подаётся в контролируемое помещение. При этом регулируется соотношение объёмов приточного, рециркуляционного и вытяжного воздуха в помещении, а также контролируется утечка воздуха, что позволяет создать остаточный воздушный объём, способный обеспечить стабильное давление в помещении, то есть установить стабильное давление в комнате. В результате незамедлительно формируется перепад давления или градиент давления между данным контролируемым помещением и соседними с ним помещениями.

Следовательно, остаточный объем воздуха является ключевым фактором при установлении давления в помещении. Если после вычитания объема приточного воздуха из суммы объемов возвращаемого и удаляемого воздуха, а также учитывая утечки, остаточный объем воздуха в помещении оказывается положительным, то такое помещение считается комнатой с избыточным давлением; если же он отрицателен, то речь идет о помещении с пониженным давлением.

1.2 Краткое описание схемы управления давлением в помещении

1.2.1 Традиционная схема ручной регулировки клапанов

Проведите пусконаладочные работы по балансировке воздуха в системе кондиционирования чистых помещений. Когда в каждом помещении будет обеспечен достаточный остаточный объем воздуха, можно непосредственно отрегулировать ручные клапаны притока, возврата и вытяжки соответствующих помещений; после настройки баланса воздуха во всей системе кондиционирования установится требуемый перепад давления в соответствующих помещениях.

Эта схема обладает преимуществами простоты управления и низкой стоимости, однако её недостатки также очевидны. Если фильтр забивается на последнем этапе, баланс легко нарушается, что требует частой ручной регулировки, а также ухудшает помехозащищённость системы. Данная схема чаще применяется в производственных условиях с низкими затратами, где уровень чистоты не является высоким, и реже используется в биофармацевтических проектах с высокими расходами.

1.2.2 Индивидуальная доставка, плановое и адаптивное решение CAV+CAV

Данная схема предполагает установку механического клапана постоянного объема воздуха, известного как блок CAV, на приточные, возвратные и вытяжные воздуховоды чистой комнаты. Независимо от того, заблокирован ли фильтр системы или нет, а также от изменения сопротивления, устройство всегда способно поддерживать относительно постоянный объем приточного, возвратного или вытяжного воздуха благодаря своему принципу независимости от давления, тем самым гарантируя, что остаточный объем воздуха в помещении соответствует установленным требованиям.
Схема обладает преимуществами простого управления, относительно низкой стоимости, высокой помехозащищённости, стабильности и надёжности и широко применяется в различных чистых помещениях фармацевтической промышленности; однако она не подходит для помещений с мощным вытяжным оборудованием.

1.2.3 Решение фиксированной доставки с бистабильным запланированным автоматическим управлением CAV + e-CAV Box

Схема предполагает установку блока CAV на трубопровод подачи воздуха в чистое помещение, а также бистабильного электрического клапана постоянного воздушного потока — так называемого блока e-CAV — на трубопровод возврата или вытяжки воздуха.
, что подходит для помещений с мощным вытяжным оборудованием. Это увеличивает стоимость электропривода и соответствующего управления, однако относится к схеме с относительно низкой стоимостью автоматического контроля.

1.2.4 Решение автоматического управления переменной подачей и управление смещением давления CAV + VAV

Схема предполагает установку блока CAV на трубопроводе подачи воздуха в чистую комнату, а также клапана с переменным расходом воздуха, известного как блок VAV, — на трубопроводе возврата или вытяжки.

Это схема управления давлением в каскадной камере, которая автоматически отслеживает и в основном контролирует остаточный объем воздуха в помещении, а также обеспечивает вспомогательное и точное управление давлением. Объем вытяжного воздуха может контролироваться. Когда общий объем вытяжного воздуха в помещении изменяется, автоматическая система управления в режиме реального времени рассчитывает текущее значение задания клапана переменного расхода воздуха на притоке или вытяжке в зависимости от значения остаточного объема воздуха, чтобы поддерживать стабильное давление в помещении; этот расчет становится основным управляющим звеном. Одновременно, отслеживая изменения давления в помещении, система выполняет ПИД-регулирование между текущим значением и заданным значением давления в помещении, то есть выходное значение ПИД-регулятора умножается на определенный коэффициент влияния (10%, 20% и т.д., устанавливаемый при пусконаладочных работах на месте), который затем суммируется с текущим значением задания клапана переменного расхода воздуха, входящего в основное управляющее звено. Это значение задания используется для вторичной точной регулировки, что позволяет добиться более точного контроля давления [1]. Если объем вытяжного воздуха оборудования не поддается мониторингу, ПИД-регулирование может быть выполнено непосредственно по текущему и заданному значениям давления в помещении, и выходное значение ПИД-регулятора напрямую управляет клапаном переменного расхода воздуха, поддерживая таким образом давление в помещении.

Схема объединяет преимущества стабильности автоматического управления остаточным объемом воздуха и высокой точности давления, непосредственно участвующего в компенсации отклонений. Поэтому данная схема подходит для помещений с высокими требованиями к контролю давления. При этом решение относительно дорогое из-за использования VAV-коробки быстрого реагирования, однако достигается более эффективный эффект мгновенного контроля.