Hệ thống kiểm soát chênh lệch áp suất phòng sạchPhương pháp kiểm soát hoàn chỉnh

　　Hệ thống kiểm soát chênh lệch áp suất phòng sạchMục tiêu cốt lõi là duy trì sự chênh lệch áp suất ổn định giữa phòng sạch và môi trường xung quanh (chẳng hạn như khu vực không sạch, ngoài trời) hoặc các khu vực khác nhau trong phòng sạch để ngăn chặn sự xâm nhập hoặc lây lan của các chất ô nhiễm. Sau đây là bốn chiều từ nguyên lý kỹ thuật, chiến lược điều khiển, liên kết thiết bị và phương pháp tối ưu hóa, hệ thống sắp xếp các phương pháp điều khiển của nó:

I. Phương pháp kiểm soát cơ bản

1. Kiểm soát cân bằng khối lượng không khí cơ học

Nguyên tắc: Duy trì sự cân bằng chênh lệch áp suất bằng cách điều chỉnh tỷ lệ cho gió, gió trở lại và lượng khí thải.

Công thức: ΔP∝ (Q Gửi - Q Trả lại - Q Hàng)²

(ΔP là chênh lệch áp suất, Q là khối lượng không khí)

Cách thực hiện:

Van điều chỉnh bằng tay: Van điều chỉnh bằng tay được lắp đặt trên chi nhánh không khí trở lại hoặc xả để cân bằng khối lượng không khí bằng cách điều chỉnh độ mở của con người.

Van áp suất dư: Van áp suất dư được lắp đặt trên cấu trúc bao vây phòng sạch, tự động mở giảm áp suất khi chênh lệch áp suất vượt quá giá trị cài đặt.

局限性：

Độ chính xác điều chỉnh thấp, phụ thuộc vào kinh nghiệm nhân tạo;

Không thể đáp ứng các thay đổi động trong thời gian thực (chẳng hạn như mở và đóng cửa, chặn bộ lọc).

2. Van gió điện được điều khiển tự động

Nguyên tắc: Điều khiển độ mở của van gió bằng thiết bị truyền động điện, kết hợp với phản hồi cảm biến để điều chỉnh khối lượng không khí trong thời gian thực.

Cách thực hiện:

Kiểm soát khối lượng không khí không đổi (CAV): Khối lượng cung cấp không khí không đổi, duy trì chênh lệch áp suất bằng cách điều chỉnh độ mở của gió trở lại hoặc van xả.

Kiểm soát khối lượng không khí thay đổi (VAV): Theo phản hồi chênh lệch áp suất, năng động điều chỉnh khối lượng không khí cung cấp, đồng thời phù hợp với khối lượng không khí trở lại/xả.

Ưu điểm:

Tốc độ phản hồi nhanh và độ chính xác cao (lên đến ± 1Pa);

Phòng sạch phù hợp với sự thay đổi tải năng động (ví dụ: xưởng dược phẩm, phòng thí nghiệm).

II. Chiến lược kiểm soát thông minh

1. Điều khiển vòng kín PID

Nguyên tắc: Tự động điều chỉnh độ mở van gió hoặc tần số quạt theo độ lệch chênh lệch áp suất bằng thuật toán tỷ lệ (P), tích phân (I), vi phân (D).

Các bước thực hiện:

Đặt chênh lệch áp suất mục tiêu (ví dụ:+10Pa);

Cảm biến đo chênh lệch áp suất thực tế trong thời gian thực;

Bộ điều khiển PID tính toán độ lệch và xuất tín hiệu điều khiển;

Bộ truyền động điều chỉnh van gió hoặc quạt cho đến khi chênh lệch áp suất ổn định.

Hướng tối ưu hóa:

Giới thiệu các thông số PID thích ứng để đối phó với các điều kiện làm việc khác nhau;

Kết hợp điều khiển chuyển tiếp (chẳng hạn như dự đoán ảnh hưởng của việc mở và đóng cửa đối với chênh lệch áp suất).

2. Kiểm soát dự đoán mô hình (MPC)

Nguyên tắc: Thiết lập mô hình lưu lượng không khí trong phòng sạch, dự đoán sự thay đổi chênh lệch áp suất trong tương lai và tối ưu hóa chiến lược kiểm soát trước thời hạn.

Áp dụng kịch bản:

Kiểm soát phối hợp chênh lệch áp suất đa vùng (ví dụ: hành lang sạch và đệm);

Tổ chức luồng không khí phức tạp (như luồng một chiều trộn với luồng không một chiều).

Ưu điểm:

Giảm overtune và cải thiện sự ổn định;

Giảm tiêu thụ năng lượng (như tối ưu hóa tần số quạt).

III. Liên kết thiết bị và thiết kế dự phòng

1. Liên kết thiết bị chính

Liên kết quạt gió:

Tần số của bộ nạp không khí được điều chỉnh đồng bộ với độ mở của van nạp không khí để tránh xung đột về khối lượng không khí;

Quạt thông gió được liên kết với van thông gió để đảm bảo lượng khí thải ổn định.

Theo dõi tình trạng bộ lọc:

Theo dõi điện trở của bộ lọc thông qua cảm biến chênh lệch áp suất, tự động báo động và điều chỉnh bù lưu lượng không khí khi điện trở vượt quá ngưỡng.

2. Chiến lược kiểm soát dự phòng

Cảm biến dự phòng: Tự động chuyển sang cảm biến dự phòng trong trường hợp cảm biến chính bị lỗi;

Hướng dẫn sử dụng - tự động chuyển đổi: van gió có thể được điều chỉnh bằng tay để duy trì chênh lệch áp suất cơ bản trong trường hợp hệ thống điều khiển bị lỗi;

Cứu trợ khẩn cấp: Trong trường hợp (chẳng hạn như hỏa hoạn), nhân viên được bảo vệ an toàn bằng van giảm áp nhanh.

IV. Phương pháp tối ưu hóa và bảo trì

1. Hiệu chuẩn động và bù đắp

Bồi thường theo mùa: điều chỉnh lượng cung cấp không khí theo nhiệt độ ngoài trời, độ ẩm (ví dụ: tăng lượng cung cấp không khí khi độ ẩm cao vào mùa hè);

Bù mở và đóng cửa: Phát hiện trạng thái cửa thông qua cảm biến hồng ngoại, điều chỉnh khối lượng không khí trước để bù đắp sự dao động chênh lệch áp suất khi mở cửa.

2. Bảo trì và xác minh thường xuyên

Kiểm tra cân bằng khối lượng không khí: kiểm tra lại và điều chỉnh độ mở van gió mỗi quý hoặc nửa năm;

Hiệu chuẩn cảm biến: Hiệu chuẩn cảm biến áp suất hàng năm để đảm bảo độ chính xác;

Xác minh mô phỏng hệ thống: Tối ưu hóa tổ chức luồng không khí thông qua mô phỏng CFD (Computational Fluid Dynamics).