無塵車間的溫濕度和壓差的控制方法

無塵車間對溫濕度的控制決取于其生產(chǎn)工藝。在滿足加工工藝的條件下，還應該考慮到人的舒適感。因為人出汗以后，對產(chǎn)品將有污染，特別是怕鈉的半導體車間，這種車間不宜超過25度。濕度過高產(chǎn)生的問題更多。相對濕度超過55%時，冷卻水管壁上會結露，如果發(fā)生在精密裝置或電路中，就會引起各種事故。相對濕度在50%時易生銹。我們來看常見無塵車間對溫濕度有要求的工藝。

示例 一

在精密機械加工和計量等場合，為了防止因熱膨脹而引起的誤差，必須使工件保持一定的溫度。工件溫度的允許波動幅度應根據(jù)加工精度決定。例如，在恒溫室里對一根長500mm的標準尺刻線，工藝允許線間公差為2um，其中l(wèi)um為尺溫變化所引起的形變誤差，另1um為加工與量測誤差。1um折合尺溫變化量＝0.20C[a為尺線膨脹系數(shù)，取10／um／(m?K)；l為尺長，m]，故工件溫度變化需在：以內(nèi)。但由于工件測量儀器等都有一定的熱惰性，空氣溫度的波動傳人工件后，就要衰減。在設計恒溫系統(tǒng)時，一般總是以恒定環(huán)境空氣溫度為依據(jù)，故相應的環(huán)境溫度精度可比工件允許的溫度精度低一些。因此，在確定恒溫室參數(shù)和選擇自動控制時，必須考慮工件恒溫恒濕車間、圍護結構、空氣處理設備和自控系統(tǒng)之間的動態(tài)特性。

示例 二

在電子行業(yè)制造車間是最重要產(chǎn)生靜電的地方，通常靜電會對產(chǎn)品造成短路甚至會造成員工導電暈倒事故，所以電子行業(yè)的無塵車間相對濕度不應低于30%，這樣即可以減少靜電的產(chǎn)生，通常建議無塵車間的防靜電區(qū)域相對濕度不低于50%。過于干燥的空氣中易粉塵飛揚，電子廠無塵車間無特殊要求的情況下，溫度控制在22 ℃ 左右，相對濕度控制在 55 ～ 60%RH 之間，在這種環(huán)境下，人們感覺舒適，靜電也消失了。

示例 三

SMT車間對溫度和濕度有明確的要求，首先主要是為了錫膏能工作在一個較好的環(huán)境 ，溫度會影響錫膏的活性，對于里面所添加的助焊劑的相關溶劑的活性有一定的影響。溫度高會增加其的活性，最終影響絲印貼裝及回流的效果。容易出現(xiàn)虛焊，焊點不光澤等現(xiàn)象。濕度的大小回引起錫膏在空氣中吸入水氣的多少，如過吸如過多水氣，會使回流時產(chǎn)生氣空，飛漸，連焊等現(xiàn)象。故SMT恒溫恒濕車間溫濕度標準: 溫 度: 24±2℃ 濕 度: 50±10%。

所以無塵車間的溫濕度控制由其生產(chǎn)工藝決定，但其精度同時也要看其房間的大小例如計量室、光柵刻線室、精密儀器制造和裝配車間等。前兩者都為小房間，空調(diào)精度(這里主要指溫濕度)要求高；后兩者為較大的生產(chǎn)車間，溫濕精度要求較低。所以其房間大小也會決定恒溫恒濕車間的精度。

各行業(yè)無塵車間的標準大全：

壓差控制在無塵車間中是一個非常重要的環(huán)節(jié)。

只有通過對凈化區(qū)域的壓差進行控制，保證合理的氣流組織，才能達到凈化和工藝的要求。例如潔凈廠房必須保持一定的正壓使外界未經(jīng)凈化的空氣不會進人凈化區(qū)域，保證潔凈級別;并且通過對各凈化區(qū)域的不同的壓差控制，達到凈化分區(qū)的作用，在GMP中就要求不同凈化級別區(qū)域的壓差應得到控制不小于+5Pa。

壓差的實質是：新風量與排風量+壓差風量之間的平衡
直流系統(tǒng)：新風量=排風量+壓差風量
循環(huán)系統(tǒng)：新風量+回風量=回風量+排風量+壓差風量
本質是：新風量=排風量+壓差風量

因此，無塵車間壓差建立的調(diào)整,都應體現(xiàn)新風量與排風量+壓差風量之間的平衡。

（1）對直流系統(tǒng)，送入一定的風量，調(diào)節(jié)排風量至壓差值的建立。
（2）對循環(huán)系統(tǒng)，送入一定的風量，一般可按要求調(diào)整排風量，然后調(diào)節(jié)回風量，建立壓差值。
（3）當某些無塵車間無排風時，則調(diào)節(jié)風量至壓差值的建立。
無塵車間送入風量要求一定，因此不能作為控制的變量。

一、引起無塵車間壓差波動的外擾因素及常用的基本對策如下

（1）HVAC系統(tǒng)阻力變化，主要是過濾器阻力的變化，會引起送風量的變化，影響室內(nèi)壓差的波動。對其控制較易，只要運行到一定時期后系統(tǒng)阻力變化至一定值時，人工及時調(diào)整便可。亦常用在定風量閥控制壓差時，能自動維持送風量不變，亦有采用變速的送風機，以過濾器壓差進行風機轉速控制，維持風量一定。

（2）室外風壓的變化(室外風向及風速等引起)，會影響無塵車間的壓差風量，引起室內(nèi)壓差的波動。對其控制也較容易。要求：圍護結構及門的氣密性好，無塵車間對室外保持≥10Pa壓差，相鄰無塵車間保持≥5Pa壓差，當室外風壓對潔凈不利時，尚能維持無塵車間內(nèi)的一定壓差而不致出現(xiàn)問題。

（3）無塵車間門的啟、閉，會引起無塵車間壓差的波動。門開啟時，兩無塵車間的壓差不能維持，空氣會雙向交換，其交換量與兩室間的空氣溫差有關，亦與人的走動有關，國外有研究認為在Δt=0℃，雙門的空氣交換量約為0.19m3/s；Δt=2℃,則達0.24m3/s。為防止反向流的出現(xiàn)，則流經(jīng)門的空氣速度應大于0.2m/s(ISO 14644-4中提及的維持低壓差時所需的氣流速度)；在工程中，國外常采用0.25m/s~ 0.5m/s的氣流速度。

對其控制較不容易，需采用閉環(huán)控制。在采用定量控制時，須設置緩沖室或氣閘。

（4）無塵車間工藝排風的變化必然帶來壓差的波動，而排風量的變化有時是較大的，此時為不使室內(nèi)壓差波動，不使引起反向流，需要采用閉環(huán)控制。

（5）HVAC系統(tǒng)的啟停以及生物無塵車間薰、蒸、消毒、滅菌所需風閥操作必然引室壓的波動，但這都是在非正常運行過程中暫時出現(xiàn)的，對正常運行并無影響，因此需要在系統(tǒng)的風機、閥門等運行的聯(lián)鎖及閥門操作等作規(guī)定外，無需在壓差控制系統(tǒng)上作考慮。

無塵車間的壓差控制方式及其系統(tǒng)的選擇應與要求相適應。常用的無塵車間壓差控制方式基本有兩類。一類是所謂的靜態(tài)控制，即定風量控制，另一類是以“直接壓力”控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)以及余壓閥控制。

二、定風量控制方式

1、特點及采用要求

其特點是：在無塵車間門關閉的情況下，使送風(新風+回風)=回風+排風+壓差風量，建立壓差值；除壓差風量外，其余各風量都維持一定。

采用前提是：
（1）排風量要求一定，或至少一段時期內(nèi)是一定的，以后變化時重新調(diào)整。
（2）圍護結構及門要求氣密性好。
（3）采用緩沖室或氣閘，必要時增加其換氣次數(shù)，使氣閘較快恢復并保持其要求的潔凈度。它對門開啟時不能保證無反流。

2、定風量控制系統(tǒng)

（1）手動控制
人工調(diào)整好壓差值后，鎖定送、回、排等風閥，當系統(tǒng)阻力變化時需再重新調(diào)整之。常多用于制藥廠有關無塵車間。

（2）定風量閥控制
是在無塵車間的送風管、回風管及排風管上各設定風量閥，亦有只在送風管、排風管上設置，而回風管上不設，當然以前者為好，但投資更大些。定風量閥為以彈簧及閥體等組成的機械，能對風管內(nèi)靜壓力的變化由彈簧帶動閥體位移進行補償，使風量維持一定，它對HVAC系統(tǒng)的阻力變化時能自動維持送入風量一定，且風量控制較準確。目前在隔離病房、手術室、實驗室等用得較多。

3、定風量控制方式的節(jié)能措施

（1）為節(jié)能定風量閥可以采用雙穩(wěn)態(tài)的，即無塵車間在工作時采用額定風量運行，在不工作時，采用低風量運行以節(jié)能，風機可采用雙速或變頻變速風機。雙穩(wěn)態(tài)的設定可以是人工(值班者)設定，亦可以是燈光控制，常在手術室及某些實驗室中采用。

（2）為節(jié)能當前某些制藥廠亦有采用回風與局部排風閥關閉，此時聯(lián)動回風閥開啟，以等同的風量進行聯(lián)鎖倒換，以保持室內(nèi)壓差。此時，宜采用回風風機并是變速的，排風機亦宜是變速的，都可以以各自風管的靜壓來控制風機的轉速。

4、定風量控制的壓差風量確定

定風量控制時，壓差風量與建筑圍護結構及門等的氣密性有關。

三、閉環(huán)控制方式

當前工業(yè)無塵車間的閉環(huán)控制，常采用“直接壓力”控制，即以室內(nèi)壓差的維持控制新風或回風或排風作為變量。

閉環(huán)控制可以應對：
（1）由排風變化引起的壓力波動。
（2）由于門開著引起的反向流。
（3）以及室外風壓并系統(tǒng)阻力引起的壓力波動。

主要是控制不出現(xiàn)反向流，但對壓力波動會有一定范圍，這對無塵車間已能滿足要求。此控制方式目前常多用于排風變化的無塵車間以及門啟閉頻繁不宜設緩沖室或氣閘的無塵車間。

常用控制系統(tǒng)：

（1）以室內(nèi)正壓的維持控制新風作為變量
適用于一個HVAC系統(tǒng)對一個無塵車間的情況，控制較直接，當有采用新風機組時，一般宜采用變速風機以實現(xiàn)節(jié)能，尤其是新風量變化較大時，對循環(huán)風機一般可以定風量運行，不作自動調(diào)節(jié)。當前電子工業(yè)、半導體、集成電路工廠較多的采用這種控制系統(tǒng)。

（2）以室內(nèi)壓差的維持控制回風作變量
此種系統(tǒng)一般多適用于一個HVAC系統(tǒng)對多個無塵車間的情況，由于風管布置及接管等情況，控制回風較控制新風更易合理實現(xiàn)。一般情況下，送、回風機或單風機可不作自動調(diào)節(jié)，新風由系統(tǒng)靜壓及風機特性自行平衡風量，當然必要時，采用自動調(diào)節(jié)閥及風機風量，壓差可更穩(wěn)定。

（3）以室內(nèi)壓差的維持控制排風作變量
此種系統(tǒng)較多的用于排風量不變，而對門開啟頻繁為防止門開啟時出現(xiàn)的反向流的控制。特點是送、回風系統(tǒng)可以是定風量運行，一般可不設自動調(diào)節(jié)風機風量的裝置；排風風機則視情況宜采用變速風機以節(jié)能。

（4）獨立正壓送風壓差控制系統(tǒng)
正壓送風系統(tǒng)用于手術室的壓差控制，正壓新風采用二級過濾后通過調(diào)節(jié)閥送入各無塵車間，調(diào)節(jié)閥由室內(nèi)壓差的維持，調(diào)節(jié)送入的正壓風量。此系統(tǒng)的正壓風量完全獨立于HVAC系統(tǒng)的風量，易于控制，尤其是對不工作的手術室，只要送入所需壓差風量的正壓新風外，HVAC系統(tǒng)可不工作。獨立正壓風機宜采用變速風機以達節(jié)能的目的。

四、余壓閥控制

余壓閥安裝簡單，價格低廉，控制的靈敏度也可以。但缺點是：長期使用后關閉會不嚴;破壞室內(nèi)平潔、光滑表面，多一個積塵處。使用時按HVAC系統(tǒng)可能相當于以室壓維持控制風量或回風量，在控制回風時一般常以走廊作為回風道，要注意交叉污染。

五、無塵車間壓差控制方式及其系統(tǒng)的選擇應與要求相適應

當前對工業(yè)無塵車間以及一般（+）壓生物無塵車間而言，視要求采用定風量控制及閉環(huán)控制系統(tǒng)。其閉環(huán)控制系統(tǒng)一般采用“直接壓力”控制。其HVAC系統(tǒng)的送、回風機或單風機的風量匹配調(diào)節(jié)的措施為：

（1）對定風量控制系統(tǒng)，基本都采用手動風閥調(diào)節(jié)。
（2）對閉環(huán)控制系統(tǒng)，一般亦采用手動調(diào)節(jié)，利用系統(tǒng)靜壓及風機特性的自平衡而不設自動風量調(diào)節(jié)裝置。
（3）風量變化大以及要求高的，亦有采用以靜壓控制相應風閥進行匹配聯(lián)動的自動調(diào)節(jié)或以流量追蹤控制進行風量調(diào)節(jié)等，但一般采用不多。

相比之下，實驗室、生物安全實驗室等直流系統(tǒng)的負壓控制系統(tǒng)，在當前為節(jié)能需進行變風量控制時，往往要求更較可靠、靈敏及快速響應的控制系統(tǒng)，如采用變風量文丘里控制閥以及相應的流量追蹤與“直接壓力”控制相結合的集成系統(tǒng)，以保安全。