空調通風系統壓差控制方案

梁衛國

（神威藥業集團有限公司，河北石家莊 051430）

0 引言

圖1 實驗室典型的空調通風系統

眾所周知，對于醫藥、電子潔凈廠房的暖通空調系統，在設計時主要考慮以下內容：凈化、送風量、溫濕度、壓差平衡。

一般情況下，對于凈化、送風量、溫濕度這3項控制內容都有成熟的設計及施工方案。但是，對于房間壓差平衡（尤其是大多用戶排風隨機運行）則重視不夠，存在較多問題，本文重點就此問題提出相應的控制策略與方案。

1 問題的提出

某醫藥企業新建一研發中心，該研發中心大部分房間為實驗室，主要功能為天然藥及化學藥實驗分析，實驗過程中會產生大量水蒸氣、有毒氣體、有味氣體，因此，對新風及排風控制有較高的要求。

該實驗室典型的空調通風系統如圖1所示（為簡明起見，本圖沒有給出與本文無關的中央空調送風及回風系統）。在系統中，有1個新風送風機和1個房間排風機，這2個風機的選型是按照房間排風量及4個通風櫥的排風量設計匹配的。但是，在實際生產過程中，4個通風櫥是隨機運行的。因此，整個通風系統的運行工況變化很大。當通風櫥都不工作或工作數量較少時，會產生2個問題：（1）房間總排風量減少，但送風機工作狀態不變，造成房間正壓變大；（2）房間排風口風量變大，造成該排風口處風速過大，產生嘯叫。

2 控制方案

針對以上問題，我們可設計2種解決方案。

方案1：對通風管路進行改造，在排風機入口加裝調節閥，根據通風櫥工作數量與調節閥門開度，調節排風機的排風量，避免房間排風口風速過大而產生嘯叫。在新風機出口加裝調節閥，根據房間的壓差調節送風閥的開度，調節送風量，保證房間壓差平衡。

方案2：對電氣控制柜進行改造，在電氣控制柜內增加2個變頻器和1個小型PLC，由PLC判斷通風櫥的開啟數量，根據通風櫥的開啟數量調節送風機及排風機的轉速，控制房間送排風量，從而保證房間壓差平衡。

以上2個方案各有其特點，其中方案1涉及到通風管路和電氣，既有數字量，又有模擬量，技術實現上偏向于弱電，適用于裝在已有的空調自控系統中；方案2實現起來比較簡單，只需要掌握變頻器及PLC的基本知識即可，可作為一個獨立系統使用。

2.1 方案1的控制原理及實現方法

方案1的控制原理圖如圖2所示。

設備配置說明：空調自控系統（或PLC）1套、可調節風閥2個、房間壓差變送器1個。

控制原理說明：（1）PLC接收4個通風櫥的運行信號，根據通風櫥的運行數量，調節排風

閥的開度，使系統排風量與實際排風量匹配；（2）PLC接收房間壓差傳感器信號，根據房間壓差調節新風閥的開度，控制新風送風量與實際排風量匹配，保證房間壓差平衡。

2.2 方案2的控制原理及實現方法

方案2的控制原理圖如圖3所示。

設備配置說明：1個PLC、2個變頻器。

控制原理說明：（1）當房間按鈕1SB（或2SB）按下時，啟動新風機（或排風機）；（2）當房間按鈕1SB（或2SB）按下，沒有通風櫥運行時，變頻器的速度控制端子D11、D12、D13狀態為1、0、0，新風機（排風機）以最低速Ⅰ段速運行；（3）當房間按鈕1SB（或2SB）按下，有1個通風櫥運行時，變頻器的速度控制端子D11、D12、D13狀態為0、1、0，新風機（排風機）以Ⅱ段速運行；（4）依次類推，有2～4個通風櫥運行時，變頻器的速度控制端子D11、D12、D13狀態分別為（1、1、0）、（0、0、1）、（1、0、1），則新風機（排風機）分別以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ段速運行。

3 結語

因為本案例屬于項目改造，且沒有空調自控系統，所以最終采用了方案2。選用方案2后，安裝工作比較簡單，主要工作是現場調試，即根據現場運行情況對變頻器的5個恒速逐一進行設定。方案2完成后運行情況良好，系統可以根據通風櫥的運行數量，自動調整風機的運行速度，從而調整房間的送排風量，很好地解決了房間壓差平衡及嘯叫問題。

綜上所述，房間壓差平衡是一個比較容易解決的問題，這個問題之所以經常出現，是因為建設方和設計方對此問題重視不夠。因此，在項目建設初期，建設方和設計方應對此高度重視，尤其是涉及到多用戶隨機排風系統時更要慎重考慮，提前選擇合適的控制方案，以便有效地解決問題。