下載

風(fēng)閥簡(jiǎn)史——風(fēng)系統平衡技術(shù)的進(jìn)化

室內受控環(huán)境（如GMP制藥車(chē)間、生物安全實(shí)驗室和化學(xué)實(shí)驗室等）的空調通風(fēng)系統需要給房間提供足夠的送/排風(fēng)量、并保證房間壓差，才能滿(mǎn)足生產(chǎn)和操作要求。

手動(dòng)風(fēng)閥時(shí)代

二十多年以前，空調通風(fēng)系統大多采用的是手動(dòng)風(fēng)閥。系統調試非常耗時(shí)費力——一個(gè)人在房間里測量風(fēng)口的風(fēng)量，同時(shí)另一個(gè)人在吊頂內跟著(zhù)調整風(fēng)閥開(kāi)度；一個(gè)房間的風(fēng)量和壓差剛剛調合適了，可是其他房間風(fēng)閥的調整又破壞了剛剛調好的參數；調試人員需要翻來(lái)覆去地調整。

可是“好景不長(cháng)”，當系統運行一段時(shí)間后，房間圍護結構尤其是房門(mén)的氣密性會(huì )發(fā)生改變，風(fēng)閥的葉片位置可能松動(dòng)，高效過(guò)濾器和空調機組過(guò)濾器的阻力會(huì )上升。這些因素都導致房間的風(fēng)量和壓差會(huì )發(fā)生改變。如果偏差即將超過(guò)允許值，就需要重新調整風(fēng)閥。

自力式定風(fēng)量風(fēng)閥時(shí)代

后來(lái)出現了自力式風(fēng)量控制閥，這種風(fēng)閥是利用機械機構“自動(dòng)”控制風(fēng)量，而且在一定的工作壓差范圍內具備“壓力無(wú)關(guān)性”。用戶(hù)可以現場(chǎng)設定所需要的風(fēng)量。

普通的自力式風(fēng)閥需要風(fēng)閥上游保證一定的直管段，且風(fēng)量控制準確程度比較低。有些廠(chǎng)家的產(chǎn)品保持壓力無(wú)關(guān)的壓差范圍較窄，有些產(chǎn)品最小工作壓差遠大于標稱(chēng)值。安裝公司抱怨風(fēng)量標定偏差大，風(fēng)量控制不穩定，給系統調試帶來(lái)很大困難。

文丘里風(fēng)閥不需要直管段，壓力無(wú)關(guān)特性較好。不過(guò)文丘里閥對安裝“姿勢”（水平安裝、垂直向上、垂直向下）有要求，訂貨時(shí)必須知道安裝空間和風(fēng)道布置情況。

自力式定風(fēng)量閥屬于利用機械方式的“前饋”控制閥。廠(chǎng)家在出廠(chǎng)的時(shí)候需要逐臺標定一個(gè)或多個(gè)風(fēng)量工況點(diǎn)。排風(fēng)中的污染物可能會(huì )沉積在閥的機構上，彈簧材料的特性也會(huì )隨時(shí)間改變，從而影響風(fēng)量控制準確度和響應。

盡管在房間壓力控制和長(cháng)期運行中依然存在一些問(wèn)題，但是在自動(dòng)控制系統還沒(méi)有普及的時(shí)代，自力式風(fēng)閥還是大大降低了調試的難度和工作量。

電動(dòng)”定/變風(fēng)量閥”時(shí)代

均速管風(fēng)量測量裝置與控制器和電動(dòng)蝶閥的結合誕生了新一代定風(fēng)量控制閥——由于采用風(fēng)量測量裝置和反饋控制，所以不需要出廠(chǎng)標定，而且風(fēng)量的準確性基本不隨時(shí)間而改變。

（一些不帶風(fēng)量測量裝置的文丘里閥利用標定也可以實(shí)現多風(fēng)量工況點(diǎn)控制，如前所述，這屬于前饋控制。）

不過(guò)，均速管風(fēng)量測量裝置要求上游有一定的直管段，才能保證測量的準確度。這在一定程度上限制了這種定風(fēng)量閥的應用或現場(chǎng)表現。

需要指出，定風(fēng)量閥和變風(fēng)量閥的的叫法容易讓人誤解：有人認為定風(fēng)量閥只能有一個(gè)風(fēng)量設定值；而有人認為變風(fēng)量閥就可以實(shí)現多個(gè)風(fēng)量設定值。

為了方便技術(shù)交流而不產(chǎn)生二義性，我們把以風(fēng)量控制為目的的變風(fēng)量閥稱(chēng)為變風(fēng)量風(fēng)量控制閥（簡(jiǎn)稱(chēng)“風(fēng)量控制閥”），無(wú)論是有一個(gè)還是多個(gè)或無(wú)數個(gè)風(fēng)量設定值；而把以房間壓差控制為目的稱(chēng)為變風(fēng)量壓差控制閥（簡(jiǎn)稱(chēng)“壓差控制閥”）。（詳見(jiàn)《“名正言順”——風(fēng)量控制閥FCV和壓差控制閥PCV名字的由來(lái)》一文。）

風(fēng)量和壓差控制閥（FCV&PCV）和變送變排時(shí)代

FCV/PCV風(fēng)量和壓差控制閥通過(guò)通訊與中央控制系統組成分布式群控系統，所有風(fēng)量和壓差控制閥都納入整個(gè)監控系統，控制閥既能相對獨立控制，用戶(hù)又可以根據風(fēng)閥狀態(tài)進(jìn)行集中優(yōu)化控制?？照{系統從定風(fēng)量系統升級為變風(fēng)量系統，并將環(huán)境監控系統升級為“全數字控制管理系統”，把受控環(huán)境的控制帶入了萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代，給用戶(hù)帶來(lái)附加價(jià)值。

1)         大幅減少調試周期和費用。

采用機械式定風(fēng)量閥的系統調試周期通常需要幾周時(shí)間，而采用風(fēng)量和壓差控制閥調試人員基本上在中控室就可以完成調試工作，調試時(shí)間可以減少到1-2天。

2)         實(shí)現生產(chǎn)和值班雙工況切換運行模式，大幅降低運行成本，并可持續改進(jìn)，減少企業(yè)碳排放。

將既有機械定風(fēng)量閥系統改為變風(fēng)量系統，回收期不超過(guò)3-4年。并且，日后改進(jìn)操作或使用先進(jìn)工藝設備，可以降低換氣次數。例如，藥廠(chǎng)灌裝車(chē)間采用封閉設備，將B級區改為C級區，實(shí)現大幅降低換氣次數，節約能耗。

3)         實(shí)時(shí)監控，并精準調控風(fēng)量和房間壓差，無(wú)需人工進(jìn)行風(fēng)量平衡和房間壓力梯度調節，實(shí)現連續保持生產(chǎn)或實(shí)驗環(huán)境符合法規要求，極大減少質(zhì)量風(fēng)險，以及人工干預和維護成本。

實(shí)時(shí)監控所有房間送風(fēng)量（換氣次數），監控關(guān)鍵房間和設備的排風(fēng)量，實(shí)時(shí)監控所有房間壓差。并實(shí)現精準調控，風(fēng)量偏差≤5%，壓差控制精度可達±3Pa. 保證了潔凈室環(huán)境參數的連續一致性，在滿(mǎn)足法規要求的同時(shí)，獲得更多節能收益。

4)         通過(guò)風(fēng)閥狀態(tài)實(shí)時(shí)監控，可實(shí)現對所有變風(fēng)量閥進(jìn)行預防性維護。減少并避免設備不良狀況及故障對生產(chǎn)的影響。