實驗室一般建筑技術構成的房間,,它能夠達到的控制壓差約為2.5Pa,對于測量來說這是一個非常小的壓差(信號),,同樣對于測量傳感器的校正來說也是非常困難的,。由于門的開關,、生物安全柜與通風柜調(diào)節(jié)門的移動,、人員的運動等很多因素造成的擾動(噪聲)約可達到25Pa,。
因此對于純壓差控制而言,,其測量信號與噪聲之比為1:10,。這樣的情形就如同測量一個湖泊的液位,,要求精度在1厘米,而湖泊的波浪卻有10厘米高,,如果希望得到精確的測量值,,就需要很長的時間來平均波峰和波谷。在這樣的情況下,,如果希望快速的響應就不可能保證精度,,精度與速度(或響應時間)是矛盾的。
對于純壓差控制系統(tǒng),,響應時間一般要求在數(shù)分鐘以內(nèi),。
因此,很多這樣的控制系統(tǒng)都是犧牲穩(wěn)定性來達到響應時間的要求,,它在達到穩(wěn)定控制之前需要在設定點附近波動相當長的時間,。不幸的是,系統(tǒng)達到穩(wěn)定控制的時間往往比擾動發(fā)生的頻率長,,因此系統(tǒng)可能整天都在波動,,直到人員下班、工作結束,,不再有擾動發(fā)生,,系統(tǒng)才能夠達到穩(wěn)定狀態(tài)。
對于“偽壓差”控制系統(tǒng),,其測量對象是空氣流速,,它相對于純壓差控制更穩(wěn)定、更快速一些,,因為流速信號和噪音信號是與動壓的開平方成比例關系,,它大約能夠把信號與噪聲比提高到1:3。
可以看出,,測量對象的簡單改變就可以大大改善系統(tǒng)的J性能,。然而,,即便如此,噪音依然達到了信號的3倍,,當擾動發(fā)生后,,控制系統(tǒng)仍需要超過60秒以上的時間達到穩(wěn)定輸出。需要注意的是,,由于測量氣流速度需要在房間與參照區(qū)域開孔,,因此這樣的控制系統(tǒng)對于很多場合的應用是不允許的,例如對潔凈度有較高要求的場合,,或高等級的生物安全實驗室也不應使用,。
對于壓差和“偽壓差”系統(tǒng)來說,,在某些條件下會造成嚴重的壓力問題,,如在進行負壓控制時,當潔凈室門打開時,,所有的測量信號如壓差和流速都會消失,。雖然一些控制器有按照預定時間鎖定輸出的功能來彌補這樣的問題。然而,,當門長時間打開時,,壓力控制系統(tǒng)就會關閉送風,以便使房間回到負壓的設定點,。
此時,,空氣將會從過道(或相鄰區(qū)域)被吸人打開的房間,過道(或相鄰區(qū)域)的壓力必然下降,。而如果其他潔凈室也是使用過道(或相鄰區(qū)域)作為壓差參照點,,那么其他潔凈室的壓差控制器也將關閉送風,由此發(fā)生連鎖反應,,更多的空氣被從過道(或相鄰區(qū)域)吸入潔凈室排走,,測量壓差值一直不能達到設定,而實際壓力卻在不斷下降,。同樣對于正壓控制也會產(chǎn)生類似的問題,。可以想像,,這將會造成整個潔凈室嚴重的壓力問題,。
當然,對于那些不要求嚴格房間壓差控制,,或風險評估對穩(wěn)定時間以及穩(wěn)定性沒有較高要求的設施,,并在HVAC系統(tǒng)設計中采取了措施(如采用雙門互鎖的緩沖間進行隔離)能夠避免如上述問題發(fā)生的情況下,采用純壓差控制也是可行的,。
相對而言,,余風量(或流量追蹤)控制系統(tǒng)的信號測量是采用流量測量裝置對送風量和排風量進行測量,。而送風量和排風量通常都是比較大的測量值,在這樣的情況下,,例如信號測量為1000CFM,,而噪聲(各種擾動)約能達到1000FM,信號噪聲比可以高達10:1,。因此,,在這樣的情況下,系統(tǒng)可以達到很高的精度,、很高的穩(wěn)定性以及非常迅速的響應,。因此在對壓差控制有較高要求的運用中,通常都推薦或要求使用這樣的控制方法,。
對于余風量控制系統(tǒng)來說,,流量測量裝置是影響系統(tǒng)性能的關鍵裝置。一般常用的流量測量裝置為熱線風速傳感器陣列和畢托管陣列,。這樣的流量測量裝置有很高的精度.然而一旦有顆粒附著或堵塞在傳感器上,,或傳感器受到腐蝕的影響時,其測量就會發(fā)生很大的偏差,。對于畢托管陣列,,還必須注意其在低風速時有很大的測量誤差,所以應考慮其應用范圍,。流量測量裝置的安裝位置同樣也需要嚴格按照其技術規(guī)格的說明進行選擇,,否則同樣會造成測量的誤差。
另外,,在目前有一類流量控制裝置出現(xiàn)在很多運用中,。它是一種線性的、壓力無關的風量調(diào)節(jié)閥,,能夠根據(jù)閥門位置提供相應流量反饋信號(例如文丘里閥),,其標定和校正在出廠時已經(jīng)由專業(yè)供貨商完成。相對于單純的流量測量裝置,,這種裝置功能更加的集成,,它在進行流量控制的同時能夠進行流量測量。在實際使用時,,這種壓力無關裝置的流量反饋精度,,一般采用備份的流量測量裝置進行驗證。當前這樣的壓力無關型風量調(diào)節(jié)閥,,已經(jīng)在很多要求較高壓差控制中取得了成功的應用,。