Меню

Система поддержания давления в помещении

Алгоритм выбора элементов системы поддержания давления в чистых помещениях

Algorithm for selecting elements of a system for maintaining pressure in cleanrooms

A. A. Borodkin, Technical Director, VINDEKO Engineering Bureau LLC

Keywords: clean room, filter, filter class, pressure drop, air flow

In industries such as aerospace, microelectronics, pharmaceuticals and food, medical products and healthcare — that is, where high-tech operations are needed — there are high demands on the quality of the air in clean rooms. To reduce the influx of micro-pollution from the space surrounding the cleanroom, certain architectural and planning decisions are applied. The maintenance of excess pressure in a clean room also helps to reduce the influx of harmful substances from neighboring rooms.

В таких отраслях, как аэрокосмическая, микроэлектронная, фармацевтическая и пищевая, производство медицинских изделий и здравоохранение – то есть там, где необходимо осуществление высокотехнологичных операций, – предъявляются повышенные требования к обеспечению качества воздушной среды в чистых помещениях. Чтобы снизить поступление микрозагрязнений из пространства, окружающего чистое помещение, применяются определенные архитектурно-планировочные решения. Снижению поступления вредностей из соседних помещений также способствует поддержание избыточного давления в чистом помещении.

Алгоритм выбора элементов системы поддержания давления в чистых помещениях

А. А. Бородкин, технический директор компании ООО «Инженерное бюро ВИНДЭКО»

В таких отраслях, как аэрокосмическая, микроэлектронная, фармацевтическая и пищевая, производство медицинских изделий и здравоохранение, то есть там, где необходимо осуществление высокотехнологичных операций, предъявляются повышенные требования к обеспечению качества воздушной среды в чистых помещениях. Чтобы снизить поступление микрозагрязнений из пространства, окружающего чистое помещение, применяются определенные архитектурно-планировочные решения. Снижению поступления вредностей из соседних помещений также способствует поддержание избыточного давления в чистом помещении.

Построение систем поддержания каскада давления в чистых и «грязных» помещениях, особенно при наличии местных вытяжек, представляет некоторую сложность.

Как правило, разногласий о типе устройств для поддержания давления и расходов не возникает, – это VAV по давлению и CAV * . Первый вопрос, который возникает у проектировщика: где рациональнее размещать VAV по давлению – на притоке (соответственно, CAV на вытяжке) или на вытяжке? Для помещений с местными вытяжками разночтений быть не может. VAV по давлению целесообразно размещать на вытяжке. В этом случае при подключении местных отсосов не будет необходимости для поддержания давления увеличивать в помещении расход приточного воздуха на величину расхода местных отсосов. Типичная схема построения системы с размещением VAV по давлению на притоке в чистое помещение представлена на рис. 1.

Схема построения системы с размещением VAV по давлению на притоке в чистое помещение; 1 – терминальный фильтр; 2 – CAV; 3 – VAV по давлению; 4 – шлюз; 5 – приточный вентилятор; 6 – вытяжной вентилятор

Второй вопрос – это точка, относительно которой поддерживается давление в помещении. Целесообразно один датчик размещать в помещении, а второй – в коридоре при условии, что в нем нет значительных притоков или оттоков воздуха.

Процедура выбора рабочей точки приточного и вытяжного вентиляторов, типоразмеров и количества фильтров, размеров VAV и CAV основывается на уравнении баланса давлений для притока и вытяжки.

где ΔPвент – напор вентилятора на входе в фильтры;

ΔPпомещ – избыточное давление или подпор относительно коридора;

ΔPфильтр – падение давления на фильтрах;

ΔPдиффузор – падение давления на диффузорах, установленных непосредственно в терминальном фильтре;

ΔPCAV – падение давления на CAV.

Из логики функционирования следует, что при максимально допустимом падении давления на фильтрах («грязных») падение давления на CAV должно быть минимальным. Здесь и далее под чистым фильтром будем понимать фильтр в начале эксплуатации, а под «грязным» – тот же фильтр в конце эксплуатации. Что касается VAV, то производитель рекомендует минимально допустимое падение давления на CAV не менее 50 Па.

Если представить падение давления на фильтре в виде

V – объемный расход воздуха;

N – количество фильтров.

В настоящее время широкое распространение получили так называемые терминальные фильтры. Конструктивно они представляют собой специальный пленум с поверхностями внутри для герметизации HEPA-фильтра в процессе монтажа. Терминальные боксы могут оснащаться различного вида диффузорами: вихревыми, веерными или жалюзийными решетками. Для помещений небольшого размера интерес представляют вихревые диффузоры с размерами лицевой поверхности 600×600 и количеством отверстий 24 (600×24). В зависимости от высоты терминального фильтра могут применяться различные фильтры как по классу – H11 или H13, так и по глубине. Для диффузора 600×24 применяются фильтры размерами 535×535×78 или 535×535×150. В табл. 1 представлены характеристики «грязных», а в табл. 2 – чистых фильтров. Расходы воздуха через «грязный» и чистый фильтры равны, изменяется только падение давления. Что касается характеристик диффузора 600×24, они следующие: расход воздуха – 540 м 3 /ч, потери давления – 19 Па, и являются паспортными параметрами.

Таблица 1

Падение
давления, Па

Таблица 2

Падение
давления, Па

Если выбрать фильтр, например H11, размер 535×535×78, можно определить значения констант Cф «грязного» и чистого фильтров, атакже Сд диффузора (табл. 3).

Таблица 3
«Грязный» фильтр Сф 7,06E-01
Чистый фильтр Сф 2,94E-01
Диффузор Сд 6,50E-005

Для помещения объемом 300 м 3 при кратности воздухообмена 20 потребный расход приточного воздуха будет равен 6000 м 3 /ч. С учетом расхода воздуха, раздаваемого единичным выбранным фильтром (850 м 3 /ч), количество терминальных фильтров равно семи. Для снижения капитальных затрат рекомендуем использовать не семь круглых CAV, а один прямоугольный. В расчете принят CAV с сечением на проход 600×400.

Если принять во внимание, что от коридора чистое помещение отделено тамбур-шлюзом, оснащенным двумя одинаковыми герметичными дверями, то неизменно появляется инфильтрация, направленная либо в помещение, либо в коридор. Направление движения определяется избыточным давлением или подпором помещения относительно коридора.

Для расчета величины инфильтрационного воздуха можно воспользоваться соотношением

(2)

где А – эффективная поверхность двери в шлюзе;

m – коэффициент (0,72);

ρ – плотность воздуха.

В выражении (2) учтено, что помещение отделено от коридора шлюзом с двумя дверями. В случае избыточного давления, равного ΔPпомещ = +20 Па, с учетом инфильтрации воздуха расход воздуха на входе в помещение составит 5844 м 3 /ч. Соответствующее значение напора воздуха на входе в CAV составит 750 Па. Чтобы определить напор, развиваемый приточным вентилятором, достаточно к названому выше значению добавить потери давление по сети. Так как в процедуре были вычислены потери давления на диффузорах, фильтрах и CAV и соответствующие величины расходов, не представляет труда вычислить коэффициенты гидравлического сопротивления диффузора и CAV, которым соответствуют определенные уровни мощности шума. Так, уровень шума диффузора 600х400–44 дБ (A), а CAV – 70 и 55 дБ (A) для чистого и «грязного» фильтров соответственно.

Также можно воспользоваться выражением (1) для расчета параметров элементов вытяжного воздуха.

На первом шаге определяем величину разрежения, развиваемого вытяжным вентилятором. Принимаем сечение VAV равным сечению CAV, т. е. 600х400. Расчет выполняется для минимального расхода воздуха: расход местных отсосов максимален, и фильтры «грязные». Ограничим величину минимально допустимого угла раскрытия створок VAV величиной 10 град. При заданных расходе и угле легко определить падения давления на VAV. В случае, когда на вытяжке используются фильтры и диффузоры, отличные от притока, то, задав расход воздуха на фильтре и сопротивление «грязного» и чистого фильтров, а также расход и падение давления на вытяжном ВРУ, определяем константы фильтра и воздухораспределительного устройства (ВРУ). После чего можно определить величину разряжения, развиваемого вытяжным вентилятором. Необходимые для расчета параметры ВРУ и фильтров приведены в табл. 4.

Источник

Поддержание баланса расходов и давления в чистых помещениях

А. А. Бородкин, технический директор ООО «Инженерное бюро ВИНДЭКО»

В наши дни качество продукции, а значит, и здоровье человека немыслимы без контроля за загрязнениями. В таких отраслях, как аэрокосмическая, микроэлектронная, фармацевтическая и пищевая, производство медицинских изделий и здравоохранение – то есть там, где необходимо осуществление высокотехнологичных операций, – предъявляются повышенные требования к обеспечению качества воздушной среды в чистых помещениях.

Согласно [1–3] «Чистое помещение – помещение, в котором контролируется концентрация взвешенных в воздухе частиц и которое построено и используется так, чтобы свести к минимуму поступление, выделение и удержание частиц внутри помещения, и в котором, по мере необходимости, контролируются другие параметры, например; температура, влажность и давление».

По пределам максимальной концентрации (число частиц/м 3 воздуха) в диапазоне размеров частиц от 5 до 0,1 мкм чистые помещения подразделяются на классы ИСО (ISO), сведения о которых приведены в табл. 1.

Таблица 1
Максимальное содержание частиц в 1 м 3 воздуха для помещений различных классов чистоты по ГОСТ ИСО 14644-1
Класс чистоты Размер частиц, мкм
≥ 0,1 ≥ 0,2 ≥ 0,3 ≥ 0,5 ≥ 1,0 ≥ 5,0
1 ИСО 10 2
2 ИСО 100 24 10 4
3 ИСО 1 000 237 102 35 8
4 ИСО 10 000 2 370 1 020 352 83
5 ИСО 100 000 23 700 10 200 3 520 832 29
6 ИСО 1 000 000 237 000 102 000 35 200 8 320 293
7 ИСО 352 000 83 200 2 930
8 ИСО 3 520 000 832 000 29 300
9 ИСО 35 200 000 8 320 000 293 000

Итак, в качестве основных загрязнений выступают взвешенные в воздухе частицы, которые могут попадать в чистое помещение как из окружающего воздуха, так и выделяться внутри помещения. Вот далеко не полный перечень того, что может содержать окружающий нас воздух: пыль, цветочная пыльца, табачный дым, смог, бактерии, вирусы, грибки и т. д. Внутри помещения основным источником частиц является человек, например, при интенсивном движении человек выделяет до 10 млн частиц размером от 0,5 мкм и более в минуту. Также источником загрязнений является технологическое оборудование – частицы покрытия и материалов.

В среднем в чистом помещении поступления микрозагрязнений на 70–80 % – от человека, 15–20 % – от оборудования и только 5–10 % – с окружающим воздухом через неплотности ограждающих конструкций. В зависимости от области использования чистого помещения доля источников микрозагрязнений может изменяться, например, в микроэлектронике доля человека составляет 35 %. Более подробную информацию можно найти в [4].

Для того чтобы снизить поступление микрозагрязнений из пространства, окружающего чистое помещение, применяются определенные архитектурно-планировочные решения:

— специальные ограждающие конструкции: стеновые самонесущие сэндвич-панели, потолки (легкие, кассетные, панельные), обладающие повышенной герметичностью, окна;

— специальные конструкции входных групп: двери (распашные, раздвижные, застекленные, с автоматическим открыванием и т. д), тамбур-шлюзы, передаточные материальные шлюзы-боксы.

Снижению поступления вредностей из соседних помещений также способствует поддержание избыточного давления в чистом помещении.

Для компенсации вредностей, выделяемых персоналом, применяется метод разбавления вредностей путем подачи чистого воздуха. Для очистки приточного воздуха применяются многоступенчатые системы фильтрации, в состав которых входят высокоэффективные HEPA (High Efficiency Particulate Air) и даже ULPA-фильтры (Ultra Low Penetration Air). Классы фильтрации [5], соответствующие этим фильтрам, приведены в табл. 2.

Таблица 2
Классификация фильтров
Группа фильтров Класс фильтра Значение эффективности, % Примечание
Фильтры общего назначения
Фильтры грубой очистки (предварительные фильтры) G1 менее 65 Эффективность определяется по синтетической пыли с крупными частицами (более 2 мкм).
G2 от 65 до 80
G3 от 80 до 90
G4 свыше 90
Фильтры тонкой очистки F5 от 40 до 60 Эффективность определяется по атмосферной пыли, содержащей, в том числе, мелкие частицы (менее 1 мкм).
F6 от 60 до 80
F7 от 80 до 90
F8 от 90 до 95
F9 свыше 95
Фильтры специального назначения
Фильтры высокой эффективности (HEPA) Н10 85 Эффективность определяется по пыли с особо мелким частицам (ориентировочно от 0,1 до 0,5 мкм).
Н11 95
Н12 99,5
Н13 99,95
Н14 99,995
Фильтры сверхвысокой эффективности (ULPA) U15 99,9995
U16 99,99995
U17 99,999995

В соответствии с назначением чистого помещения (микроэлектроника, космическая промышленность, здравоохранение, фармацевтика и т. д.) и в зависимости от его класса существуют типовые решения, регламентирующие количество ступеней очистки воздуха и класс фильтров. Например, для производства стерильных лекарственных средств в чистых помещениях 5 класса ИСО рекомендуется применять три ступени очистки с фильтрами классов F5, F9, H14. Причем если фильтры грубой и тонкой очистки могут быть размещены непосредственно в приточной установке, то HEPA-фильтры, как правило, размещаются в потолке чистого помещения в так называемых фильтрах прямой раздачи воздуха.

Основные особенности чистых помещений, на которые следует обращать внимание при проектировании систем вентиляции

1. Наличие ограждающих конструкций с повышенной герметичностью.

Превышение расхода приточного воздуха над вытяжным может привести к неконтролируемому превышению величины избыточного давления в чистом помещении и, как следствие, к короблению ограждающих конструкций и нарушению герметичности помещения.

Решение. Необходимость поддержания и контроля величины избыточного давления в чистом помещении.

2. Наличие тамбур-шлюза.

При наличии избыточного давления в чистом помещении открытие тамбур-шлюза сопровождается значительным уменьшением величины избыточного давления (вплоть до выравнивания давлений в чистом и «грязном» помещениях). Например, избыточное давление в 5 Па не может гарантировать отсутствие попадания вредностей из соседнего «грязного» помещения через дверной проем.

Решение. Необходимость поддержания и контроля величины избыточного давления в чистом помещении.

3. Наличие высокоэффективных HEPA-фильтров в составе системы вентиляции чистого помещения.

Применение в чистых помещениях фильтров классов H11–H14 – это основная причина, значительно отличающая процедуру проектирования системы вентиляции чистого помещения от проектирования вентиляции обычного помещения. Почему?

Системы вентиляции обычных помещений относятся к системам с постоянным расходом воздуха – CAV (const air volume) системам. Сопротивление сети в CAV-системах, как правило, незначительно изменяется в процессе эксплуатации. Таким образом, будучи один раз отбалансированными они не изменяют своих характеристик во времени.

Несколько иначе обстоят дела с системами вентиляции чистых помещений. Характерной особенностью HEPA-фильтров является значительное начальное сопротивление (сопротивление чистого фильтра) и, что особенно важно, значительный диапазон изменения сопротивления фильтра. Например, сопротивление чистого фильтра класса Н14 достигает 350 Па, а конечное (при достижении этого перепада давления фильтр заменяется) – 650 Па. Если не применять специальных способов, то из-за значительного изменения гидравлического сопротивления HEPA-фильтров в процессе эксплуатации сопротивление всей вентиляционной сети также изменяется. А это значит, что изменяются расходы воздуха, поступающие в чистые помещения, то есть без принятия специальных мер для компенсации сопротивления фильтров системы вентиляции чистых помещений будут относиться к системам с переменным расходом воздуха – VAV-системам (variable air volume).

Налицо противоречие – по технологии расходы воздуха, подаваемые в чистые помещения, не должны меняться в процессе эксплуатации, то есть по назначению система вентиляции чистых помещений относится к CAV-системе. Необходимо здесь также отметить следующую особенность применения HEPA-фильтров. Если чистое помещение не одно, а их несколько и в каждом помещении используются фильтры различного класса либо необходимы разные расходы приточного воздуха, то сопротивление веток с этими фильтрами меняется не одинаково. Это значит, что в процессе эксплуатации чистых помещений, даже в первоначально отбалансированных ветках сети, расходы воздуха будут все больше и больше отличаться от требуемых. Для компенсации этого эффекта необходимо применять специальные меры. В отечественной практике часто используют частотное регулирование. Однако приточная установка с частотным регулированием в сети с переменным сопротивлением способна поддерживать только суммарный расход и поэтому может быть эффективна только для единичного помещения.

Решение. Использование CAV-регуляторов расхода.

Используя CAV-регулятор можно VAV-систему перевести в CAV-систему. Идея заключается в том, чтобы сопротивление системы CAV-регулятор + HEPA-фильтр было постоянным в процессе эксплуатации. А для этого необходимо, чтобы при росте сопротивления HEPA-фильтра сопротивление CAV-регулятора пропорционально уменьшалось. Реализация этого алгоритма позволит сохранить постоянным расход воздуха, подаваемого в чистое помещение, и обеспечить автоматическую балансировку нескольких чистых помещений в процессе эксплуатации даже при отсутствии частотного регулирования.

CAV-регулятор представляет собой однолепестковый клапан с центральной осью вращения (рис. 1). Лепесток клапана соединен с пружиной, стремящейся открыть клапан. Под лепестком расположен небольшой пластиковый мешок с отверстием. Увеличение натяжения пружины увеличивает усилие открытия лепестка и, как следствие, изменяет настройку клапана на больший расход. При поступлении потока воздуха в регулятор мешок надувается и стремится закрыть клапан, а предварительно натянутая пружина стремится его открыть. Окончательно две силы уравновешиваются, и лепесток занимает положение, соответствующее заданному расходу воздуха, то есть поддержание постоянного расхода воздуха реализуется без использования электрических или пневматических приводов.

Схема функционирования CAV-регулятора

CAV-регуляторы могут быть круглыми диаметром от 100 до 400 мм, с расходом воздуха от 80 до 5 000 м 3 /ч и прямоугольными с сечением от 200 х 100 мм до 600 х 600 мм с расходом от 144 до 12 100 м 3 /ч.

CAV-регуляторы обладают рядом характерных особенностей, на которые следует обращать внимание при их использовании:

— требуемый минимальный напор для функционирования регулятора 50 Па;

— для каждого размера CAV-регулятора существует свой рабочий диапазон расходов – Vmin, Vmax. Например, для диаметра 160 – 216–884 м 3 /ч, соответственно, для диаметра 200 – 324–1 294 м 3 /ч;

— уровень мощности шума, генерируемого CAV-регулятором, зависит не только от расхода воздуха, но и от падения давления на регуляторе.

Пример выбора типоразмера CAV-регулятора

На притоке в чистых помещениях применяется следующая комбинация (рис. 2): CAV-регулятор + шумоглушитель (при необходимости) + отсечной клапан (при необходимости) + фильтр прямой раздачи воздуха со сменным фильтром 11 или 13 классов чистоты (Н13, Н14).

CAV + фильтр прямой раздачи воздуха

Фильтр прямой раздачи воздуха устанавливается непосредственно в чистом помещении и представляет собой герметичный корпус с контуром герметизации HEPA-фильтра и воздухораздающего устройства (ВРУ). ВРУ могут быть различного исполнения – перфорированные, вихревые или струйные. Фильтры прямой раздачи воздуха могут иметь круглые или прямоугольные патрубки, расположенные сбору или сверху.

Для определенности рассмотрим вариант: фильтр прямой раздачи воздуха c установленным в него HEPA-фильтром 575 х 575 х 78 мм и вихревым диффузором размером 600 х 600 мм. Патрубок – круглый боковой. Возможные диаметры патрубков – 198, 248, 298 мм. HEPA-фильтр при уровне мощности шума в помещении до 40 дБ(A) может пропускает 970 м 3 /ч, а вихревой диффузор только 600 м 3 /ч.

Вариант 1. Фильтр Н11

Начальный/конечный перепад давления на HEPA-фильтре – 125/250 Па. Расход воздуха ограничен вихревым диффузором и составляет 600 м 3 /ч. Минимальный перепад давления на CAV-регуляторе принят равным 50 Па. Допустимый уровень звукового давления в чистом помещении не более 35 дБ(A).

Максимальный перепад давления комплекса CAV-регулятор + HEPA-фильтр складывается из их сопротивлений в конечном состоянии и равен 50 + 250 = 300 Па. В процессе эксплуатации это сопротивление не должно меняться. Тогда в начальный момент времени, когда сопротивление чистого HEPA-фильтра равно 125 Па, сопротивление CAV будет составлять 300 – 125 = 175 Па. Результаты подбора диаметра CAV-регулятора представлены в табл. 3.

Таблица 3
Результаты подбора диаметра CAV-регулятора
Диаметр патруб. фильтра, мм Диаметр CAV, мм Звук. давл. канал, дБ(A) Звук. давл. корпус, дБ(A) Звук. давл. канал, дБ(A) Звук. давл. корпус, дБ(A) Точ-
ность,
%
Диапазон
расхода,
м 3 /ч
без глушителя с глушителем
160 49 37 35 37 5–6 216–600
200 200 45 33 36 33 7–8 324–600
250 250 42 31 34 31 9–10 522–600
315

Допустимому уровню звукового давления удовлетворяют комбинации диаметром 200 и 250 мм. Видно, что наличие канального глушителя шума обязательно.

В том случае, когда чистое помещения должно функционировать в двух режимах: рабочем (дневной) – 600 м 3 /ч и режиме проветривания (ночной) – 300 м 3 /ч, выбор диаметра CAV-регулятора будет однозначным – 200. Для обеспечения двухрежимного функционирования помещения CAV-регулятор необходимо оснастить электрическим приводом.

Если CAV-регулятор устанавливается непосредственно в чистом помещении, то уровень шума, генерируемый CAV через корпус, может превышать допустимый уровень звукового давления в помещении. В этом случае для снижения шума CAV-регулятор может поставляться с корпусом, покрытым шумоизолирующим материалом.

Вариант 2. Фильтр Н13

Начальный/конечный перепад давления – 300/600 Па. Расход воздуха ограничен вихревым диффузором и составляет 600 м 3 /ч. Минимальный перепад давления на CAV-регуляторе принят равным 50 Па. Допустимый уровень звукового давления в чистом помещении не более 35 дБ(A).

Максимальный перепад давления комплекса CAV + HEPA-фильтр складывается из сопротивления CAV и сопротивления фильтра в конечном состоянии и равен 50 + 600 = 650 Па. В начальный момент времени, когда HEPA-фильтр чистый и его сопротивление равно 300 Па, сопротивление CAV будет составлять 650 – – 300 = 350 Па. В табл. 4 представлены результаты подбора диаметра CAV-регулятора.

* Корпус CAV-регулятора с шумопоглощающим покрытием.

Для того чтобы удовлетворять требованиям акустики при использовании фильтра Н14, не только необходимо использовать канальный глушитель шума, но и CAV-регулятор должен иметь заводское шумоглушащее покрытие. Воздуховоды до и после CAV-регулятора также должны иметь шумоглушащее покрытие.

Необходимо отметить, что применение канальных глушителей шума требует увеличения напора, развиваемого приточной установкой.

Характерной конструктивной особенностью CAV-регуляторов является невозможность его полного закрытия, то есть CAV-регулятор не может выполнять функции отсечного клапана. Для «грязных» помещений возможность отсечь ветку при замене фильтра является необходимым условием. Для этих помещений CAV-регулятор должен быть доукомплектован отсечным клапаном.

С целью уменьшения монтажного размера, необходимого для размещения CAV-клапана и отсечного клапана, можно воспользоваться VAV-регулятором с функцией поддержания постоянного расхода. VAV-регулятор – клапан с электрическим или пневматическим приводом и управляющим контроллером. В зависимости от назначения VAV-регулятор может выполнять функции CAV-регулятора с возможностью поддержания постоянного или нескольких расходов, а также может выполнять функции отсечного клапана.

Если VAV-регулятор укомплектовать датчиком перепада давления, он может быть использован для поддержания избыточного давления в чистых помещениях или разрежения в «грязных» помещениях.

Список возможных задач, для решения которых целесообразно использовать VAV-регулятор

1. Поддержание постоянного расхода с возможностью полного закрытия клапана. Использование привода с возвратной пружиной позволяет закрыть клапан при отключении электропитания.

2. Поддержание заданных параметров в помещении путем изменения расхода воздуха по сигналу с внешнего датчика. Возможно поддержание следующих параметров – температуры, концентрации CO2, влажности.

3. Изменение расхода с помощью управляющего сигнала.

4. Поддержание избыточного давления в помещении или разрежения.

5. Ограничение избыточного давления в канале или перепада давления между каналами.

6. Для агрессивных сред используются специальные пластики или нержавеющая сталь в качестве материала корпуса.

Конструктивно VAV-регуляторы могут быть:

— круглые: D100–400 мм с диапазоном расходов 40–6 000 м 3 /ч;

— прямоугольные: 200 x 100 – 1 000 x 1 000 с расходом 30–36 400 м 3 /ч.

Минимально допустимый перепад на VAV-регуляторе – 50 Па. Диапазон регулирования расхода – стандартно 1:4, а в зависимости от типа контроллера – 1:10.

Для использования в чистых помещениях особый интерес представляют VAV-регуляторы с функциями поддержания давления. В качестве контроллера используется контроллер фирмы BELIMO – VRP STP. В качестве датчика давления – мембранный датчик фирмы BELIMO – VFP 100.

Возможные диапазоны поддержания избыточного давления комплексом VRP STP + VFP 100 представлены в табл. 5.

Таблица 4
Результаты подбора CAV-регулятор
Диаметр
патруб,
мм
Диаметр
CAV, мм
Звук.
давл.
канал,
дБ(A)
Звук.
давл.
корпус,
дБ (A)
Звук.
давл.
канал,
дБ (A)
Звук.
давл.
корпус,
дБ (A)
Точ-
ность,
%
Диапазон
расхода,
м 3 /ч
без глушителя с глушителем
160 56 44 40 19* 5–6 216–600
200 200 51 39 34 39 (16*) 7–8 324–600
250 250 50 38 34 38 (13*) 9–10 522–600
315
Таблица 5
Возможные диапазоны поддержания избыточного давления комплексом VRP STP + VFP 100
Номинальный
перепад, Па
Максимальный
поддерживаемый
перепад, Па
100 до 30
50 до 15
25 до 7,5

Выбор требуемого значения избыточного перепада давления в помещении и определение, относительно какого помещения его необходимо поддерживать, являются задачами технолога.

На рис. 3 показано чистое помещение с функцией поддержания избыточного давления воздуха.

Схема чистого помещения с функцией поддержания избыточного давления воздуха:

1 – CAV-регулятор с приводом для использования в двух режимах эксплуатации чистого помещения;

2 – отсечной клапан;

5 – VAV-регулятор с функцией поддержания давления

Подбор типоразмера VAV осуществляется по алгоритму, подобному выбору CAV-регулятора. Зная расход воздуха, допустимый уровень звукового давления в помещении и перепад давления на VAV-регуляторе, выбирается сечение регулятора, а также наличие шумоглушителя или/и шумоглушащего покрытия корпуса клапана.

Как правило, в VAV-регуляторах применяется электропривод. Время полного открытия клапана со стандартным приводом составляет 90 с. Что может случиться за это время?

Рассмотрим в качестве примера чистое помещение с тамбуром. Тамбур-шлюз открывается. Из-за утечек через тамбур-шлюз давление в чистом помещении начинает падать. Поддерживая избыточное давление в помещении, VAV-регулятор начинает закрываться. При полностью открытом шлюзе VAV-регулятор закроется полностью. Затем тамбур начинает закрываться, давление растет и VAV-регулятор открывается. До расчетного положения регулятора необходимо 90 с. За это время давление в помещении может существенно превысить допустимый предел. Выход из ситуации – использование или высокоскоростных (более дорогих) электрических приводов, или приводов пневматических, либо выбор VAV-регулятора большего размера, имеющего большую пропускную способность.

В качестве вывода можно отметить, что использование CAV- и VAV-регуляторов расхода для чистых помещений позволяет успешно решать проблему поддержания постоянного расхода приточного воздуха и избыточного давления воздуха в помещении. Эксплуатация чистого помещения в режиме рабочий/дежурный также может быть легко реализована с помощью CAV/VAV-регуляторов, использование которых способствует снижению эксплуатационных затрат за счет увеличения срока эксплуатации фильтров.

Литература

1. ГОСТ ИСО 14644–1–2002. Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Ч. 1. Классификация чистоты воздуха.

2. ГОСТ Р ИСО 14644–4–2002. Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Ч. 4. Проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию.

3. ГОСТ Р ИСО 14644–5–2005. Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Ч. 5. Эксплуатация.

4. Чистые помещения. Под ред. А. Е.Федотова. Второе изд. – М. : АСИНКОМ, 2003.

5. ГОСТ Р 51251–99. Фильтры очистки воздуха. Классификация. Маркировка.

Источник

Читайте также:  Что может быть поем подымается давление

Диагностика и виды давления © 2020
Все права сохранены © 2020. Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению. Обязательно проконсультируйтесь с вашим лечащим врачом. Внимание! Материалы могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет. 18+

Adblock
detector