近年来，P3生物安全等级棉花糖直播在线观看:实验室已在各地建成，许多项目(mu)已投入使用(yong)。由于生物安全实(shi)验(yan)(yan)室特殊的(de)(de)高生物危害性，无(wu)论系统(tong)(tong)是否正常运(yun)行或发生故(gu)障，都(dou)必须始终保(bao)证(zheng)实(shi)验(yan)(yan)室内必要(yao)(yao)的(de)(de)负压(ya)，以保(bao)证(zheng)生物安全柜等(deng)重(zhong)污(wu)染实(shi)验(yan)(yan)设备相对(dui)于实(shi)验(yan)(yan)室保(bao)持(chi)必要(yao)(yao)的(de)(de)负压(ya)，从而避免生物污(wu)染的(de)(de)泄漏，保(bao)证(zheng)操(cao)作人员(yuan)的(de)(de)安全。因此，确(que)保(bao)系统(tong)(tong)24小时(shi)处于安全状(zhuang)态是设计者和建造者的(de)(de)一项重(zhong)要(yao)(yao)任务(wu)。根据(ju)生物安全实(shi)验(yan)(yan)室暖通(tong)空调系统(tong)(tong)的(de)(de)故(gu)障状(zhuang)况，从系统(tong)(tong)安全运(yun)行要(yao)(yao)求的(de)(de)角度阐(chan)述暖通(tong)空调自动(dong)控(kong)制系统(tong)(tong)的(de)(de)设计原则。

1 与设计相关的主要运行故障

1.1 送风系统故障

由(you)于(yu)排气系统的强(qiang)有力保证(zheng)，从(cong)故(gu)障发(fa)生到(dao)人(ren)员安(an)全疏(shu)散期间，尽管室内会(hui)有很(hen)高的负压(ya)，但始终可以(yi)保证(zheng)生物安(an)全柜不会(hui)相对于(yu)室内处(chu)于(yu)正压(ya)或实(shi)验室内处(chu)于(yu)正压(ya)。

1.2 各类风量及压力传感器故障

传(chuan)(chuan)感器出现故障后，错误信(xin)号的(de)(de)传(chuan)(chuan)输将导致系统违背设(she)计(ji)者(zhe)的(de)(de)意愿运行。因此，设(she)计(ji)者(zhe)和建造者(zhe)需(xu)要熟悉各种(zhong)传(chuan)(chuan)感器的(de)(de)性能(neng)，选择性能(neng)匹配、质(zhi)量稳(wen)定(ding)可靠的(de)(de)传(chuan)(chuan)感器。传(chuan)(chuan)感器的(de)(de)响(xiang)应特性往往容易被(bei)忽(hu)略，使得调试结果偏(pian)离(li)设(she)计(ji)值(zhi)。这对(dui)设(she)计(ji)师(shi)来(lai)说尤其重要。

1.3 排风系统故障

排(pai)(pai)气扇(shan)或排(pai)(pai)气扇(shan)逆变器的(de)故障(zhang)对(dui)整个系(xi)(xi)统是致命(ming)的(de)。因(yin)此，通(tong)风生(sheng)物(wu)安全(quan)(quan)系(xi)(xi)统实(shi)(shi)验(yan)室(shi)必(bi)须配备(bei)备(bei)用(yong)排(pai)(pai)气扇(shan)和(he)备(bei)用(yong)排(pai)(pai)气扇(shan)逆变器。然(ran)而(er)，在细(xi)节上，仅仅有一(yi)个备(bei)用(yong)的(de)排(pai)(pai)气扇(shan)或变频(pin)器是远远不够的(de)。生(sheng)物(wu)安全(quan)(quan)实(shi)(shi)验(yan)室(shi)的(de)高(gao)生(sheng)物(wu)危(wei)害性要求在实(shi)(shi)验(yan)室(shi)白天的(de)工作(zuo)状(zhuang)态下(xia)，实(shi)(shi)验(yan)室(shi)的(de)正(zheng)压不允(yun)许为偶(ou)数1s，生(sheng)物(wu)安全(quan)(quan)柜相对(dui)于实(shi)(shi)验(yan)室(shi)的(de)正(zheng)压不允(yun)许为偶(ou)数1s。这就对(dui)暖(nuan)通(tong)空(kong)调(diao)和(he)暖(nuan)通(tong)空(kong)调(diao)自动控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)统设计提出了更(geng)高(gao)的(de)要求，即当排(pai)(pai)气扇(shan)或排(pai)(pai)气变频(pin)器出现故障(zhang)时，系(xi)(xi)统自动切换到(dao)备(bei)用(yong)排(pai)(pai)气扇(shan)和(he)备(bei)用(yong)排(pai)(pai)气变频(pin)器时，如(ru)何保(bao)证实(shi)(shi)验(yan)室(shi)柜相对(dui)于房(fang)间(jian)的(de)负(fu)压和(he)生(sheng)物(wu)安全(quan)(quan)。

排气扇(shan)(shan)(shan)逆(ni)变(bian)(bian)器最严重的故(gu)障(zhang)(zhang)是停(ting)止排气扇(shan)(shan)(shan)。由(you)排气风扇(shan)(shan)(shan)故(gu)障(zhang)(zhang)或排气风扇(shan)(shan)(shan)逆(ni)变(bian)(bian)器故(gu)障(zhang)(zhang)引(yin)起的排气风扇(shan)(shan)(shan)停(ting)机统称为排气系(xi)统停(ting)机故(gu)障(zhang)(zhang)。

2 排风系统停机故障、排风设备自动切换时,避免房间出现正压的设计原则

以实验(yan)室(shi)中的(de)P3生物(wu)安全实验(yan)室(shi)为例(li)，阐述了设(she)计原则。本项(xiang)目采用可编程控制器控制系(xi)统(tong)，只有一(yi)(yi)个(ge)实验(yan)室(shi)。实验(yan)室(shi)的(de)排气系(xi)统(tong)和生物(wu)安全柜排气系(xi)统(tong)共用一(yi)(yi)个(ge)排气系(xi)统(tong)。

2.1 排风系统停机故障瞬间分析

首先，假设(she)生物安全(quan)实验室暖通(tong)空(kong)调(diao)和暖通(tong)空(kong)调(diao)自(zi)动化系统(tong)设(she)计如下。

1)当排(pai)气(qi)系(xi)统(tong)关闭且(qie)排(pai)气(qi)设备自动(dong)切换(huan)时(shi)，不采取(qu)措施避(bi)免室内正压(ya)。

2)收集排(pai)气(qi)系(xi)统故障(zhang)信号是惯例，即设置(zhi)气(qi)流(liu)开关。当排(pai)气(qi)管中的空气(qi)量接(jie)近零时，流(liu)量开关向控制中心(xin)发(fa)送开/关信号，报告排(pai)气(qi)系(xi)统的停机故障(zhang)。

基(ji)于上述假设，模拟排(pai)(pai)气(qi)系(xi)统(tong)停(ting)止时的生(sheng)物安全状(zhuang)况实验(yan)(yan)(yan)室(shi)。实验(yan)(yan)(yan)记录表明(ming)，排(pai)(pai)气(qi)系(xi)统(tong)停(ting)止后，实验(yan)(yan)(yan)室(shi)在4秒内有正(zheng)压(ya)。控制(zhi)中心感觉排(pai)(pai)气(qi)系(xi)统(tong)的停(ting)机故障大约在10秒后。

该数据(ju)是本例的测量数据(ju)，不同项(xiang)目之间(jian)(jian)会有差(cha)异。因此，可(ke)以看出(chu)，在故障发生后的很短时间(jian)(jian)内(nei)(约4秒)，房间(jian)(jian)内(nei)出(chu)现(xian):

1)正压。主要原因(yin)是为了(le)生物安全实验(yan)室(shi)，为了(le)确保室(shi)内负压的(de)(de)(de)供(gong)气(qi)量(liang)和排(pai)(pai)(pai)气(qi)量(liang)之间的(de)(de)(de)差(cha)异(这(zhei)里(li)的(de)(de)(de)排(pai)(pai)(pai)气(qi)量(liang)指的(de)(de)(de)是室(shi)内加上实验(yan)设备的(de)(de)(de)总排(pai)(pai)(pai)气(qi)量(liang))已经非常小，大约为每小时(shi)10到120 m3。在排(pai)(pai)(pai)气(qi)系(xi)统关闭(bi)故(gu)障的(de)(de)(de)情(qing)况下，室(shi)内的(de)(de)(de)排(pai)(pai)(pai)气(qi)量(liang)可(ke)以(yi)在1到2 s内减(jian)少120 m3。因(yin)此，尽管(guan)4s仅仅是第四个(ge)实验(yan)室(shi)的(de)(de)(de)测试数据

2.2 避免房间出现正压的设计思路

从上面可(ke)以看(kan)出，为(wei)了避(bi)免室内出现正(zheng)压，必须采取(qu)两个步(bu)骤:

1)使控(kong)制中心在(zai)最(zui)大快速度时检测排气系统(tong)的(de)停机故障。

2)使控(kong)制(zhi)中心和控(kong)制(zhi)执行系统在(zai)快速度采(cai)取措施，避(bi)免正压(ya)。

对于本例，上述(shu)两个步(bu)骤必须在4秒内完成。

2.3 避免房间出现正压的技术措施

本例(li)采用了以下措施。

1)排(pai)(pai)(pai)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)歧管上(shang)设(she)计(ji)了一个(ge)(ge)(ge)响应速度快的(de)风量(liang)传(chuan)感(gan)器，专门用(yong)于(yu)判(pan)断(duan)排(pai)(pai)(pai)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)系统的(de)停(ting)机故(gu)(gu)(gu)障。用(yong)于(yu)判(pan)断(duan)排(pai)(pai)(pai)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)系统停(ting)机故(gu)(gu)(gu)障的(de)排(pai)(pai)(pai)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)容积被设(she)置在(zai)(zai)较高的(de)水平，这不(bu)会导致控制中心误(wu)判(pan)故(gu)(gu)(gu)障，但也使得控制中心能够在(zai)(zai)不(bu)到(dao)2s的(de)时间内感(gan)测排(pai)(pai)(pai)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)系统停(ting)机故(gu)(gu)(gu)障。该空(kong)(kong)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)量(liang)传(chuan)感(gan)器不(bu)同于(yu)排(pai)(pai)(pai)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)歧管上(shang)设(she)计(ji)的(de)另一个(ge)(ge)(ge)空(kong)(kong)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)量(liang)传(chuan)感(gan)器，后者(zhe)具有较慢的(de)响应速度和较好的(de)抗湍流性(xing)。后者(zhe)主要用(yong)于(yu)实现前者(zhe)无(wu)法考(kao)虑的(de)室内压力稳定性(xing)问题(ti)(关于(yu)在(zai)(zai)同一排(pai)(pai)(pai)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)歧管上(shang)设(she)计(ji)两(liang)个(ge)(ge)(ge)性(xing)能完全不(bu)同的(de)风量(liang)传(chuan)感(gan)器，笔者(zhe)打算再写一篇文章(zhang)介(jie)绍(shao))。

2)供气(qi)(qi)系(xi)统(tong)主管道上设计了一个可(ke)完全关闭的电动蝶阀(fa)。阀(fa)门采用响(xiang)应速度为(wei)115秒(miao)的执(zhi)行器，使控制执(zhi)行系(xi)统(tong)在不到2秒(miao)的时(shi)间内(nei)快速切(qie)断系(xi)统(tong)的供气(qi)(qi)，有效避免室内(nei)正压。

此外(wai)，结(jie)论对(dui)其(qi)他措施是(shi)(shi)否(fou)定(ding)的(de)，如尽快减少供(gong)(gong)气(qi)量(liang)(liang)(包(bao)括风(feng)(feng)机(ji)变(bian)频控(kong)制)以及使用定(ding)风(feng)(feng)量(liang)(liang)阀(fa)(fa)能(neng)(neng)否(fou)保证房间负压。如果鼓(gu)风(feng)(feng)机(ji)变(bian)频控(kong)制的(de)速(su)度无限增加，这相(xiang)当于迫使鼓(gu)风(feng)(feng)机(ji)立即关闭。然(ran)而，即使如此，鼓(gu)风(feng)(feng)机(ji)必须(xu)经历的(de)停机(ji)时间也不(bu)能(neng)(neng)满足上(shang)述步(bu)骤2)中快速(su)响应(ying)速(su)度的(de)要求(qiu)。生物安全实(shi)验室(shi)要求(qiu)各种排(pai)气(qi)实(shi)验设备具有负压，排(pai)气(qi)系(xi)统采(cai)(cai)用可变(bian)风(feng)(feng)量(liang)(liang)阀(fa)(fa)，供(gong)(gong)气(qi)系(xi)统采(cai)(cai)用恒(heng)定(ding)风(feng)(feng)量(liang)(liang)阀(fa)(fa)。恒(heng)定(ding)空气(qi)量(liang)(liang)阀(fa)(fa)的(de)功能(neng)(neng)是(shi)(shi)固定(ding)空气(qi)供(gong)(gong)应(ying)量(liang)(liang)，而不(bu)是(shi)(shi)将空气(qi)供(gong)(gong)应(ying)量(liang)(liang)从010减少到10007，这正好相(xiang)反(fan)。作者在调试(shi)(shi)过程(cheng)中对(dui)上(shang)述两种方法进(jin)行(xing)了测(ce)试(shi)(shi)，测(ce)试(shi)(shi)结(jie)果证明它们是(shi)(shi)不(bu)可行(xing)的(de)。当模拟排(pai)气(qi)系(xi)统的(de)停机(ji)故障时，房间将迅速(su)经历正压。

3 结论

通(tong)(tong)过(guo)(guo)采取上述措施，通(tong)(tong)过(guo)(guo)切断电源模拟排(pai)气(qi)系统的停机故障(zhang)和排(pai)气(qi)设(she)备(bei)的自动切换(huan)，完全(quan)避免(mian)了室内的正压(ya)。2004年底，该项目通(tong)(tong)过(guo)(guo)了美国(guo)专(zhuan)业检(jian)测组织的检(jian)测。

需(xu)要(yao)(yao)补充(chong)的(de)(de)是，在本项目调(diao)试实(shi)验(yan)中观察到(dao)，备(bei)(bei)用排(pai)气(qi)扇在故障发(fa)生(sheng)后(hou)(hou)约2s从(cong)控(kong)制(zhi)中心收到(dao)指令后(hou)(hou)立即(ji)启(qi)动(dong)，启(qi)动(dong)后(hou)(hou)达到(dao)设定的(de)(de)排(pai)气(qi)量(liang)。在此期(qi)间(jian)，由于供气(qi)主(zhu)管(guan)道(dao)的(de)(de)蝶(die)(die)阀同(tong)(tong)时关(guan)闭，房(fang)间(jian)需(xu)要(yao)(yao)经(jing)历相对较(jiao)大的(de)(de)负压(ya)状态(tai)。之(zhi)后(hou)(hou)，供气(qi)主(zhu)管(guan)道(dao)蝶(die)(die)阀开(kai)启(qi)，系(xi)(xi)统(tong)(tong)从(cong)振(zhen)荡(dang)到(dao)稳定需(xu)要(yao)(yao)较(jiao)长的(de)(de)恢复时间(jian)，前后(hou)(hou)约需(xu)10 ~ 15分钟(zhong)。调(diao)试期(qi)间(jian)，发(fa)现实(shi)验(yan)室(shi)(shi)各(ge)有(you)(you)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)特点。即(ji)使(shi)相同(tong)(tong)的(de)(de)实(shi)验(yan)室(shi)(shi)使(shi)用具有(you)(you)不(bu)同(tong)(tong)特性(xing)的(de)(de)空(kong)气(qi)量(liang)传感器，恢复时间(jian)也会不(bu)同(tong)(tong)。然而，这(zhei)属于自动(dong)调(diao)试的(de)(de)范畴，不(bu)能纳入暖(nuan)通(tong)空(kong)调(diao)设计理论。无(wu)论负压(ya)大还是由于排(pai)气(qi)系(xi)(xi)统(tong)(tong)停机故障导(dao)致振(zhen)荡(dang)，切换到(dao)备(bei)(bei)用排(pai)气(qi)系(xi)(xi)统(tong)(tong)初始状态(tai)，都会导(dao)致系(xi)(xi)统(tong)(tong)短期(qi)混乱(luan)，但始终没(mei)有(you)(you)正压(ya)，符合生(sheng)物(wu)(wu)安(an)全实(shi)验(yan)室(shi)(shi)安(an)全运(yun)行的(de)(de)要(yao)(yao)求。DDC控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)统(tong)(tong)或实(shi)验(yan)室(shi)(shi)的(de)(de)多个(ge)P3或P4生(sheng)物(wu)(wu)安(an)全实(shi)验(yan)室(shi)(shi)可采(cai)用相同(tong)(tong)的(de)(de)设计原则。但是，应注意(yi)供暖(nuan)和通(tong)风(feng)系(xi)(xi)统(tong)(tong)的(de)(de)划分，即(ji)实(shi)验(yan)室(shi)(shi)房(fang)间(jian)的(de)(de)通(tong)风(feng)系(xi)(xi)统(tong)(tong)和实(shi)验(yan)设备(bei)(bei)的(de)(de)通(tong)风(feng)系(xi)(xi)统(tong)(tong)(如生(sheng)物(wu)(wu)安(an)全01