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風(fēng)閥簡史——風(fēng)系統(tǒng)平衡技術(shù)的進(jìn)化

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

手動風(fēng)閥時代

二十多年以前，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)大多采用的是手動風(fēng)閥。系統(tǒng)調(diào)試非常耗時費(fèi)力——一個人在房間里測量風(fēng)口的風(fēng)量，同時另一個人在吊頂內(nèi)跟著調(diào)整風(fēng)閥開度；一個房間的風(fēng)量和壓差剛剛調(diào)合適了，可是其他房間風(fēng)閥的調(diào)整又破壞了剛剛調(diào)好的參數(shù)；調(diào)試人員需要翻來覆去地調(diào)整。

可是“好景不長”，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行一段時間后，房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)尤其是房門的氣密性會發(fā)生改變，風(fēng)閥的葉片位置可能松動，高效過濾器和空調(diào)機(jī)組過濾器的阻力會上升。這些因素都導(dǎo)致房間的風(fēng)量和壓差會發(fā)生改變。如果偏差即將超過允許值，就需要重新調(diào)整風(fēng)閥。

自力式定風(fēng)量風(fēng)閥時代

后來出現(xiàn)了自力式風(fēng)量控制閥，這種風(fēng)閥是利用機(jī)械機(jī)構(gòu)“自動”控制風(fēng)量，而且在一定的工作壓差范圍內(nèi)具備“壓力無關(guān)性”。用戶可以現(xiàn)場設(shè)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(zhǔn)確程度比較低。有些廠家的產(chǎn)品保持壓力無關(guān)的壓差范圍較窄，有些產(chǎn)品最小工作壓差遠(yuǎn)大于標(biāo)稱值。安裝公司抱怨風(fēng)量標(biāo)定偏差大，風(fēng)量控制不穩(wěn)定，給系統(tǒng)調(diào)試帶來很大困難。

文丘里風(fēng)閥不需要直管段，壓力無關(guān)特性較好。不過文丘里閥對安裝“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(jī)械方式的“前饋”控制閥。廠家在出廠的時候需要逐臺標(biāo)定一個或多個風(fēng)量工況點(diǎn)。排風(fēng)中的污染物可能會沉積在閥的機(jī)構(gòu)上，彈簧材料的特性也會隨時間改變，從而影響風(fēng)量控制準(zhǔn)確度和響應(yīng)。

盡管在房間壓力控制和長期運(yùn)行中依然存在一些問題，但是在自動控制系統(tǒng)還沒有普及的時代，自力式風(fēng)閥還是大大降低了調(diào)試的難度和工作量。

電動”定/變風(fēng)量閥”時代

均速管風(fēng)量測量裝置與控制器和電動蝶閥的結(jié)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，所以不需要出廠標(biāo)定，而且風(fēng)量的準(zhǔn)確性基本不隨時間而改變。

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

不過，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(zhǔn)確度。這在一定程度上限制了這種定風(fēng)量閥的應(yīng)用或現(xiàn)場表現(xiàn)。

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(rèn)為定風(fēng)量閥只能有一個風(fēng)量設(shè)定值；而有人認(rèn)為變風(fēng)量閥就可以實(shí)現(xiàn)多個風(fēng)量設(shè)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)量閥稱為變風(fēng)量風(fēng)量控制閥（簡稱“風(fēng)量控制閥”），無論是有一個還是多個或無數(shù)個風(fēng)量設(shè)定值；而把以房間壓差控制為目的稱為變風(fēng)量壓差控制閥（簡稱“壓差控制閥”）。（詳見《“名正言順”——風(fēng)量控制閥FCV和壓差控制閥PCV名字的由來》一文。）

風(fēng)量和壓差控制閥（FCV&PCV）和變送變排時代

FCV/PCV風(fēng)量和壓差控制閥通過通訊與中央控制系統(tǒng)組成分布式群控系統(tǒng)，所有風(fēng)量和壓差控制閥都納入整個監(jiān)控系統(tǒng)，控制閥既能相對獨(dú)立控制，用戶又可以根據(jù)風(fēng)閥狀態(tài)進(jìn)行集中優(yōu)化控制?？照{(diào)系統(tǒng)從定風(fēng)量系統(tǒng)升級為變風(fēng)量系統(tǒng)，并將環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)升級為“全數(shù)字控制管理系統(tǒng)”，把受控環(huán)境的控制帶入了萬物互聯(lián)時代，給用戶帶來附加價(jià)值。

1)         大幅減少調(diào)試周期和費(fèi)用。

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

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

將既有機(jī)械定風(fēng)量閥系統(tǒng)改為變風(fēng)量系統(tǒng)，回收期不超過3-4年。并且，日后改進(jìn)操作或使用先進(jìn)工藝設(shè)備，可以降低換氣次數(shù)。例如，藥廠灌裝車間采用封閉設(shè)備，將B級區(qū)改為C級區(qū)，實(shí)現(xiàn)大幅降低換氣次數(shù)，節(jié)約能耗。

3)         實(shí)時監(jiān)控，并精準(zhǔn)調(diào)控風(fēng)量和房間壓差，無需人工進(jìn)行風(fēng)量平衡和房間壓力梯度調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)保持生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)環(huán)境符合法規(guī)要求，極大減少質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，以及人工干預(yù)和維護(hù)成本。

實(shí)時監(jiān)控所有房間送風(fēng)量（換氣次數(shù)），監(jiān)控關(guān)鍵房間和設(shè)備的排風(fēng)量，實(shí)時監(jiān)控所有房間壓差。并實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控，風(fēng)量偏差≤5%，壓差控制精度可達(dá)±3Pa. 保證了潔凈室環(huán)境參數(shù)的連續(xù)一致性，在滿足法規(guī)要求的同時，獲得更多節(jié)能收益。

4)         通過風(fēng)閥狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)對所有變風(fēng)量閥進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。減少并避免設(shè)備不良狀況及故障對生產(chǎn)的影響。