CN112682891A - 一种室内负压环境的压力控制系统、方法和控制器 - Google Patents

一种室内负压环境的压力控制系统、方法和控制器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种室内负压环境的压力控制系统，包括：压差检测单元、送风单元、排风单元和控制器；所述压差检测单元设置在控制区与临室之间，用于检测控制区与临室之间的压差值；所述控制器用于控制所述排风单元以特定的排风量将控制区的空气排出；所述控制器还用于根据所述压差值控制所述送风单元的风机频率和送风量，以使控制区与临室之间的压差值保持在预设范围内。本发明所述的压力控制系统通过在控制区内配置送风单元、排风单元和生物安全柜排风单元，能够使控制区保持稳定的压力，可满足生物安全柜不同状态的排风量变化要求，使室内控制区相对临室始终保持负压，以避免控制区内有毒污染物外泄，有利于保持控制区的环境安全可靠。

Description

一种室内负压环境的压力控制系统、方法和控制器
技术领域
本发明涉及室内压力控制技术领域，具体涉及一种室内负压环境的压力控制系统、方法和控制器。
背景技术
在某些特定场所内，比如医院医疗检验科室、生物实验室通常需要保证洁净环境，对于细胞毒素配置区、抗生素配置区等，还需要相对临室保持负压，以免医疗工艺过程中的有毒污染物外泄。可见，这些区域的室内压力控制至关重要。此外，对于使用生物安全柜的细胞毒素配置区，因生物安全柜自带排风系统(外排)，其开启使用和停用都会影响室内总排风量，而现有的空调送风、排风系统没有考虑生物安全柜排风的影响，致使室内不能维持稳定的负压环境。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种室内负压环境的压力控制系统、方法和控制器。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种室内负压环境的压力控制系统，包括：
压差检测单元、送风单元、排风单元和控制器；
所述压差检测单元设置在控制区与临室之间，用于检测控制区与临室之间的压差值；
所述控制器用于控制所述排风单元以特定的排风量将控制区的空气排出；
所述控制器还用于根据所述压差值控制所述送风单元的风机频率和送风量，以使控制区与临室之间的压差值保持在预设范围内。
可选的，所述送风单元包括：
空气处理机组、送风管和第一定风量阀；
所述送风管的一端与所述空气处理机组相连，另一端与控制区的送风口相连；所述第一定风量阀设置在所述送风管上；
所述空气处理机组和所述第一定风量阀分别与所述控制器电连接。
可选的，所述排风单元包括：
排风机、第一排风管和第二定风量阀；
所述第一排风管的一端与所述排风机相连，另一端与控制区的回风口相连；所述第二定风量阀设置在所述排风管上；
所述排风机和所述第二定风量阀分别与所述控制器电连接。
可选的，在所述控制区的回风口上设置有空气过滤器。
可选的，还包括：生物安全柜排风单元；
所述生物安全柜排风单元包括：生物安全柜和第二排风管；
所述第二排风管与所述生物安全柜相连，所述生物安全柜还与所述控制器电连接。
本发明还提供了一种室内负压环境的压力控制方法，包括：
获取被控室内与临室之间的压差值；
判断被控室内与临室之间的压差值是否在预设范围内；
当所述压差值在预设范围内时，保持当前的风机频率和送风量继续运行；
当所述压差值不在预设范围内时，调节送风单元的风机频率和/或送风量，以使被控室内与临室之间的压差值在预设范围内。
可选的，当被控室内的生物安全柜未开启时，所述当所述压差值不在预设范围内时，调节送风单元的风机频率和/或送风量，包括：
如果所述压差值大于第一预设值，则调节送风管上的第一定风量阀的开度，以减小新风送风量；
如果所述压差值小于第二预设值，则调节送风管上的第一定风量阀的开度，增大新风送风量；
所述第一预设值大于所述第二预设值。
可选的，还包括：
当被控室内的生物安全柜开启时，空气处理机组升频运行，每次上升特定频率，并检测被控室内与临室之间的压差值。
可选的，当被控室内的生物安全柜开启时，当检测的被控室内与临室之间的压差值不在预设范围内时，调节送风单元的风机频率和/或送风量，包括：
如果所述压差值大于第一预设值，则调节送风管上的第一定风量阀的开度，以减小新风送风量；
如果所述压差值小于第二预设值，则检测空气处理机组是否已达到设定的最大运行频率；当空气处理机组已达到设定的最大运行频率时，调节送风管上的第一定风量阀的开度，增大新风送风量；当空气处理机组未达到设定的最大运行频率时，将空气处理机组的运行频率上升特定频率，并循环检测被控室内与临室之间的压差值；
所述第一预设值大于所述第二预设值。
可选的，还包括：
当被控室内的生物安全柜准备停机时，空气处理机组降频运行，降至最低频率后，生物安全柜停机。
本发明还提供了一种控制器，用于执行前面任一项所述的室内负压环境的压力控制方法。
本发明采用以上技术方案，所述一种室内负压环境的压力控制系统，包括：压差检测单元、送风单元、排风单元和控制器；所述压差检测单元设置在控制区与临室之间，用于检测控制区与临室之间的压差值；所述控制器用于控制所述排风单元以特定的排风量将控制区的空气排出；所述控制器还用于根据所述压差值控制所述送风单元的风机频率和送风量，以使控制区与临室之间的压差值保持在预设范围内。本发明所述的压力控制系统通过在控制区内配置送风单元、排风单元和生物安全柜排风单元，能够使控制区保持稳定的压力。该压力控制系统可满足生物安全柜不同状态的排风量变化要求，自动调节，使室内控制区相对临室始终保持一定负压，以避免控制区内有毒污染物外泄，有利于保持控制区的环境安全可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种室内负压环境的压力控制系统提供的整体结构示意图；
图2是本发明一种室内负压环境的压力控制方法实施例一提供的流程示意图；
图3是本发明一种室内负压环境的压力控制方法实施例二提供的流程示意图；
图4是本发明一种室内负压环境的压力控制方法实施例三提供的流程示意图；
图5是本发明一种室内负压环境的压力控制方法实施例四提供的流程示意图。
图中：1、压差检测单元；2、送风单元；21、空气处理机组；22、送风管；23、第一定风量阀；3、送风口；4、排风单元；41、排风机；42、第一排风管；43、第二定风量阀；5、回风口；6、空气过滤器；7、生物安全柜排风单元；71、生物安全柜；72、第二排风管；8、控制器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
图1是本发明一种室内负压环境的压力控制系统提供的整体结构示意图。
如图1所示，本实施例所述的一种室内负压环境的压力控制系统，包括：
压差检测单元1、送风单元2、排风单元4和控制器8；
所述压差检测单元1设置在控制区与临室之间，用于检测控制区与临室之间的压差值；
所述控制器8用于控制所述排风单元4以特定的排风量将控制区的空气排出；
所述控制器8还用于根据所述压差值控制所述送风单元2的风机频率和送风量，以使控制区与临室之间的压差值保持在预设范围内。
进一步的，所述送风单元2包括：
空气处理机组21、送风管22和第一定风量阀23；
所述送风管22的一端与所述空气处理机组21相连，另一端与控制区的送风口3相连；所述第一定风量阀23设置在所述送风管22上；
所述空气处理机组21和所述第一定风量阀23分别与所述控制器8电连接。
进一步的，所述排风单元4包括：
排风机41、第一排风管42和第二定风量阀43；
所述第一排风管42的一端与所述排风机41相连，另一端与控制区的回风口5相连；所述第二定风量阀43设置在所述排风管上；
所述排风机41和所述第二定风量阀43分别与所述控制器8电连接。
图1中虚线表示电连接，传递控制信号。
进一步的，在所述控制区的回风口5上设置有空气过滤器6。
进一步的，所述压力控制系统还包括：生物安全柜排风单元7；
所述生物安全柜排风单元7包括：生物安全柜71和第二排风管72；
所述第二排风管72与所述生物安全柜71相连，所述生物安全柜71还与所述控制器8电连接。
本实施例所述的压力控制系统通过在控制区内配置送风单元2、排风单元4和生物安全柜排风单元7，能够使控制区保持稳定的压力。该压力控制系统可满足生物安全柜71不同状态的排风量变化要求，自动调节，使室内控制区相对临室始终保持一定负压，以避免控制区内有毒污染物外泄，有利于保持控制区的环境安全可靠。
图2是本发明一种室内负压环境的压力控制方法实施例一提供的流程示意图。
如图2所示，本实施例所述的一种室内负压环境的压力控制方法，包括：
S201：获取被控室内与临室之间的压差值；
具体的，所述压差值是由设置在被控室内与临室之间的压差传感器采集得到的。
S202：判断被控室内与临室之间的压差值是否在预设范围内；
S203：当所述压差值在预设范围内时，保持当前的风机频率和送风量继续运行；
S204：当所述压差值不在预设范围内时，调节送风单元的风机频率和/或送风量，以使被控室内与临室之间的压差值在预设范围内。
所述室内负压环境的压力控制方法在实际使用中，如图3所示，当系统刚开启时，未开启生物安全柜时，所述压力控制方法包括：
S301：开启排风机；
S302：调节第二定风量阀以使排风量固定为G排；
S303：开启空气处理机组，使空气处理机组的风机频率保持n1运行；
S304：获取被控室内与临室之间的压差值，即被控室内的压力与临室的压力之差；
S305：判断被控室内与临室之间的压差值是否在预设范围内；
S306：如果所述压差值在预设范围内，则保持当前的风机频率和送风量继续运行；
S307：如果所述压差值不在预设范围内，则判断所述压差值是否大于第一预设值；
S308：如果所述压差值大于第一预设值，则调节送风管上的第一定风量阀的开度，以减小新风送风量，并执行S304-S308；
S309：否则，调节送风管上的第一定风量阀的开度，增大新风送风量，并执行S304-S309。
将所述第一预设值记为P1，所述第二预设值记为P2，P2＜P1＜0Pa。
需要说明的是，每次调节送风管上的第一定风量阀的开度，以减小新风送风量时，每次设定新风量减小G0，循环检测被控室内与临室之间的压差值，直至被控室内与临室之间的压差值在P2-P1之间；每次调节送风管上的第一定风量阀的开度，以增大新风送风量时，每次设定新风量增大G0，循环检测被控室内与临室之间的压差值，直至压差值在P2-P1之间。
如图4所示为当系统稳定后，生物安全柜开启使用时的调节控制过程，具体包括：
S401：生物安全柜开启；
S402：空气处理机组升频n0；
S403：获取被控室内与临室之间的压差值；
S404：判断被控室内与临室之间的压差值是否在预设范围内；
S405：如果所述压差值在预设范围内，则保持当前的风机频率和送风量继续运行；
S406：如果所述压差值不在预设范围内，则判断所述压差值是否大于第一预设值；
S407：如果所述压差值大于第一预设值，则调节送风管上的第一定风量阀的开度，以减小新风送风量，并执行S403-S407；
S408：否则，进一步判断空气处理机组是否已达到设定的最大运行频率(为保证被控室内压力值相对室外始终为负压，设定了送风机组最高运行频率)；
S409：如果空气处理机组已达到设定的最大运行频率，则调节送风管上的第一定风量阀的开度，增大新风送风量，并执行S403-S409；
如果空气处理机组未达到设定的最大运行频率，则执行S402-S409。
当控制器发出生物安全柜准备停机指令后，所述压力控制方法如图5所示，具体包括：
S501：被控室内的生物安全柜准备停机；
S502：空气处理机组降频运行，降至最低频率n1；
S503：生物安全柜停机；
S504：获取被控室内与临室之间的压差值；
S505：判断被控室内与临室之间的压差值是否在预设范围内；
S506：如果所述压差值在预设范围内，则保持当前的风机频率和送风量继续运行；
S507：如果所述压差值不在预设范围内，则判断所述压差值是否大于第一预设值；
S508：如果所述压差值大于第一预设值，则调节送风管上的第一定风量阀的开度，以减小新风送风量，并执行S504-S508；
S509：否则，调节送风管上的第一定风量阀的开度，增大新风送风量，并执行S504-S509。
需要说明的是，每次调节送风管上的第一定风量阀的开度，以减小新风送风量时，每次设定新风量减小G0，循环检测被控室内与临室之间的压差值，直至该压差值在P2-P1之间；每次调节送风管上的第一定风量阀的开度，以增大新风送风量时，每次设定新风量增大G0，循环检测被控室内与临室之间的压差值，直至压差值在P2-P1之间。
本实施例所述的压力控制方法，可在有生物安全柜使用的场所应用。在生物安全柜开启、关闭过程中，能够使被控室内始终保持负压，避免有毒有害物质外泄。在生物安全柜开启后稳定使用期间，被控室内压力始终维持在设定的负压值，有利于保持被控室内的环境安全可靠。
本发明还提供了一种控制器，用于执行图2至图5任一项所述的室内负压环境的压力控制方法。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种室内负压环境的压力控制系统，其特征在于，包括：
压差检测单元、送风单元、排风单元和控制器；
所述压差检测单元设置在控制区与临室之间，用于检测控制区与临室之间的压差值；
所述控制器用于控制所述排风单元以特定的排风量将控制区的空气排出；
所述控制器还用于根据所述压差值控制所述送风单元的风机频率和送风量，以使控制区与临室之间的压差值保持在预设范围内。
2.根据权利要求1所述的压力控制系统，其特征在于，所述送风单元包括：
空气处理机组、送风管和第一定风量阀；
所述送风管的一端与所述空气处理机组相连，另一端与控制区的送风口相连；所述第一定风量阀设置在所述送风管上；
所述空气处理机组和所述第一定风量阀分别与所述控制器电连接。
3.根据权利要求1所述的压力控制系统，其特征在于，所述排风单元包括：
排风机、第一排风管和第二定风量阀；
所述第一排风管的一端与所述排风机相连，另一端与控制区的回风口相连；所述第二定风量阀设置在所述排风管上；
所述排风机和所述第二定风量阀分别与所述控制器电连接。
4.根据权利要求3所述的压力控制系统，其特征在于，在所述控制区的回风口上设置有空气过滤器。
5.根据权利要求1至4任一项所述的压力控制系统，其特征在于，还包括：生物安全柜排风单元；
所述生物安全柜排风单元包括：生物安全柜和第二排风管；
所述第二排风管与所述生物安全柜相连，所述生物安全柜还与所述控制器电连接。
6.一种室内负压环境的压力控制方法，其特征在于，包括：
获取被控室内与临室之间的压差值；
判断被控室内与临室之间的压差值是否在预设范围内；
当所述压差值在预设范围内时，保持当前的风机频率和送风量继续运行；
当所述压差值不在预设范围内时，调节送风单元的风机频率和/或送风量，以使被控室内与临室之间的压差值在预设范围内。
7.根据权利要求6所述的压力控制方法，其特征在于，当被控室内的生物安全柜未开启时，所述当所述压差值不在预设范围内时，调节送风单元的风机频率和/或送风量，包括：
如果所述压差值大于第一预设值，则调节送风管上的第一定风量阀的开度，以减小新风送风量；
如果所述压差值小于第二预设值，则调节送风管上的第一定风量阀的开度，增大新风送风量；
所述第一预设值大于所述第二预设值。
8.根据权利要求6所述的压力控制方法，其特征在于，还包括：
当被控室内的生物安全柜开启时，空气处理机组升频运行，每次上升特定频率，并检测被控室内与临室之间的压差值。
9.根据权利要求8所述的压力控制方法，其特征在于，当被控室内的生物安全柜开启时，当检测的被控室内与临室之间的压差值不在预设范围内时，调节送风单元的风机频率和/或送风量，包括：
如果所述压差值大于第一预设值，则调节送风管上的第一定风量阀的开度，以减小新风送风量；
如果所述压差值小于第二预设值，则检测空气处理机组是否已达到设定的最大运行频率；当空气处理机组已达到设定的最大运行频率时，调节送风管上的第一定风量阀的开度，增大新风送风量；当空气处理机组未达到设定的最大运行频率时，将空气处理机组的运行频率上升特定频率，并循环检测被控室内与临室之间的压差值；
所述第一预设值大于所述第二预设值。
10.根据权利要求6至9任一项所述的压力控制方法，其特征在于，还包括：
当被控室内的生物安全柜准备停机时，空气处理机组降频运行，降至最低频率后，生物安全柜停机。
11.一种控制器，其特征在于，用于执行权利要求6至10任一项所述的室内负压环境的压力控制方法。
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