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CN102486331A - 实验室分段控制变风量通风系统 - Google Patents

实验室分段控制变风量通风系统 Download PDF

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CN102486331A CN2011102913650A CN201110291365A CN102486331A CN 102486331 A CN102486331 A CN 102486331A CN 2011102913650 A CN2011102913650 A CN 2011102913650A CN 201110291365 A CN201110291365 A CN 201110291365A CN 102486331 A CN102486331 A CN 102486331A
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刘卫斌
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Abstract

本发明揭示了一种实验室分段控制变风量通风系统，用于将科学实验过程中产生的废气排出至室外。该系统包括：变频风机，静压箱，风阀及通风柜。变频风机到静压箱为第一通风段，其中变频风机安装于屋顶或者室外，通过通风管道与静压箱连接。静压箱设置安装在通风终端附近，具体位置为本系统内多台通风柜位置的几何中心。在静压箱处安装有压力传感器，可以检测静压箱中气压值并据此调节风机转速。静压箱到终端为第二通风段，静压箱通过通风管道与通风柜连接，在静压箱与通风柜之间安装有手动风阀用于均风量调节，安装有电动风阀用于工作中的变风量控制。本发明对通风采用分段控制模式，实现各环节风量的准确调节并能够降低通风噪音和通风能耗。

Description

实验室分段控制变风量通风系统
技术领域
本发明涉及一种通风系统，特别涉及一种实验室分段控制变风量通风系统。
背景技术
实验室的通风对实验室的环境品质以及实验室操作人员的健康起到至关重要的作用，为了防止实验中产生的污染物质向实验室内扩撒，所以各类实验室均设置有通风系统。但是现有的通风系统要么不具有风量控制功能，只要系统中有一台通风柜开启使用，排风电机就满负荷运转，不利于节能；要么就是在风机附近安装有压力传感器，通过检测通风主管道与外界压差来调节风机运转，这样虽然可以起到一定的节能作用但是却不能精确控制通风柜排风风量，特别是当大量通风柜同时开启使用时，距离通风主管道较近的通风柜风量强劲，而距离通风主管道较远的通风柜却有可能排风风量不足甚至导致污染物质向室内扩撒。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种新型的实验室通风系统，能够准确控制通风风量、节约通风能耗并且能够保证每一台通风柜的排风风量需求，同时有效降低室内噪音。
因此，本发明提供了一种实验室分段控制变风量通风系统，包括变频风机，静压箱，风阀及通风柜；该通风系统采用分段控制模式，其中变频风机到静压箱为该系统第一通风段，静压箱到终端通风柜为该系统第二通风段，第一段与第二段通风风量分别调节独立控制。
按上述方案，所述静压箱设置安装于通风终端附近，靠近本系统内所有通风柜位置的几何中心。在静压箱处安装有压力传感器，用于检测静压箱的气压值。
按上述方案，所述通风系统第一通风段，变频风机根据压力传感器检测的静压箱气压值变化调整相应抽排风风量，维持静压箱相对于通风柜的负压状态并保持静压箱气压稳定。
按上述方案，所述通风系统第二通风段，静压箱与通风柜之间设置安装有一个手动风阀与一个电动风阀。
按上述方案，所述通风系统第二通风段，采用调均风量技术与通风柜视窗传感技术调节并控制通风风量。
本发明的特点是避免当通风柜大量开启时，近端通风柜和远端通风柜排风风量不均匀的情况发生。本发明将实验室通风系统划为两段分别进行风量调节与控制，采用调均风量技术保证各个通风柜的风量均匀。
本发明将静压箱设置安装于通风终端附近并通过对第一通风段的风量控制保持静压箱气压值恒定，并使得静压箱与各个通风柜的压差较小，能够有效降低排风噪音。第二通风段采用通风柜视窗传感技术，快速风阀执行器会根据通风柜视窗开启高度值来调节风阀开启角度从而控制通风柜排风风量大小，实现各个通风柜的按需排风，达到节能降耗效果。
附图说明
图1是实验室的现有技术的通风系统示意图。
图2是实验室根据本发明的分段控制变风量通风系统示意图。
具体实施方式
图1为实验室的现有技术的通风系统示意图，通常包括变频风机1，变频风机连接到静压箱2，该变频风机与静压箱安装于屋顶或者室外。静压箱与通风主管道3连接，该通风主管道延伸到从实验室内并通过多个分支通风管道与各个通风柜4连接相通。此外，还在通风柜端装有手动风阀5，用于控制通风柜的排风风量。该现有技术的通风系统，当通风柜大量开启时会不可避免的出现风量不均现象，导致离通风主管道近的通风柜排风风量强劲，离通风主管道远的通风柜排风风量不足。
因此，在实验室通风系统设计中，本发明提出分段控制理念，将整个通风系统分为两段分别进行风量控制。将静压箱设置安装在通风终端附近，同时采用调均风量技术与通风柜视窗传感技术，调节与控制各个通风柜的排风风量。
调均风量技术主要采用流体力学公式：
Figure BSA00000584658000021
当某通风柜通过风阀调节，改变风量适应实际需要时，此时静压箱气压参考值P0通过变频调节保持稳定时，根据以上公式计算，其它通风柜风量将保持不变。达到了系统稳定运行的目的。
如图2所示，本发明将静压箱2设置于通风终端附近，具体位置为本系统内多台通风柜位置的几何中心附近。变频风机1同过通风主管道3与静压箱连接为该分段控制变风量通风系统的第一通风段。安装有静压传感器7，用于检测静压箱内气压值。根据实验室环境状况与连接的通风柜数量多少确定一个静压箱气压参考值P0，变频风机根据检测到的静压箱内的气压值调节排风风量，当静压箱内气压大于P0时加大排风风量，当静压箱内气压小于P0时则减小排风风量，从而保证静压箱内相对于实验室的负压状态且气压值稳定在P0附近。静压箱通过通风管道与通风柜4相连为该通风系统的第二通风段，在静压箱与通风柜的通风管道上安装有手动风阀5和电动风阀6，其中手动风阀是用于系统安装调试时第二通风段的调均风量操作，具体方式如下：在所有连接到通风系统的通风柜全开情况下，根据通风柜到静压箱的位置远近调节其对应的手动风阀，使得各个通风柜排风风量均等且满足0.5m/s的面风速要求。
本发明的分段控制变风量通风系统采用通风柜视窗传感技术，该通风系统中的通风柜均安装视窗传感系统，可以实时检测出视窗开启高度，并根据特定的内部函数关系确定所需的排风风量及对应的风阀开启角度值，电动风阀根据视窗传感系统给出的指令进行相应调节，实现通风柜排风风量跟随视窗开启高度实时变化。视窗传感系统与快速风阀执行器的具体方案见本公司申报的中国实用新型专利《通风柜视窗传感系统》，申请号：201120179906.6与中国实用新型专利《实验室通风快速风阀执行器》，申请号：201120194592.7。由于该系统采用分段控制模式，在第一通风段风量控制中系统保证了静压箱气压波动稳定在参考值P0附近，使得第二通风段中通风柜与静压箱之间压差稳定，当通风柜开启时，可以通过风阀准确调节风量。在本发明中结合采用通风柜视窗传感技术，可以在实验过程中维持通风柜的面风速在0.5m/s的最佳状态。

Claims (5)

1.一种实验室分段控制变风量通风系统，包括变频风机，静压箱，风阀及通风柜；其特征在于，该通风系统采用分段控制模式，其中变频风机到静压箱为该系统第一通风段，静压箱到终端通风柜为该系统第二通风段，第一段与第二段通风风量分别调节独立控制；该通风系统为变风量系统，采用快速风阀执行器作为变风量控制器。
2.根据权利要求1所述的通风系统，其特征在于：静压箱设置安装在通风终端附近，靠近本系统内所有通风柜位置的几何中心；安装有压力传感器且压力传感器安装在静压箱附近。
3.根据权利要求1或者2所述的通风系统，其特征在于：在该系统第二通风段采用调均风量技术与通风柜视窗传感技术调节并控制通风风量。
4.根据权利要求1或者3所述的通风系统，其特征在于：该通风柜视窗传感技术是指根据通风柜视窗开启高度与风阀开启角度的特定函数关系而开发的一种快速风阀执行器控制技术。
5.一种实验室的分段控制变风量通风方法，其特征在于：将实验室通风系统划分为两个或多个独立控制的通风段；采用调均风量技术与视窗传感技术进行风量控制。
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