實驗室通風控制系統(tǒng)可根據(jù)不同的情況采用不同的控制方式,如單臺通風柜定風量通風控制系統(tǒng)、多臺通風柜定風量通風控制系統(tǒng)、多臺通風柜變頻通風控制系統(tǒng)、多臺通風柜變頻+變風量通風控制系統(tǒng)。
一、單臺通風柜定風量通風控制系統(tǒng)。
1、原理:
單臺通風設(shè)備定風量通風控制系統(tǒng)是指每一臺排毒柜的排風由獨立的一組通風管和一臺風機,有效的排放于大氣層。風機的開關(guān)、排風系統(tǒng)的啟動安裝于排毒柜或通風設(shè)備上,排毒柜上方的控制閥為電動閥或手動閥。
2、優(yōu)點:
1)操作簡捷,系統(tǒng)的開關(guān)不影響其他同房的設(shè)備,只引用需要的通風設(shè)備。
2)防止通風系統(tǒng)的串聯(lián)及廢氣的回流。
3)便于氣流的控制。
4)系統(tǒng)運作費用低廉。
3、缺點:
1)系統(tǒng)前期投入費用高。
2)安裝復雜,安裝空間需求大。
3)長期維修費用昂貴。
4、適用條件:特別功能實驗室如P2實驗室、P3實驗室、無菌間、放射性實驗室、PCR實驗室、動物實驗室、DNA實驗室等。
二、多臺通風柜定風量通風控制系統(tǒng)。
1、原理:多臺通風設(shè)備定風量通風控制系統(tǒng)是指多臺的通風柜或通風設(shè)備經(jīng)由一組管道的串聯(lián)由一臺風機進行排放,排毒柜上方的控制閥為電動閥。本方式有兩種控制方式:
1)定點控制。所有的通風設(shè)備僅用一個開關(guān)同時啟動或關(guān)閉。
2)多點控制。在多臺通風設(shè)備上或?qū)嶒炇依锇惭b開關(guān),只要有其中一臺的開關(guān)還處于啟動階段,風機還是會處于運行狀態(tài)。只有所有的開關(guān)斷開,風機才會停頓。整個通風系統(tǒng)才會停止關(guān)閉狀態(tài)。
2、優(yōu)點:
1)降低材料的運用、減少前期的投資。
2)簡化通風系統(tǒng)的安裝、減少安裝空間的需求。
3)維護費用相對減低。
4)多點控制可達到“以人為本” 的實驗室的理念,便于操作人員根據(jù)情況開關(guān)所需的設(shè)備。
3、缺點:
1)屬于定風量排風,需100%的排風,系統(tǒng)越大,越會浪費大量的能源。
2)管道運作量大,易有噪聲大,風量不易于平衡,引出排風量不足的問題。
3)排風量無法控制自如并根據(jù)實際所需量而排放。
4、適用條件:要求不高的理化實驗室、準備間、調(diào)配室等,性能不是很好,不推薦使用。
三、多臺通風柜變頻通風控制系統(tǒng)
在大型通風系統(tǒng)中,如果采用單臺排毒柜獨立的定風量排風方式,會導致排風管道太多,管井尺寸不夠用或外墻全是管道不美觀,一次性投資大。如果采用多臺通風設(shè)備運用一個定風量通風系統(tǒng),雖然一次性投資減少了,但是運行不節(jié)能,在其中一些通風設(shè)備不使用時,其他通風設(shè)備的排風量將加大甚至超出正常排風量,影響實驗操作,而且風機運行費用也很高,存在一定的弊病。為了實現(xiàn)降低一次性投資且節(jié)省運行費用的目的,變頻通風系統(tǒng)應運而生。變頻通風系統(tǒng)是指多臺通風設(shè)備共用一臺風機,采用變頻控制技術(shù),根據(jù)通風設(shè)備的使用量自動調(diào)節(jié)風機的運轉(zhuǎn),從而達到節(jié)能的目的。
1、原理:
其原理是:在通風管路的主管上加風管壓力傳感器,另設(shè)變頻柜,變頻柜里安裝變頻控制器,通過初設(shè)一個風管壓力值,由變頻控制柜對系統(tǒng)風量進行控制。當有一部分通風設(shè)備不使用時,通風主管的壓力產(chǎn)生變化,這時壓力傳感器檢測到壓力變化后,它將這種壓力變化轉(zhuǎn)換為0~10V的電壓信號,傳遞到變頻控制柜,變頻控制柜將這種信號轉(zhuǎn)換為一種電流值來控制變頻器,降低變頻器的工作頻率,由于變頻器的頻率變化,產(chǎn)生的電流變化控制風機的轉(zhuǎn)速,以達到降低風機的排風的目的。
變頻調(diào)速是一種先進且較成熟的技術(shù),它是通過整流器、逆變器和控制電路將頻率-定的交流電變成直流,再將直流逆變?yōu)椴煌l率的交流,以達到對交流異步電機進行調(diào)速控制。排毒柜上方的控制閥為電子調(diào)風閥,它是一種新型的微電腦式風閥。
2、變頻調(diào)速優(yōu)點:
1)電子調(diào)風慣的控制面板可以直接安裝在排毒柜的上立柱或下座,操作方便、直觀。
2)風閥的角度可以0~9做任意調(diào)整,操作人員可以通過風閥的控制面板的觸摸按鈕任意設(shè)置風閥的角度,風閥會自動保存設(shè)定值。
3)電子調(diào)風閥可以開關(guān)風閥和風機,可以多個風閥聯(lián)機開關(guān)風機,也可以作為變頻控制系統(tǒng)中的控制器,向PLC、變頻器輸出信號來控制變頻器的輸出,從而控制系統(tǒng)風量,保持排毒柜的風量恒定。
4)電子調(diào)風閥同時可以代替照明開美和系統(tǒng)開關(guān)等,減少排毒柜上的各種電器設(shè)備,提高了操作人員的安全保護。
5)電子調(diào)風閥在關(guān)機狀態(tài)時能自動復位為0,因此同時具備了止回閥的功能,其他正在工作的排毒柜產(chǎn)生的廢氣不會倒流到此排毒柜中。
3、PLC變頻控制的優(yōu)點:
1)高效:采用變頻調(diào)速,直接調(diào)節(jié)風量,使無用功減少,提高系統(tǒng)工作效率。
2)節(jié)能:變頻調(diào)速后風機一般以30~45Hz運行,節(jié)能達25%~70%以上,頻率越低,節(jié)電率越高。
3)延長風機系統(tǒng)壽命:實現(xiàn)真正變頻軟啟動,減少電機啟動對電網(wǎng)的沖擊和對電機本身的危害,提高電機的壽命和系統(tǒng)的壽命。
4)提高風機運行質(zhì)量:以往,風機總是處于工頻50Hz滿速運行,風機的運行質(zhì)量很低;而采用變頻調(diào)速后,隨風量適時調(diào)節(jié)頻率以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,風機的運行質(zhì)量大大提高。
4、缺點:
變頻系統(tǒng)由于是很多臺通風設(shè)備連接在一起,通風系統(tǒng)對房間的高度和管井的大小都有要求,只有高度足高的房間才適用做變頻系統(tǒng)。因為變頻系統(tǒng)的風管尺寸較大。
5、適用條件:同一個房間或同時使用的多個房間有很多通風設(shè)備,宜采用變頻系統(tǒng)。能有效地節(jié)約能源。
四、變頻+變風量通風控制系統(tǒng)
在大型通風系統(tǒng)中,多臺通風柜連在一起,采用變頻系統(tǒng)控制時,只能是對主風管的風量進行控制,只有感受到主風管的風壓產(chǎn)生變化,才對風機作出相應調(diào)整,而對通風設(shè)備不端的面風速不能作任何調(diào)整。在通風設(shè)備要求變風量控制或面風速事求恒定的情況下,采用變頻系統(tǒng)就不能對通風設(shè)備來端進行有效控制。
為了解決通風設(shè)備未端的變風量要求和面風速恒定的要求,實現(xiàn)進一步節(jié)能,出現(xiàn)了變頻+變風量通風控制系統(tǒng)。變頻+安風量通風控制系統(tǒng)包括;一個風速傳感器、紅外線探測器、一個變風量控制衡、一個自動控制器面板和操作終端。
1、原理:
通風柜側(cè)如排毒柜,增加末端控制系統(tǒng)后,排毒柜上方布置一個風速傳感器及紅外線探測器,測得的排毒柜面風速通過傳感器與事先設(shè)定好的合理入口風速值在自動控制器中相比較,控制排毒柜風管上的變風量控制閥,調(diào)整排毒柜的排風量,保證拉門處的入口面風速恒定,確保柜內(nèi)污染物被混合均勻,能*排除。紅外線探測器的目的是感應排毒柜前面是否有人存在,當有人操作時,排風自動加大,當人離開時,排風自動減小。有人在時,排毒柜的面風速設(shè)定在0.5m/s,無人操作時排毒柜的面風速設(shè)定在0.3m/s。主風管也附有一套變頻控制系統(tǒng)。主風管終端置有風壓傳感器,將測到變風量和設(shè)定好的風速值在自動控制器中相比較,通過控制箱的計算與調(diào)配來控制變頻器的輸出,以調(diào)整風機上電機的轉(zhuǎn)速,從而達到風量調(diào)節(jié)之目的,排毒柜上方的控制閥為變風量調(diào)風閥(VAV閥)。
2、優(yōu)點:
1)高效:采用變頻調(diào)速,直接調(diào)節(jié)風量,使無用功減少,提高系統(tǒng)工作效率。
2)更節(jié)能:變風量末端加傳感器控制變頻器,比單獨采用變頻系統(tǒng)仕主管加壓力傳感器控制變頻器的控制精度要高得多,變頻調(diào)速后風機一般以30~45Hz運行,節(jié)能達50%~70%以上,頻率越低,越節(jié)能,一般采用變風重控制系統(tǒng),三年左右就可以回收成本,運行10年可節(jié)約80%的運行費用。
3)延長風機系統(tǒng)壽命:實現(xiàn)真正變頻軟啟動,減少電機啟動對電網(wǎng)的沖擊和對電機本身的危害,提高電機的壽命和系統(tǒng)的壽命。
4)提高風機運行質(zhì)量:以往,風機總是處于工頻50Hz滿速運行,風機的運行質(zhì)量很低;而采用變頻調(diào)速后,隨風量適時調(diào)節(jié)頻率以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,風機的運行質(zhì)量大大提高。
3、缺點:
變頻系統(tǒng)由于是很多臺通風設(shè)備連接在一起,通風系統(tǒng)對房間的高度和管井的大小都有要求,只有高度足夠的房間才適用做變頻+變風量系統(tǒng)。
4、適用條件:同一個房間或同時使用的多個房間有很多通風設(shè)備,宜采用變頻+變風量系統(tǒng),控制效果較好,節(jié)能多。