实验室通风系统自动控制设计规范

实验室通风系统的安全、高效运行，离不开自动控制系统。通常情况下，为保持理化实验室良好的室内环境及气流控制，实验室通风自控子系统包括：排风柜变风量控制、实验室（房间）压力控制、排风机/新风空调箱送风机变频控制、实验室通风节能运行控制、实验室紧急排放控制等。

一、排风柜变风量控制

排风柜的面风速恒定是控制污染物逸出的关键，这就要求操作人员移动柜门时，排风柜的排风量相应变化。在排风柜门安装位移传感器、排风支管上加装流量控制阀可实现排风柜的变风量控制，目前应用较成熟的流量控制阀主要有二种：自调节文丘里阀和压力无关型变风量蝶阀。变风量蝶阀具有构造简单、启闭灵活、压力降小、噪声低、造价相对低廉等特点，更适合用于理化实验室变风量控制系统。图1是排风柜的变风量控制原理图。

1-数显控制面板 2-位移传感器 3-流量反馈型变风量蝶阀 4-电源模块

图1 排风柜变风量控制原理

二、房间压力（微负压）控制

气流应从办公区域、廊道以及其他辅助区域流入实验室，化学实验室内应始终保证微负压，以保障周边临界区域的安全；洁净室或无菌设施里，室内要求保持正压，防止周边区域不洁气体进入。实验室内压力控制分为直接压差控制法和余风量控制法二种。前者（直接压差控制法）需追踪室内压力，对室内气密性要求较高，维持室内特定数值的压差（设计-5Pa～-10Pa）需要依靠较复杂、快速反应的控制系统及其元器件来实现，而且门窗开启和关闭对室内压差瞬时影响较大，可能导致控制系统剧烈振荡，因而控制系统调试很困难，故理化实验室不建议采用，而采用余风量控制法。

余风量控制法跟踪房间排风量和送风量并使其保持一定的风量差（即余风量），以保证室内外产生一定的压差。余风量值通过缝隙法来进行计算和复核，工程上的取值可按照实际排风量的10%来进行计算[6]。图2示出了基于余风量的房间压力控制原理。

1-控制器 2-流量反馈型变风量送风阀 3-流量反馈型变风量蝶阀（用于排风柜） 4-变风量排风阀（流量型） 5-温度传感器 6 -房间数显面板 7-排风柜

图2 实验室压力控制原理图

排风柜的位移传感器实时检测移门开度，反馈给流量反馈型变风量排风阀3，阀门3的控制器通过逻辑运算，调节阀门至所需排风量，排风柜移门在任意位置下排风柜的面风速可在3秒内迅速稳定至设定值。控制器1实时持续接收房间送风阀门2、排风柜排风阀门3及房间全面排风阀门4的流量反馈信号，保证送风量与排风量的差值恒定。当阀门3的风量增大，控制器将控制（用于房间全面排风的)阀门4逐渐关闭，同时调节送风阀门2增大风量直至最大设定值。当排风阀门3检测到排风柜风量减小，控制器将控制送风阀门2减小风量直至最小通风换气量，然后逐步打开用于房间全面排风的排风阀门4，直到达到设定的余风量值。

温度传感器5可实时监测房间内的温度，数显面板6可以显示房间的负压值、送风量、排风量、换气次数及温湿度等参数。