摘要：随着科技的不断进步，大量的科学实验需要展开，而实验室内做实验的情况下，会产生很多对人有害的物质，这些物质如果不能及时排出，就会对人体造成危害。变风量通风柜就是实验室中一项很有用的排出有害气体的设施，它的主要作用是控制有害物质，防止有害物质溢出，以及确保实验的顺利完成。在开展实验的时候，通风柜的罩面如果发生变化，对其他因素造成影响，通风系统就不能符合相关的标准要求，从而影响有害物质的排放。本文通过讨论了通风柜系统的工作原理，以及罩面的控制方法，对变风量通风柜的一些技术要求进行了分析，希望对相关的实验研究有所借鉴。
关键词：变风量；通风柜控制系统；实验室
一、通风柜控制系统的工作原理
1、变风量通风柜控制系统对通风柜每个时刻的排风量都进行了实时监控与记录，然后依据相关公式算出视窗的平均风速是多少，如果情况有变,控制系统会立即在1秒之内接收信号，将对风阀的开度进行调整，使视窗的开口面积平均风速保持到一个稳定值，这一个数值需要在国家确定的范围中。
2、根据进行的试验情况的不同，在面板上可以设置相应的参数。
3、控制系统内部配有人体感应器,如果有人在通风柜前进行试验活动，这个时候风速应该控制到一个特定的数值，如果没有人在通风柜前，系统将会受到感应然后自动将风速转换成另一个数值，这样可以节约系统运行费用的消耗。在通风柜的门合上以后，通风柜管控系统就需要调节到最小的排风量。
4、如果通风柜的门位比较高的时候进行声光报警。 通风柜内部的温度如果超过设定值，也会进行自动的声光报警。由于故障面造成风俗比较高或者是比较低的时候进行声光的报警。
5、如果有异常的状况发生，控制系统就会接收信号，自动转化为紧急排风状态,这时控制系统不受面风速值的影响，进行最大量的排风。
二、变风量空调自动控制系统的设计分析
1、变风量空调风阀的工作流量特点对自动调节系统与节能的设计研究
压力单通道可变风量空调端管控的作用和传统阻尼器执行器与管控器的使用性一样。这种控制箱包括四个部件：空气阀，阻尼器执行器，A控制器与温度传感器。空气流量管控主要是由VAVBOX空气阻尼器上游的静水压力所确定的。在VAVBOX空气阀上游的静水压力在外部条件改变的时候，阻尼器的开度会伴随着静压的改变而改变，这样一来可变风量的空气量就会产生改变。空调管控箱的末端的被动的风量改变能够造成室内温度的改编，压力依赖性只和压力无关型有关系。
压力独立式单风道风量控制箱和压力单通道可变风量空调端子控制箱是根据风速传感器的安装差异，是气流控制与室温的组合 串联回路单风管可变风量空调端控制箱。 当室温和VAV空调系统的设计偏差会自动调节气流值时，系统将根据风量的偏差来控制空调空气阀的打开。
2、温度管控对变风量自动管控能力的作用
温度对可变风量的自动管控的影响是通过空调端管控器的可调比例与单独风道的供气温度与供气温度来表现的。其中可调风量等于最大的设计风量/最小工作风量，这就是对空调调控能力的主要指标之一，最大设计风量通常使用空调系统设计风量，最小的工作风量是风俗传感器检测量的最低，或者是最小空气总量与室内空气流量管控的最小供气量，以三者中最大值为准。
空调的温度调控和固定空气温度管控相比较有着十分明显的优势，它的显热比能够调整到无限大，所以其管控能力要明显的高过恒定不变的空气温度调控，在可变化风量空调系统实现可变风量与空气温度，其根本能够归功于可变热调控。所以，温度对可变风量自动管控系统的影响具体表现在空气温度的管理中。
三、通风柜的罩面风速管理办法
1、静压控制法
参考图1，图片中就是两个通风柜相互联系、影响的通风管控体系，假如其中的通风柜的柜门全部打开，这时罩面风暂时确定为ν0，整个通风系统的工作点就是Λ；如果通风柜的柜门下移，就会导致通风的面积减少，这个时候工作点的位置就往上移动，此时则在B点，这样会使通风柜甲内部的静压变大，依据相关的公式可以知道，罩面的风速此时会增大，所以为了维持风俗的稳定不变，就要让通风柜内部的静压保持稳定。
2、风速控制法
在通风柜门口安装有一个风速变送器，如果风速发生变化，变送器就会自动将信号传递给风阀控制器，紧接着风阀管控器就能够根据这个时候柜门口的风速改编，调整阀门的情况，从而实现罩面风速的稳定。只是这种方法在实际实施的时候，会因为柜门处的空气流动的不均匀，导致测得的风速不能够准确的反应平均的风速，所以会产生一些误差。
3、柜门流量控制方法
这种办法是借助安置在柜门的可变电阻或是放置的传感器等，将柜门地方的流量信号传递到调节器中，然后调节器会按照公式自动计算出所需要的风量，并且因为通风柜的支管上也安置的有流量变送器，所以它可以把实际的流量变化传递给调节器，然后调节器会将计算出的值和实际测量出的值进行一个对比，这样可以随时进行对比，从而对罩面风速可以进行实时的控制。
4、风机控制法
前面提到的几种方法，都是通过在通风柜的一个分支上面安置调节阀的方法来实现对于罩面风速的控制，达到罩面风速的稳定，可是实际操控的过程中，会发现风阀减小的时候，许多多余的能量，会浪费到阀门造成的阻力上面，而通风柜的调节阀调到低档的时候会产生很大的噪音，所以也有一定的弊端。所以，本着节约能源的目的，我们可以使用一些低噪音的风机来替换之前的分支上的电动调节阀。
四、通风控制系统的技术要求
1.关于定风量阀的技术要求
a. 定风量阀根据有关的要求规定应该选择与压力没有关系的类型的、机械性的自动调整装备，阀体的材料应该严格采用镀锌钢板等原料，通过定风量阀的风的流量需要按照相关的参数进行送风、排风，并不受内部静压和风量大小的影响而发生改变。
b. 定风量阀的采用单阀板的节流，会按照静压变动而自动调整阀位，进而达到保持风量的不变。
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c. 定风量阀的衔接方式是内插入，而且可以随机身附有电动的执行器，从而实现对风量的调节工作正常展开以及对系统进行远程的监管。
D.定风量阀在管道静压的压差值保持在50-1000Pa的规定之内的时候正常工作，他的安装不会因为位置的因素而产生影响，所以无论水平安装还是垂直安装都可以正常工作，他对安装的环境、现场的因素也几乎没有什么要求，不会因为入口或者出口的不利影响工作。
e. 定风量阀在工作的时候，精确度需要保障在地域确定的风量的百分之八。定风量阀的外部应该安装有标有风量的刻度盘和指针，而且在一定规范下是可以随意的设置风量值的，风量刻度和实际风量之间的差值不得超过百分之4。
2.关于变风量阀的技术要求
a. 变风量阀的阀体是热镀锌等一系列原料，他的轴承必须具有高性能；镀锌钢板的叶片外部都有密封条，他的目的是确保风阀的气密性。当入口压力处于750pa，此时风阀的排风量必须保证在最大进风量值得百分之1以内。
b. 变风量阀内部的静压压差的传感器以及控制器,必须做到精确的设置需要的压差数据，如果环境的实际压差和设置的压差不同，且差值较大，就需要及时的做出反应，3秒之内进行对风量的调节，实现系统设置的压差值。
c. 变风量阀的正常工作应该是在10度到50度的温度之内进行，如果温度过高或者过低，将会对变风量阀的正行工作产生影响。管道内的压力差范围应该在20到1500，他的安装也同定风量阀一样，不受环境位置的影响，可以水平或者垂直安置。
d. 变风量阀在进入市场之前，都需要进行检验，经过必须的测试环节，他的精度必须控制在百分之5以内，不得高于百分之5。
e. 排风柜上安装的变量风阀需要防腐喷涂，必须确保阀门对于信号的反应时间小于1秒，他的平衡时间要小于3秒，排风柜的风速与规定值之间的误差不得超过百分之20。
f. 变风量阀可以对排风柜的运行过程进行实时监控，如果控制系统出现非正常情况，他会立即发出警报，人们可以通过按压紧急按钮，把通风柜的排风量调整到最大值，从而应对紧急发生的情况。
g. 变风量阀可以实现系统内部可以同时有多个通风柜都一起运行，并且保证他们独立运行，不会对其他的通风柜产生干扰。
3.有关密闭阀的相关技术要求：
a. 密闭阀需要使用板式的碟阀，并且在叶片的外部也需安置密封条，而且保证阀门关闭时的排风量在相关标准规定的范围之内。
b. 密闭阀的阀体还有有关的附件原料都是高标准的镀锌钢板，而且确定的镀锌钢板的厚度不能够低于0.6mm，要保持优良的加工使用性能，零件在进行折弯、以及滚压的时候要注意不要毁坏表层的镀锌。并且要采取一定的防腐措施。
c. 密闭阀的阀体要保持良好的滚圆度，从而确保气密性良好。 同时，轴承需要具备抗腐蚀和抗老化等特质；它的正常工作温度范围也是10度至50度。
五、总风量调试分析
1.风机风量的测定
速度和风扇流量具有近似的比例关系，可以在初始调整时进行测量。 或者，它可以从系统提供者获得。 数据是控制系统总空气量的重要参数，因此有必要仔细确定数据的准确性。
风机的总体风量应该结合空调机组的正常运转情况，需要遵照离合管线确定的相关要求，直径在4-5倍的位置的风量检测设备，安装风量传感器，应用传感器压力，获得管道中的气流。另外，如果不使用风量测量孔应及时关闭。
2.系统风量平衡
VAV空调风机在工作的时候，总的风量调节主要是结合BOX的规定总风量来调节速度从而实现风量的平衡。但是，实际调试结束时，当气流现象不足时，技术人员应根据实际情况进行调整，保持系统压力平衡，常用的方法是安装手动空气阀。
3.新风量的控制
由于空调系统在空气流动变化时进入房间，因此新的空气量会发生变化。 有时总体积空气量甚至达到设计要求，但房间的真正到达最小风量可能不符合要求。 同时，新风量的调整主要取决于二氧化碳的回风空气浓度，但是如果系统采用走廊天花板回风方式，回风管道与所有空调房间不连接，所以会给一些房间控制质量的影响。基于这种状况，需要在系统调控总风量的时候进行调控。并安装固定式气箱或新型空气量传感器，确保系统新鲜空气达到设计要求。
六、总结
总而言之，使用变风量通风柜管控体系，需要注意罩面风速的管控，企业应该重视起来对通风柜控制系统的改善，不断的发现问题，解决问题，相信在不久的将来，变风量通风柜管控系统也会逐渐的改进，实验室安全也能够获得更高的保护。
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论文作者:王东帅
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/29
标签：风量论文; 风速论文; 通风柜论文; 变风量论文; 控制系统论文; 静压论文; 系统论文; 《基层建设》2017年第14期论文;