通风系统控制方案

通风系统控制方案

第一章：概述

一、实验室通风系统构成。

1、室内需要排风的设备：

如：通风柜、原子吸收罩、万向排气罩、需要排风的储存柜等等，排风设备一般配有电动或手动的阀门。

2、通风管道：

如：圆形管（PVC、PP、玻璃钢）、方管（PVC、PP、玻璃钢）、弯头三通等其它异型

3、阀门

如：手动/电动分流阀、止回阀、手动/电动防火阀、软接头。

4、补/排风机：

如：方型/圆形轴流风机、斜流风机、离心风机。

5、控制系统

如：开关控制、普通启动控制、变频启动控制系统、静压变频节能系统、一站式智能控制系统、电脑中央控制系统、远程协助控制系统。

6、净化设备

如：直排式喷淋净化塔、加药式循环喷淋塔、活性碳吸附箱。

7、动力电缆。

如：YJV交互电缆、VV动力电缆。

二、名词解析：

1、通风柜：

通风柜是实验室常用的通风设备，主要应用在实验过程中产生异味、烟雾、有毒有害气体的实验当中，如：消解、分解、干蒸、乳化、雾化、高温融化、高温炭化等等。配有照明、插座、供水、供气，有一道上下推动的门、有些门上还带平移窗，柜顶上有风阀控制排气量，风阀有电动/手动，电动阀有普通开关阀和积分比例阀，普通开关阀通过控制开关，定位风阀的开度，定量排风，积分比例阀通过V A V控制器的面风速设定，通风柜门开度变化时，自动调节风阀的开度，保持恒定的面风速，变风量排风，起到节能作用，风阀在实际工程中，通常是通过软管或圆管接到排风主或支管上，在实际工程中通常几个通风柜共接一台排风机。

通风柜规格按照柜门尺寸分一般有三种：1200型、1500型、1800型，按照外型分也有三种：落地式、中央柜式、台式，最大排风量一般算法，台式：1200型的1200m3/h、1500型的1500m3/h、1800型的1800m3/h，中央柜式：1200型的1500m3/h、1500型的2000m3/h、1800型的2300m3/h，落地式：1200型的1500m3/h、1500型的2000m3/h、1800型的2300m3/h。在实际工程中，验收时（V A V通风柜不算），通风柜柜门打开高度300mm时，面风速达到0.3~0.7m/s之间，视为合格，稳定在0.5m/s为达标国际标准。

2、原子吸收罩：

原子吸收罩一般是按照客户实际需要，采用不锈钢非标制作，通

常会带有一个手动风阀，通常应用在固定的设备或仪器上，其最大排风量按照罩子排风口尺寸算，160管的算300m3/h，200的算500 m3/h，250的算700 m3/h，315的算1200 m3/h。实际工程中，验收时，罩子排风口风速达到3m/s以上为准。

3、万向排气罩：

是成型产品，有专业生产的厂家，能万向移动。通常应用在微型实验上，其最大排风量一般按300m3/h算。实际工程中，验收时，罩子排风口风速达到4m/s以上为准。

4、需要排风的储存柜：

一般有挥发性药物或试剂的储存柜，都加排风功能。其最大排风量按照排风口尺寸算，160管的算300m3/h，200的算500 m3/h，250的算700 m3/h，315的算1200 m3/h。实际工程中，验收时，排风口风速达到2m/s以上为准。

5、手/电动分流阀：

全钢制作，多数是多页阀。主要用在一台补/排风机有2个或以上支管时，在每个支管分口上安装，用来平衡排风量的功能。

6、止回阀：

全钢制作，也叫单向阀，多数是多页阀。主要用在有双动力风源时，防止回流用。

7、手动/电动防火阀：

成型产品，有专业生产厂家。安装在支管或主管入墙位置，预防火灾蔓延用。

8、软接头：

有帆布和硅胶材料。主要用在动力源和管道接口上，如风机和主管连接。

9、方型/圆形轴流风机：

安装在管道上直接排/送风的风机，有全钢和玻璃钢材质，排风量和其它参数在风机的铭牌上有注明。

10、斜流风机：

有加压功能的轴流风机，一般是玻璃钢材质，排风量和其它参数在风机的铭牌上有注明。

11、离心风机：

有箱式和座式，有全钢和玻璃钢材质，箱式离心风机一般用在室内，座式离心风机多用在户外，排风量和其它参数在风机的铭牌上有注明。

12、开关控制（直接启动）：

电机采用开关控制，一般都是采用空气开关（微型断路器），多数用在小功率电机控制，直接取电起动风机。

13、普通启动控制（工频启动）：

电机采用普通控制回路，由起动电路控制接触器，间接启动风机。

14、变频启动控制系统：

风机通过变频调速控制器，实现线性启动，保护电机降低噪音，同时可以根据需要，定速控制风机，节省冗余量，有一定的节能作用。（系统另作详细方案说明）

15、静压变频节能系统：

增加了PID闭环控制的变频控制系统，风机转速可根据实际负荷（排风量）自动调节，达到节能目的。（系统另作详细方案说明）16、房间负压控制系统：

根据房间设定的负压值，控制补风风机或补风的风阀，补风量和排风量达到相对平衡，维持房间的负压，预防实验室空气泄露到办公区域，达到绿色环保功能。（系统另作详细方案说明）

17、一站式智能控制系统：

当实验室有多台排风和送风机时，可以集中在现场适合的位置实现一站式控制，取代一台风机对应一个控制点的多点控制方式，节省空间和材料成本，操作方便。（系统另作详细方案说明）

18、电脑中央监控系统：

通过总线或以太网通讯，电脑和各控制站点进行信息和数据交流，在办公室电脑上对整个实验室实现中央监控，上位主管能实时了解实验设备的状态，方便管理。（系统另作详细方案说明）

19、远程协助控制系统：

通过以太网，可在异地实现对实验室的监控。（系统另作详细方案说明）

20、直排式喷淋净化塔：

不是有毒有害的可溶性有异味气体，经过喷淋过滤后，喷淋的水不经过处理直接排放。喷淋塔由塔体、水泵、水系统组成，排风量和其它参数在铭牌上有注明。

21、加药式循环喷淋塔：

有毒有害、有强酸碱性的可溶性气体，经过喷淋过滤后，喷淋的水收集在喷淋塔的水箱里，经过加药处理，循环喷淋使用。喷淋塔由塔体、水箱、水泵、水系统、加药系统组成，排风量和其它参数在铭牌上有注明。

22、活性碳吸附箱：

不可溶于水，有毒有害或有异味的气体，通过活性碳吸附和过滤，减轻毒害或异味。活性碳吸附箱一般是方形，排风量和其它参数在铭牌上有注明。

23、YJV交互电缆和VV动力电缆：

YJV交互电缆一般用在线路距离较长的时候（30米以上），有减少压降的作用。

VV动力电缆，普通的电缆。

电缆在应用时，理论上每mm2铜线截面承载力按照4A电流算，实际使用时，根据电机铭牌上标识的额定电流，配置到±2A。

第二章：变频启动控制系统

1、采用变频器控制风机启/停，变频器安装在配置了基本启动电路的控制柜里，在控制柜的面板上，安装了起动和停止按钮，在实际工程项目中，系统已经安装调试完毕，现场工作人员，只需要按动起动和停止按钮，就能保持通风系统正常工作。

2、风机电机通过变频调速控制器，实现线性启动，保护电机降

低噪音，同时可以根据需要，通过设定变频器参数，定速控制风机，节省冗余量，有一定的节能作用，其中，冗余量：指的是在通风系统设计时，设计配套的风机，比实际需要的排风量需要配套的风机，一般会大，有时候会大很多，特别是客户预算日后会扩展设备时，设计量比应用量多出来的部分就叫冗余量。

3、在实际的工程项目中，如果客户应用的设备，在日常工作中比较固定，所有需要排风的设备通常保持在常开状态。我们就从考虑投资成本和节能这两个主题，推荐客户采用这种变频启动控制系统，节省配套更先进的系统的投资成本，节省冗余量达到节能功能降低运营成本。

4、变频启动控制系统，补风和排风风机都适用，在实际设计过程中，我们还要考虑，配套补风系统，体现我们的专业服务。补风和排风控制系统安装在同一个控制柜，通过变频器参数设置，实现排风和补风联动，补风量根据排风量实现按照百分比关系补风，维持实验室气流平衡，大量减少能耗损失（这里指的是空调的能耗）。

第三章：静压变频节能系统

1、采用管道负压传感器、静压控制器、变频器组成闭环控制系

统。负压传感器安装在排风管道系统，主管道的平缓段上，采样主管道的负压值，把主管道的实时负压值输入到静压控制器，静压控制器安装在变频控制柜的面板上，通过静压控制器的参数设置，输出控制信号给变频器，变频器根据静压控制器的信号控制风机电机运行。变频器控制柜配置了启动电路，在控制柜的面板上，安装了起动和停止按钮。在实际工程项目中，系统已经安装调试完毕，现场工作人员，只需要按动起动和停止按钮，就能保持通风系统正常工作，当现场主管人员需要排风量变化时，在静压控制器上改变参数，就能达到目的，如：需要排风设备加大时，静压控制器的设定值加大。

2、静压控制器，安装在变频控制柜的面板上，有两个视窗，一个显示设定值，一个显示实际值，显示的数据是主管道的负压值，在排风设备固定时（排风量固定时），负压值和系统排风量成正比，设定值越大，系统排风量越大。

3、在实际的实验室应用中，静压变频控制系统主要功能是节能减排，静压控制器设定值参数设定后，排风设备在应用过程中，使用量变化或状态变化时（排风量变化），系统自动调节排风机电机转速，保持管道负压相对稳定在设定值，在排风设备使用量变少时，风机电机转速变慢减少能耗，达到节能减排的效果。

如：一台带有5台通风柜的排风系统，5台通风柜正常使用中（门开度，都在500mm），静压设定值250，显示值保持在250左右，变频器运行在45Hz，风机电机高速运行，当其中3台不使用或门开度接近关闭时，系统自动调节完成后，显示值保持在250左右，变频

器运行在约28Hz ，风机电机中速运行，频率和能耗成正比，频率越低，能耗越少。

4、在实际的工程项目中，目前行业中的工程项目，已经基本上都采用静压变频控制系统（1KW 风机以上），主要考虑的角度是节能降噪和减排的主题，节能：当日常工作中，实际使用的通排风设备减少或通风截面面积减少时，静压变频控制系统自动调节，减少风机转速，减少排风量，从而节省能耗，同时降低噪音，让实验室更舒适。

5、静压变频控制系统，补风和排风风机都适用，在实际设计过程中，我们还要考虑，配套补风系统，体现我们的专业服务。补风和排风控制系统安装在同一个控制柜，通过变频器参数设置，实现排风和补风联动，补风量根据排风量实现按照百分比关系补风，维持实验室气流平衡，大量减少能耗损失（这里指的是空调的能耗）。

6、补风主要是维持实验室气压的平衡，通常在净化实验室的应用中，不采用一、比例补风，而应用房间负压系统来控制补风量，补风量实现方式有直接控制补风机和控制房间的补风风阀两种，根据房间负压系统设定的负压值，自动调节补风量，维持房间气压平衡。

7、系统框架图

第四章：房间负压控制系统

1、采用房间压差传感器、房间负压控制器、补风风机变频控制器（或房间补风比例阀），组成闭环控制系统。压差传感器安装在房间和相对空间之间（如：实验室和走廊），采样房间的相对压差，压差数据输入房间负压控制器，通过房间负压控制器的参数设定（房间负压值设定），输出控制信号，控制补风风机（或房间补风比例阀），自动调节房间压差平衡，预防实验室气体泄露到相对的空间。

2、房间负压控制器，一般安装在房间内，目前应用的多为DDC 控制器，有详细的菜单设置，当设定了房间的负压值，负压控制器就会根据实际情况，自动调节补风量，保持房间维持在设定的负压状态。

3、在实际的工程项目中，房间负压控制系统一般在洁净室项目中应用，特别是有多个洁净室的实验室，为预防房间之间气体混杂，对负压的要求较高（普通的实验室只是预防室内气体泄露，维持一定的负压就行，多采用比例补风）。

4、在实际的工程项目中，推销和设计时，必须考虑补风的问题，如果不适合安装动力补风，必须要配套自然补风，自然补风主要是开补风窗，如果是洁净实验室，就必须考虑采用房间负压控制系统。

5、系统框架图

第五章：一站式智能控制系统 1、采用PLC 和触摸屏，组成现场控制系统，温度、湿度、压力传感器采样现场信息，输入PLC 控制器进行数据处理，PLC 根据控制逻辑需要，输出控制信号给变频器和风阀执行器实现控制，触摸屏作为人机界面，实现控制设定和数据显示，能实现手动/自动功能。

系统框架

2、一站式智能控制系统，进入实验室时间并没有多长，这两年才有在一些高端实验室中出现，