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实验室通风控制系统有哪几种?

 净化工程资讯     |      2019-06-13 14:18

实验室通风控制系统可根据不同的情况采用不同的控制方式,如单台通风柜定风量通风控制系统、多台通风柜定风量通风控制系统、多台通风柜变频通风控制系统、多台通风柜变频+变风量通风控制系统。

一、单台通风柜定风量通风控制系统。

1、原理:

单台通风设备定风量通风控制系统是指每一台排毒柜的排风由独立的一组通风管和一台风机,有效的排放于大气层。风机的开关、排风系统的启动安装于排毒柜或通风设备上,排毒柜上方的控制阀为电动阀或手动阀。

2、优点:

1)操作简捷,系统的开关不影响其他同房的设备,只引用需要的通风设备。

2)防止通风系统的串联及废气的回流。

3)便于气流的控制。

4)系统运作费用低廉。

3、缺点:

1)系统前期投入费用高。

2)安装复杂,安装空间需求大。

3)长期维修费用昂贵。

4、适用条件:

特别功能实验室如P2实验室、P3实验室、无菌间、放射性实验室、PCR实验室、动物实验室、DNA实验室等。

二、多台通风柜定风量通风控制系统。

1、原理:多台通风设备定风量通风控制系统是指多台的通风柜或通风设备经由一组管道的串联由一台风机进行排放,排毒柜上方的控制阀为电动阀。本方式有两种控制方式:

1)定点控制。所有的通风设备仅用一个开关同时启动或关闭。

2)多点控制。在多台通风设备上或实验室里安装开关,只要有其中一台的开关还处于启动阶段,风机还是会处于运行状态。只有所有的开关断开,风机才会停顿。整个通风系统才会停止关闭状态。

2、优点:

a.降低材料的运用、减少前期的投资。

b.简化通风系统的安装、减少安装空间的需求。

c.维护费用相对减低。

d.多点控制可达到“以人为本” 的实验室的理念,便于操作人员根据情况开关所需的设备。

3、缺点:

a.属于定风量排风,需100%的排风,系统越大,越会浪费

大量的能源。

b.管道运作量大,易有噪声大,风量不易于平衡,引出排风量不

足的问题。

c.排风量无法控制自如并根据实际所需量而排放。

4、适用条件:

要求不高的理化实验室、准备间、调配室等,性能不是很好,不推荐使用。

三、多台通风柜变频通风控制系统。

在大型通风系统中,如果采用单台排毒柜独立的定风量排风方式,会导致排风管道太多,管井尺寸不够用或外墙全是管道不美观,一次性投资大。如果采用多台通风设备运用一个定风量通风系统,虽然一次性投资减少了,但是运行不节能,在其中一些通风设备不使用时,其他通风设备的排风量将加大甚至超出正常排风量,影响实验操作,而且风机运行费用也很高,存在一定的弊病。

为了实现降低一次性投资且节省运行费用的目的,变频通风系统应运而生。变频通风系统是指多台通风设备共用一台风机,采用变频控制技术,根据通风设备的使用量自动调节风机的运转,从而达到节能的目的。

1、原理:

其原理是:在通风管路的主管上加风管压力传感器,另设变频柜,变频柜里安装变频控制器,通过初设一个风管压力值,由变频控制柜对系统风量进行控制。当有一部分通风设备不使用时,通风主管的压力产生变化,这时压力传感器检测到压力变化后,它将这种压力变化转换为0~10V的电压信号,传递到变频控制柜,变频控制柜将这种信号转换为一种电流值来控制变频器,降低变频器的工作频率,由于变频器的频率变化,产生的电流变化控制风机的转速,以达到降低风机的排风的目的。

变频调速是一种先进且较成熟的技术,它是通过整流器、逆变器和控制电路将频率-定的交流电变成直流,再将直流逆变为不同频率的交流,以达到对交流异步电机进行调速控制。

排毒柜上方的控制阀为电子调风阀,它是一种新型的微电脑式风阀。

2、变频调速的优点:

1)电子调风惯的控制面板可以直接安装在排毒柜的上立柱或下座,操作方便、直观。

2)风阀的角度可以O 到90 作任意调整,操作人员可以通过风阀的控制面板的触摸按钮任意设置风阀的角度,风阀会自动保存设定值。

3)电子调风阀可以开关风阀和风机,可以多个风阀联机开关风机,也可以作为变频控制系统中的控制器,向PLC、变频器输出信号来控制变频器的输出,从而控制系统风量,保持排毒柜的风量恒定。

4)电子调风阀同时可以代替照明开美和系统开关等,减少排毒柜上的各种电器设备,提高了操作人员的安全保护。

5)电子调风阀在关机状态时能自动复位为0 ,因此同时具备了止回阀的功能,其他正在工作的排毒柜产生的废气不会倒流到此排毒柜中。

3、PLC变频控制的优点:

1)高效:采用变频调速,直接调节风量,使无用功减少,提高系统工作效率。

2)节能:变频调速后风机一般以30 ~ 45Hz运行,节能达25% ~ 70%以上,频率越低,节电率越高。

3)延长风机系统寿命:实现真正变频软启动,减少电机启动对电网的冲击和对电机本身的危害,提高电机的寿命和系统的寿命。

4)提高风机运行质量:以往,风机总是处于工频50Hz满速运行,风机的运行质量很低;而采用变频调速后,随风量适时调节频率以调节转速,风机的运行质量大大提高。

4、缺点:

变频系统由于是很多台通风设备连接在一起,通风系统对房间的高度和管井的大小都有要求,只有高度足高的房间才适用做变频系统。因为变频系统的风管尺寸较大。

5、适用条件:同一个房间或同时使用的多个房间有很多通风设备,宜采用变频系统。能有效地节约能源。

四、变频+变风量通风控制系统。

在大型通风系统中,多台通风柜连在一起,采用变频系统控制时,只能是对主风管的风量进行控制,只有感受到主风管的风压产生变化,才对风机作出相应调整,而对通风设备不端的面风速不能作任何调整。在通风设备要求变风量控制或面风速事求恒定的情况下,采用变频系统就不能对通风设备来端进行有效控制。

为了解决通风设备未端的变风量要求和面风速恒定的要求,实现进一步节能,出现了变频+变风量通风控制系统。变频+安风量通风控制系统包括;一个风速传感器、红外线探测器、一个变风量控制衡、一个自动控制器面板和操作终端。

1、原理:

通风柜侧如排毒柜,增加末端控制系统后,排毒柜上方布置一个风速传感器及红外线探测器,测得的排毒柜面风速通过传感器与事先设定好的合理入口风速值在自动控制器中相比较,控制排毒柜风管上的变风量控制阀,调整排毒柜的排风量,保证拉门处的入口面风速恒定,确保柜内污染物被混合均匀,能彻底排除。红外线探测器的目的是感应排毒柜前面是否有人存在,当有人操作时,排风自动加大,当人离开时,排风自动减小。有人在时,排毒柜的面风速设定在0.5m/s,无人操作时排毒柜的面风速设定在0.3m/s。

主风管也附有一套变频控制系统。主风管终端置有风压传感器,将测到变风量和设定好的风速值在自动控制器中相比较,通过控制箱的计算与调配来控制变频器的输出,以调整风机上电机的转速,从而达到风量调节之目的,排毒柜上方的控制阀为变风量调风阀(VAV阀)。

2、优点:

1)高效:采用变频调速,直接调节风量,使无用功减少,提高系统工作效率。

2)更节能:变风量末端加传感器控制变频器,比单独采用变频系统仕主管加压力传感器控制变频器的控制精度要高得多,变频调速后风机一般以30~45Hz运行,节能达50%~70%以上,频率越低,越节能,一般采用变风重控制系统,三年左右就可以回收成本,运行10年可节约80%的运行费用。

3)延长风机系统寿命:实现真正变频软启动,减少电机启动对电网的冲击和对电机本身的危害,提高电机的寿命和系统的寿命。

4)提高风机运行质量:以往,风机总是处于工频50Hz满速运行,风机的运行质量很低;而采用变频调速后,随风量适时调节频率以调节转速,风机的运行质量大大提高。

3、缺点:

变频系统由于是很多台通风设备连接在一起,通风系统对房间的高度和管井的大小都有要求,只有高度足够的房间才适用做变频+变风量系统。

4、适用条件:同一个房间或同时使用的多个房间有很多通风设备,宜采用变频+变风量系统,控制效果最好,节能最多。

 

 

 


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