當(dāng)前位置：首頁 / 新聞動(dòng)態(tài) /常見問題解答 /實(shí)驗(yàn)室氣流控制設(shè)計(jì)的適應(yīng)性控制解決方案 /
人們對實(shí)驗(yàn)室控制要求是隨著人們認(rèn)識(shí)的提高和所能夠采取的手段而不斷變化的：從需要通風(fēng)而只能提供定風(fēng)量機(jī)械通風(fēng)到人們意識(shí)到通過工作或不工作時(shí)的兩種不同穩(wěn)定氣流控制來節(jié)能；從通過應(yīng)用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)即時(shí)的氣流控制到根據(jù)操作人員的操作情況實(shí)現(xiàn)對氣流的智能控制，每一次進(jìn)步都是隨著控制設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展來實(shí)現(xiàn)的。
歷史上，通風(fēng)柜和裝有通風(fēng)柜的實(shí)驗(yàn)室是定風(fēng)量運(yùn)行的，與通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門位置、熱負(fù)荷或?qū)嶒?yàn)室使用情況無關(guān)。從運(yùn)行的觀點(diǎn)看，這些系統(tǒng)在設(shè)備使用期內(nèi)有較高的花費(fèi)，這是由于設(shè)備是根據(jù)峰值負(fù)荷選擇的，使用能耗較高。隨著變風(fēng)量氣流控制（VAV）系統(tǒng)的出現(xiàn)，這種狀況得到了顯著改變，通過減少通風(fēng)柜和實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)頂峰值風(fēng)量到根據(jù)通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門的位置和熱需求改變而改變風(fēng)量。
目前國內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室氣流控制系統(tǒng)大多停留在定風(fēng)量和雙穩(wěn)態(tài)氣流控制形式，近幾年來隨著節(jié)能和環(huán)保觀念的深入人心和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，變風(fēng)量氣流控制系統(tǒng)正逐漸被接受，但是適應(yīng)性氣流控制系統(tǒng)還很少被采用。國內(nèi)現(xiàn)在依然企鵝少專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)公司，因而許多采用變頻控制系統(tǒng)不能廣泛推廣的原因之一。因此，在保證實(shí)驗(yàn)室安全運(yùn)行的同時(shí)，如何發(fā)揮VAV系統(tǒng)降低設(shè)備容量和能耗的潛力，保證氣流量和節(jié)能的情況下滿足集塵能力和正確的空氣流量，需要重點(diǎn)解決如下幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
1、確定安全有效的面風(fēng)速
對實(shí)驗(yàn)室工作人員來說，通風(fēng)柜集塵能力是關(guān)鍵問題。與正確的集塵能力相關(guān)的幾個(gè)因素是：面風(fēng)速、交叉通風(fēng)和工作實(shí)踐。研究與現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)使人們了解到通風(fēng)柜有效的面風(fēng)速設(shè)定值。通用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是0.3m/s~0.6m/s，現(xiàn)在很多設(shè)施中，0.5m/s被接受作為安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。有研究表明0.5m/s的面風(fēng)速要求部分是因?yàn)椴僮魅藛T的存在和移動(dòng)。美國暖通制冷和空調(diào)工程師協(xié)會(huì)（ASHRAE）有一篇題為《通風(fēng)柜占用與未占用時(shí)的集塵能力測試》的研究提出，未占用通風(fēng)柜（即那些沒有人使用的通風(fēng)柜）在面風(fēng)速減少到0.3m/s的情況下運(yùn)行時(shí)可以包容有害氣體。而占用的通風(fēng)柜則需要較高的流速以保證通風(fēng)柜正確的集塵能力。在1991年的國際通風(fēng)會(huì)議上，來自Stockholm大學(xué)的Bengt Ljungvist通過研究表明：與人員靜止或采用人的模型相比，操作人員在通風(fēng)柜前的動(dòng)態(tài)移動(dòng)顯著地影響了通風(fēng)柜的集塵能力。
表明操作人員的移動(dòng)在面風(fēng)速為0.4m/s~0.5m/s（80fpm~2100fpm）時(shí)對通風(fēng)柜集塵能力幾乎沒有影響。但在0.4m/s（80fpm）以下時(shí)，擾動(dòng)會(huì)明顯導(dǎo)致有害氣體濃度升高。而當(dāng)沒有操作人員移動(dòng)時(shí)，0.3m/s（60fpm）以下面風(fēng)速也可以滿足實(shí)驗(yàn)室一般性集塵環(huán)境的使用要求。
2、優(yōu)化HVAC設(shè)計(jì)（理解并應(yīng)用參差性）
參差性設(shè)計(jì)即是系統(tǒng)容量設(shè)計(jì)值小于各峰值需求的總和?？紤]參差性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)例子包括管道工程和電話系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中管道和設(shè)備容量是根據(jù)系統(tǒng)預(yù)計(jì)的使用情況確定，而不是各設(shè)備可能使用情況的總和。對于實(shí)驗(yàn)室，了解影響參差性的因素可以幫助設(shè)計(jì)者正確確定HVAC系統(tǒng)規(guī)模，并且會(huì)令他們有信心按照預(yù)計(jì)的使用情況而不是按照可能使用情況的總和設(shè)計(jì)系統(tǒng)容量，避免造成投資增大和資源浪費(fèi)。
3、影響通風(fēng)柜參差性的因素
（1）有效使用時(shí)間
確定參差程度時(shí)通風(fēng)柜有效（即使用者的存在）工作時(shí)間是一個(gè)非常重要的因素。JohnO.Varley等通過研究表明：在整個(gè)白天，通風(fēng)柜被占用的全部時(shí)間總和有變得很短的趨勢，有時(shí)甚至?xí)儆?h/天。
（2）調(diào)節(jié)門管理
影響通風(fēng)柜參差性的另一因素使用者如何使用調(diào)節(jié)門。當(dāng)使用者在通風(fēng)柜前時(shí)，他們一般要將調(diào)節(jié)門打開。當(dāng)他們離開通風(fēng)柜時(shí)，他們可能不會(huì)將調(diào)節(jié)門關(guān)上。調(diào)節(jié)門的關(guān)閉程度很難預(yù)料，所以很多設(shè)計(jì)者只能按照最壞情況設(shè)想并據(jù)此進(jìn)行全容量設(shè)計(jì)。
（3）通風(fēng)柜的隨機(jī)使用
大量的研究表明：在一天中通風(fēng)柜的使用隨機(jī)性很強(qiáng)。這一點(diǎn)很重要，因?yàn)樗馕吨蠖鄶?shù)或所有的通風(fēng)柜一天中都沒有被占用的時(shí)間。
（4）通風(fēng)柜的數(shù)量
通過綜合了解操作人員存在情況、通風(fēng)柜的隨機(jī)使用情況、系統(tǒng)中通風(fēng)柜的數(shù)量，可使用如“可能性分布函數(shù)”一類統(tǒng)計(jì)工具，它會(huì)幫助確定同一時(shí)間在給定數(shù)量的通風(fēng)柜前的操作員數(shù)量，榮國確定諸如通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門管理、建筑運(yùn)行小時(shí)數(shù)和每組集氣管道上的通風(fēng)柜數(shù)量等條件，可以計(jì)算處系統(tǒng)參差性。
4、新的或現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室中的參差性
在HVCA設(shè)計(jì)中應(yīng)用參差性，已有的實(shí)驗(yàn)室設(shè)施和新的建筑都可以從中受益。參差性允許現(xiàn)有設(shè)施在使用當(dāng)前的HVAC系統(tǒng)的同時(shí)增加通風(fēng)柜能力。新建筑的參差性設(shè)計(jì)允許設(shè)施通過減少前端機(jī)械系統(tǒng)來減少主要設(shè)備的費(fèi)用。對任意一種設(shè)施，設(shè)計(jì)者都必須找到最能滿足客戶需要的解決方案。但是，由于僅當(dāng)通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門關(guān)閉時(shí)節(jié)能才會(huì)實(shí)現(xiàn)，一些設(shè)計(jì)者在利用參差性時(shí)有所猶豫，這常會(huì)導(dǎo)致采用強(qiáng)制參差性方法的系統(tǒng)出現(xiàn)，這樣的系統(tǒng)已經(jīng)被證明是有問題的。
（1）機(jī)械的調(diào)節(jié)門限位塊
這回防止使用者將調(diào)節(jié)門打開到預(yù)定的設(shè)置開度以外。遺憾的是操作人員在每天的工作和實(shí)驗(yàn)時(shí)常常會(huì)超越這些機(jī)械限位。如果控制容量沒有考慮調(diào)節(jié)門全開的情況，會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的地面風(fēng)速。
（2）根據(jù)地面風(fēng)速設(shè)定估定控制流量
由于降低了流量，會(huì)犧牲集塵能力。了解了參差性，增強(qiáng)的控制系統(tǒng)就可使操作者僅根據(jù)調(diào)節(jié)門的位置檢測出通風(fēng)柜試劑使用情況，這可以使設(shè)計(jì)者預(yù)測通風(fēng)柜使用情況，以保證參差性控制的安全。
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