气流控制系统方案：
1． 设计综述
1.1设计依据
系统设计遵循国际、国内标准，主要有：
ü       ansi/aiha z9.5:“american national standards for laboratory ventilation”
ü       ashrae 1995handbook –hvac application (inch-pound edition).
ünfpa45-2000:standard on fire protection for laboratories usingchemical.
ü       “occupationalexposure to hazardous chemicals in laboratories”cfr  29, part 1910, 1450, 1988.
ü       ansi/ashrae110-1995: method of testing performance of laboratory fumehood.
ü       sefa1-2002, “laboratory fume hoods recommended practices”
ü       《通风与空调工程施工质量验收规范》(gb 50243-2002)
ü       《采暖通风与空调设计规范》（gbj50019-2003）
ü       《中华人民共和国机械行业标准－排风柜》（jb/t5150-1998）
1.2设计范围
本设计包含了实验楼1～3层、实验室气流控制系统，包括：实验室通风柜排风控制及送风控制系统、没有通风柜的实验室的送排风控制系统。该实验室气流控制选用了高性能的文丘里变风量气动控制阀及高性能的通风柜气流控制解决方案，定风量控制采用高性能的定风量蝶阀进行送排风控制。
1.3系统设计目标
       保证实验室工作人员的健康及安全：
正确控制实验室通风柜的排风，保证开口面风速。
正确控制实验室送风，同时保证实验室空气的流向：
在实验室通风柜等设备使用过程中，控制房间的送风动态跟踪实验室总的排风，保证通风柜等设备的安全运行，同时确保实验室压力（一般为微负压）。
       保证实验室最小通风，保证实验室充分的通风换气，在实验室通风柜等设备使用过程中，保证实验室最小换气次数。
       以实验室为单位，提供通风柜排风及实验室送风控制的完整的解决方案。
1.4 系统性能
ø       压力无关型控制阀门：
s          风道静压发生变化，阀门在1秒之内响应
s          风量控制精度小于设定风量的±5％
ø       采用直接控制方法：
s          阀门采用出厂标定控制风量和反馈风量，使风量控制信号和风量反馈信号均为直接对应风量值的线性化模拟信号以实现风量的直接控制。达到控制响应的最快速和最稳定。
s          风量控制响应速度小于1秒（随动调节过程）。
s          变风量通风柜面风速控制采用检测调节门开度直接控制阀门风量设定。
ø       阀门风量控制范围应足够大，阀门最大控制风量与最小控制风量之比应达16:1以上，满足变风量要求。
ø       高质量的通风柜控制效果：
s          操作人员使用变风量通风柜时，通风柜调节门处于任何位置都要保证通风柜调节门开口平均面风速为0.5±0.1m/s。通风柜调节门移动过程中，通风柜平均面风速不会超出此控制范围。
s          按照ashrae110-1995测试要求测试，满足各种通风柜防护标准。
ø       稳定的送风控制系统：
s          追踪房间排风变化完成变风量送风控制。采用最可靠的余风量法，在通风柜调节门开度调整到位后1秒之内完成控制。保证房间气流流向/压力的正确。
ø       阀门安装和控制无直管段要求，适应拥挤的安装空间和维护空间。
ø       通风柜不使用时，调节门关至最小，系统通风量将降至最低，只满足房间最小通风，系统能耗降至最低，满足节能和降低运行费用的要求。
1.5本实验室气流控制系统整体说明
ø          通风柜控制设计采用了变风量气流控制方案。考虑到防腐问题，我们选用了防腐型变风量文丘里阀。
ø          排气罩排风控制设计采用定风量控制碟阀完成控制，考虑到防腐问题，我们选用了防腐型阀门。
ø          房间综合排风控制，我们参照房间最小排风量和房间最小通风要求对房间综合排风阀做了适当选型。
ø          房间送风控制，我们参照房间最小排风量和房间最小通风要求对房间送风阀做了适当选型。
ø          房间气流控制，数字化控制系统，变风量阀门采用c2数字化变风量文丘里阀，通风柜排风阀及相应送风阀和综合排风阀通过一条通讯线连成一个子系统。变风量的c2数字化送风文丘里通过通讯取通风柜排风阀的排风量，动态控制房间送风量和综合排风量，保持余风量恒定，实现控制要求。
2．实验室气流控制方案基本设计条件
根据提供的设计参数，我们确定实验室的设计参数为
2.1实验室内设备的参数
ø       通风柜：宽度为1.8米的台式通风柜
最大排风量为：2000m3/h
最小排风量为：400m3/h
ø       通风橱：尺寸为3000*1500*2350
定排风量为：1200m3/h
ø       不锈钢罩
定排风量为：400m3/h
ø       万向排气罩
定排风量为：180m3/h
ø       通风试剂柜
定排风量为：180m3/h
注：通风柜最小排风量设定为最大排风量的20％，如需要,20％的量可适当增减。
2.2实验室房间控制参数：
配置条件
²          房间余风量一般按照房间最大通风量（变风量通风柜总排风达同时负荷率下的最大）的10％计算并据此进行设备选型，现场根据调试情况适当增减，负余风量表示排风量高于送风量，余风量从房间各种缝隙渗入。
²          对于一般的化学实验室，其最小通风量一般都设定6～12次/小时，一般按照送风考虑。本方案按照最小6次/小时送风设计。
3．气流控制方案说明
该方案中，采用数字化气流控制方案，通风柜采用变风量定面风速控制，房间送风采用变风量跟踪房间总排风量，控制房间气流流向/压力。
采用此方案，将完全实现前述的控制目标及系统性能，确保安全与节能的统一。
3.1通风柜面风速/排风控制
每台通风柜配置一套c2数字型通风柜变风量排风控制系统。该控制系统保证通风柜调节门在任意位置下通风柜面风速都保持在设定值。该系统包括一套通风柜控制器、一套变风量控制的文丘里排风阀、一套通风柜调节门传感器。
通风柜排风控制系统采用通风柜通风柜调节门传感器检测柜门开度，根据柜门开度进行点对点的直接控制原理，调节控制通风柜排风量，保证通风柜柜门平均面风速的恒定（一般为0.5m/s）。
相对传统的测面风速或测腔体压力以及采用流量测量装置闭环控制风量的方法，此原理具有更快速、稳定、不易受外部环境干扰的优势。
3.1.1通风柜变风量文丘里排风阀：
选型：
       exvb112m—anhuo：
流量控制范围：150－2500m3/h；变风量控制，用于通风柜排风。
特性：
       数字化变风量控制阀，通过通讯线与送风阀相连交换数据。
       用于通风柜排风控制的专用防腐阀门，阀体、锥体和阀杆都经防腐处理。
       阀门前后压差范围在150pa到750pa之间时压力无关。
       流量控制精度：控制风量的±5%
       风量调节比：16﹕1以上
       阀门前后无须附加直管段。
       控制信号响应时间：<1 second.
       风道静压变化响应时间：<1 second.
       流量反馈信号的精度±5%
       执行器驱动方式：电动
       噪音：低噪设计达到或优于ashrae噪音标准。
安装：
       直接安装于通风柜排风风道上。
       安装尺寸：见产品样本。
3.1.2通风柜控制器：tfg110
特性：
       通风柜面风速控制。
       通风柜面风速lcd数字显示。
       数码管指示灯指示状态。
       报警：阀门动作错误、阀门前后压差不足。
       紧急排风：控制器上按键启动通风柜强制排风模式。
       通过计算机编程修改全部设定参数，包括面风速设定、控制参数设定等。
安装：
       通风柜侧前安装，嵌入或者表面安装。
       安装尺寸及安装方法：见产品样本。
3.1.3调节门传感器：
1）      vss110：用于通风柜
       调节门开关，电位器电阻改变。通风柜控制器上产生一个0～10vdc的调节门开度信号。
3.1.4通风柜气流控制策略：
       面风速控制：
ü       从调节门传感器获得调节门打开的开度。
ü       计算通风柜平均面风速为0.5m/s(100fpm)时所需排风量。
计算公式：
计算排风量= 面风速×打开面积×3600 (m3/h)
ü       按照计算排风量控制排风阀控制风量。同时按照设置，控制通风柜最小排风量。
       报警：主要有通风柜排风风压报警和文丘里阀动作报警。
       紧急排风：紧急情况下，通风柜控制器开大通风柜排风阀排风。
3.2实验室送风控制：
房间送风控制采用c2数字化控制系统，变风量阀门采用c2数字化变风量文丘里阀，送排风文丘里阀通过一条通讯线连成一个子系统。变风量送风阀通过通讯获取该子系统通风柜排风风量，动态控制房间送风阀送风量和综合排风阀的排风量，实现控制要求。
3.2.1房间送风文丘里阀选择
针对不同的房间风量控制需求，做出了不同选型，详细选型请参照本方案中的气流控制系统选型配置表，下面是具体选定阀门的风量参数：
       mava212m-anehc
流量控制范围：300－5000m3/h；变风量控制。
       mava112m-anehc-b
流量控制范围：150－2500m3/h；变风量控制。
       cvva108m-acnhf
流量控制范围：60－1175m3/h；定风量控制。
       cvva112m-acnhf-b
流量控制范围：150－2500m3/h；定风量控制。
       cvva212m-acnhf
流量控制范围：300－5000m3/h；定风量控制。
特性：
       数字化变风量控制阀，通过通讯线与子系统内其它文丘里阀相连交换数据。
       阀门前后压差范围在150pa到750pa之间时压力无关。
       流量控制精度：控制风量的±5%
       风量调节比：16﹕1以上
       阀门前后无须附加直管段。
       控制信号响应时间：<1 second.
       风道静压变化响应时间：<1 second.
       流量反馈信号的精度±5%
       执行器驱动方式：气动
       噪音：低噪设计达到或优于ashrae噪音标准。
安装：
       直接安装于房间送风风道上。
       安装尺寸及安装方法：见产品样本。
3.2.2房间综合排风文丘里阀选择
当通风柜关到最小时，如果房间总排风量+加余风量的和小于房间最小换气次数要求的送风量，就需要增加综合排风阀。其作用就是通风柜都关闭时保证房间的最小换气次数。保证综合排风阀的变化与通风柜排风阀的变化相反，即，通风柜排风阀开到最小时，综合排风阀开到最大；通风柜排风阀开到最大时，综合排风阀开到最小值。针对不同的房间风量控制需求，做出了不同选型，详细选型请参照本方案中的气流控制系统选型配置表，下面是具体选定阀门的风量参数：
       exva108m-aneho
流量控制范围：60－1175m3/h；变风量控制。
       exva110m-aneho
流量控制范围：85－1700m3/h；变风量控制。
       exva112m-aneho
流量控制范围：150－2500m3/h；变风量控制。
       exva212m-aneho
流量控制范围：300－5000m3/h；变风量控制。
       exva210m-aneho
流量控制范围：170－3350m3/h；变风量控制。
       cvva108m-acnhx
流量控制范围：60－1175m3/h；定风量控制。
特性：
       数字化变风量控制阀，通过通讯线与子系统内其它文丘里阀相连交换数据。
       阀门前后压差范围在150pa到750pa之间时压力无关。
       流量控制精度：控制风量的±5%
       风量调节比：16﹕1以上
       阀门前后无须附加直管段。
       控制信号响应时间：<1 second.
       风道静压变化响应时间：<1 second.
       流量反馈信号的精度±5%
       执行器驱动方式：气动
       噪音：低噪设计达到或优于ashrae噪音标准。
安装：
       直接安装于房间送风风道上。
       安装尺寸及安装方法：见产品样本。
3.2.3局部定风量排风阀选型
       根据各位置风量值选择不同型号的定风量蝶阀
3.2.4房间送风控制方案
房间的数字化变风量送风阀门上的控制器通过通讯实时获取该子系统内的通风柜排风风量，动态控制房间送风阀送风量量和综合排风阀的排风量，实现控制要求。
3.2.5房间送风控制策略：
       计算房间总的排风量，
       计算所需房间送风风量。
计算公式：
送风风量= 通风柜排风总量 + 综合排风量 + 局部定风量+ 房间余风量
       控制送风文丘里阀到计算风量。
注意：使用者可在紧急情况下单独按某一通风柜监控器上的紧急开关将该通风柜排风开至最大，只要在控制范围之内，房间送风不受影响。
       房间送风量计算示例：
ü       实验楼一层油品分析室一:
已知：
房间最小通风量约为（6次换气）：2165m3/h，按送风考虑。
房间余风量：-670m3/h
通风柜：4台，同时使用率2开2关
通风橱：1台，
               万向排气罩：4台
送风控制计算过程
通风柜都关闭时
通风柜排风量：400×4＝1600m3/h
通风橱排风量： 1200× 1＝ 1200m3/h
万向排气罩排风量：180×4＝720m3/h
总排风量为1600 +1200+ 720＝3520 m3/h
余风量：-670m3/h
最小送风量：2165m3/h
由于总排风量+余风量＝3520+（-670）＝2850，大于最小送风量，无需再增加综合排风阀。
通风柜调节门开到最大时：
通风柜排风量：2000×2+ 400×2 = 4800 m3/h
通风橱排风量：1200×1＝1200m3/h
万向排气罩排风量：180×4＝720m3/h
余风量：-670m3/h
总排风量：4800 +1200 + 720＝6720 m3/h
送风量：6720+（-670）＝6050m3/h
综上计算，送风量的范围：2165～6050m3/h
依此选择送风阀：mava212m-anehc+ cvva112m-acnhf-b
ü       其它实验室计算与该实验室类似，详细选型见文丘里阀配置表。

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