通风柜控制类型性能特点分析

实验室内的气流控制主要是指对实验室内常用的实验设备如通风柜，生物安全柜等，以及整个实验室的室压进行控制。为了保障通风柜前试验者的安全，各国都制定有相应的通风柜控制标准，对于进入通风柜的面风速都有严格的要求。例如，美国OSHA的标准规定进口风速应在0.4-0.6m/s之间。而加拿大，澳大利亚，英国等国的标准都要求限制在0.5m/s，我国的行业标准也规定进口风速应保持在0.4-0.5m/s之间。所以通常情况下都会要求进口风速严格限制在0.5m/s左右。因为如果进口风速过小，那么通风柜内气体很可能会溢出，而如果通风柜进口风速过大，又会在柜内形成紊流，也会导致柜内气体溢出。

    经过将近四十年的发展，实验室控制系统已经由最初的定风量系统，发展到目前比较常用的变风量通风柜控制或自适应控制系统。

►定风量通风柜控制（CV）

出现于上世纪40年代，无论通风柜调节窗开度如何，风量始终保持一定。此种方式优势在于控制简单，但是缺点也非常明显，进口风速会随着调节窗位置而不断变化，安全性能差，而且能耗惊人

►双稳态通风柜控制（2-state）

当人们逐渐意识到定风量系统在安全性和能耗性上的缺陷之后，双稳态控制也就应运而生了。此种控制系统只有高风量与低风量两种状态，其典型的应用为，在夜间或者实验室内没有操作人员时，将系统降低为低风量运行。可以在一定程度上降低能耗，但是同定风量系统一样，其抵抗外扰的能力仍然较差，同时在工况转换时室内压力波动比较大。

►变风量通风柜控制（VAV）

进入八十年代之后，随着控制技术的不断发展，出现了更加合理的实验室气流控制方法，即变风量控制。变风量控制是通过实验室内通风柜开度的变化调节系统的送排风量，从而保障无论调节窗开度如何，始终可以精确控制通风柜进口风速为0.5m/s。系统适应性强，可以在充分保障安全的前提下降低能耗，但是对阀门的控制精度和反应速度的要求高。

►自适应通风柜控制（UBC）

在二十世纪末，出现的自适应控制系统（Usage Based Control）,是在VAV系统的基础上，通过在通风柜和生物安全柜上安装探测器，以监测通风柜或者生物安全柜前是否有人活动，当有人操作时，保持进口风速恒定为0.5m/s，以此保障操作者的安全，而如果通风柜前无人进行操作时，则将进口风速降低为0.3m/s。采用此种控制方式，可以在使用VAV系统的基础上，再次大幅降低能耗。