CN112781142A - 实验室空气调节系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种实验室空气调节系统及其控制方法，其中的实验室空气调节系统，包括组合式空调柜，所述组合式空调柜通过进风管道以及送风管道与实验室室内连通，所述送风管道的气流流动路径上设有第一过滤件以及第一风阀，所述第一风阀的开度能够根据实验室洁净度等级被调整。根据本发明，实验室的空气洁净度能够满足不同的实验室洁净度等级对悬浮颗粒数的不同要求，进而实现所述实验室空气调节系统在不同的实验室洁净度等级之间的自由切换。

Description

实验室空气调节系统及其控制方法
技术领域
本发明属于实验室净化技术领域，具体涉及一种实验室空气调节系统及其控制方法。
背景技术
洁净度等级为十万级的实验室规范换气次数为10～15次，洁净度等级为万级的实验室规范换气次数为15～25次，这两种洁净等级的实验室单位体积内的悬浮粒子数数量如下表所示。
Figure BDA0002856919060000011
单位立方米空间内悬浮颗粒数是衡量实验室洁净度等级的一个重要指标，传统实验室在设计时只按照某一特定等级的洁净度进行设计，实验室内的送风量较为恒定，空气中的悬浮颗粒数也固定在这个洁净等级所要求的标准范围之内。传统实验室在此设计理念之下，无法进行实验室洁净度等级调节来匹配满足不同实验对不同等级洁净度的实际需求。
发明内容
因此，本发明提供一种实验室空气调节系统及其控制方法，以克服现有技术中空气调节系统不能在不同的实验室洁净度等级之间切换满足实验室在不同实验室洁净度等级对悬浮颗粒数的不同要求的不足。
为了解决上述问题，本发明提供一种实验室空气调节系统，包括组合式空调柜，所述组合式空调柜通过进风管道以及送风管道与实验室室内连通，所述送风管道的气流流动路径上设有第一过滤件以及第一风阀，所述第一风阀的开度能够根据实验室洁净度等级被调整。
优选地，所述组合式空调柜还具有新风进风管道，所述新风进风管道处于所述送风管道的气流上游且处于所述进风管道的气流下游，所述第一过滤件处于所述新风进风管道的气流出口与所述送风管道的气流入口之间。
优选地，所述组合式空调柜还通过排风管道与外部环境可选择性连通，所述排风管道中设有第二风阀，所述第二风阀的开度能够根据实验室压差要求被调整。
优选地，所述送风管道的气流出口处还设有第二过滤件。
优选地，所述第一过滤件包括粗效过滤器，和/或，中效过滤器；和/或，所述第二过滤件包括亚高效过滤器，和/或，高效过滤器。
本发明还提供一种实验室空气调节系统的控制方法，用于控制上述的实验室空气调节系统，包括如下步骤：
获取实验室洁净度等级指令并获取实验室室内空气的目标粒径悬浮颗粒实时颗粒数；
比较所述目标粒径悬浮颗粒实时颗粒数与目标粒径悬浮颗粒预设颗粒数的大小关系，所述目标粒径悬浮颗粒预设颗粒数与获取的实验室洁净度等级指令相匹配；
根据所述大小关系控制调整所述第一风阀的开度。
优选地，根据所述大小关系控制调整所述第一风阀的开度包括：
当所述目标粒径悬浮颗粒实时颗粒数大于所述目标粒径悬浮颗粒预设颗粒数时，控制增大所述第一风阀的开度；和/或，
当所述目标粒径悬浮颗粒实时颗粒数不大于所述目标粒径悬浮颗粒预设颗粒数时，控制维持所述第一风阀的开度不变。
优选地，在获取实验室洁净度等级指令同时还包括获取实验室洁净度当前等级；
当获取的实验室洁净度等级指令的洁净度等级高于所述实验室洁净度当前等级时，控制增大所述第一风阀的开度；和/或，
当获取的实验室洁净度等级指令的洁净度等级不高于所述实验室洁净度当前等级时，控制维持所述第一风阀的开度不变。
优选地，当所述实验室空气调节系统包括第二风阀时，还包括：
获取实验室内外实时压差以及压差模式；
比较所述实验室内外实时压差与实验室内外预设压差的大小关系，所述实验室内外预设压差与获取的实验室洁净度等级指令相匹配；
根据所述大小关系以及所述压差模式控制调整所述第二风阀的开度。
优选地，根据所述大小关系控制调整所述第二风阀的开度包括：
所述压差模式包括正压模式、负压模式；
当所述实验室内外实时压差大于所述实验室内外预设压差且所述压差模式为正压模式时，控制增大所述第二风阀的开度；和/或，
当所述实验室内外实时压差大于所述实验室内外预设压差且所述压差模式为负压模式时，控制增大所述第二风阀的开度；和/或，
当所述实验室内外实时压差小于所述实验室内外预设压差且所述压差模式为正压模式时，控制减小所述第二风阀的开度；和/或，
当所述实验室内外实时压差小于所述实验室内外预设压差且所述压差模式为负压模式时，控制减小所述第二风阀的开度。
本发明提供的一种实验室空气调节系统及其控制方法，所述送风管道中设有的第一风阀的开度能够根据实验室洁净度等级被调整，从而使实验室的空气洁净度能够满足不同的实验室洁净度等级对悬浮颗粒数的不同要求，进而实现所述实验室空气调节系统在不同的实验室洁净度等级之间的自由切换。
附图说明
图1为本发明一种实施例的实验室空气调节系统的结构示意图。
附图标记表示为：
1、组合式空调柜；11、进风管道；12、送风管道；13、第一过滤件；14、第一风阀；15、新风进风管道；16、排风管道；17、第二风阀；18、第二过滤件；100、实验室；101、室内压力传感器；102、室外压力传感器；103、悬浮颗粒计数器。
具体实施方式
参见图1所示，根据本发明的实施例，提供一种实验室空气调节系统，包括组合式空调柜1，所述组合式空调柜1通过进风管道11以及送风管道12与实验室室内连通，所述送风管道12的气流流动路径上设有第一过滤件13以及第一风阀14，所述第一风阀14的开度能够根据实验室洁净度等级被调整，而可以理解的，所述组合式空调柜1还可以具有空气温度调节的调温段以及对空气湿度进行调节的除湿段。该技术方案中，所述送风管道12中设有的第一风阀14的开度能够根据实验室洁净度等级被调整，从而使实验室的空气洁净度能够满足不同的实验室洁净度等级对悬浮颗粒数的不同要求，进而实现所述实验室空气调节系统在不同的实验室洁净度等级之间的自由切换。
在一些实施方式中，所述组合式空调柜1还具有新风进风管道15，所述新风进风管道15处于所述送风管道12的气流上游且处于所述进风管道11的气流下游，所述第一过滤件13处于所述新风进风管道15的气流出口与所述送风管道12的气流入口之间，所述新风进风管道15能够将外部的新风引入到所述送风管道12中并进入所述实验室100内改善所述实验室100内的空气质量，而将所述第一过滤件13设置于所述新风进风管道15的气流下游则能够保证引入新风的质量。
进一步地，所述组合式空调柜1通过排风管道16与外部环境可选择性连通，所述排风管道16中设有第二风阀17，所述第二风阀17的开度能够根据实验室压差要求被调整，从而能够控制所述第二风阀17的开度大小满足所述实验室100内部与所述实验室100外部的压差需求。
在一些实施方式中，所述送风管道12的气流出口处还设有第二过滤件18，以能够对经过所述第一过滤件13的送风气流进一步进行过滤，以提升所述送风气流的质量等级。也即所述第二过滤件18的过滤等级要高于所述第一过滤件13，具体的，所述第一过滤件13包括粗效过滤器，和/或，中效过滤器；和/或，所述第二过滤件18包括亚高效过滤器，和/或，高效过滤器。
为了能够对所述实验室空气调节系统实现自动化控制，所述实验室100内设置有能够对室内空气中的目标粒径悬浮颗粒的颗粒数进行实时检测的悬浮颗粒计数器103，以及分别设置于所述实验室100的内部与外部的室内压力传感器101、室外压力传感器102。所述目标粒径例如前述的0.5μm、1μm、5μm等。
根据本发明的实施例，还提供一种实验室空气调节系统的控制方法，用于控制上述的实验室空气调节系统，包括如下步骤：
获取实验室洁净度等级指令并通过所述悬浮颗粒计数器103获取实验室室内空气的目标粒径悬浮颗粒实时颗粒数；
比较所述目标粒径悬浮颗粒实时颗粒数与目标粒径悬浮颗粒预设颗粒数的大小关系，所述目标粒径悬浮颗粒预设颗粒数与获取的实验室洁净度等级指令相匹配，具体例如前述的万级洁净度等级中目标粒径为0.5μm时，相应的预设颗粒数为每立方米空间悬浮颗粒数上限为352000，目标粒径为1μm时，相应的预设颗粒度为每立方米空间悬浮颗粒数上限为83200，而目标粒径为5μm时，相应的预设颗粒度为每立方米空间悬浮颗粒数上限为2930；而十万级洁净度等级中目标粒径为0.5μm时，相应的预设颗粒数为每立方米空间悬浮颗粒数上限为3520000，目标粒径为1μm时，相应的预设颗粒度为每立方米空间悬浮颗粒数上限为832000，而目标粒径为5μm时，相应的预设颗粒度为每立方米空间悬浮颗粒数上限为29300；
根据所述大小关系控制调整所述第一风阀14的开度。
根据所述大小关系控制调整所述第一风阀14的开度具体包括：当所述目标粒径悬浮颗粒实时颗粒数大于所述目标粒径悬浮颗粒预设颗粒数时，控制增大所述第一风阀14的开度；和/或，当所述目标粒径悬浮颗粒实时颗粒数不大于所述目标粒径悬浮颗粒预设颗粒数时，控制维持所述第一风阀14的开度不变。
进一步地，在获取实验室洁净度等级指令同时还包括获取实验室洁净度当前等级；当获取的实验室洁净度等级指令的洁净度等级高于所述实验室洁净度当前等级时，控制增大所述第一风阀14的开度；和/或，当获取的实验室洁净度等级指令的洁净度等级不高于所述实验室洁净度当前等级时，控制维持所述第一风阀14的开度不变。
当所述实验室空气调节系统包括第二风阀17时，所述控制方法还包括：
通过所述室内压力传感器101以及室外压力传感器102获取实验室内外实时压差并同步获取压差模式；比较所述实验室内外实时压差与实验室内外预设压差的大小关系，所述实验室内外预设压差与获取的实验室洁净度等级指令相匹配；根据所述大小关系以及所述压差模式控制调整所述第二风阀17的开度。具体的，根据所述大小关系控制调整所述第二风阀17的开度包括：所述压差模式包括正压模式、负压模式，其中所述正压模式是指所述实验室内的压强高于实验室外的压强的模式，所述负压模式是指所述实验室内的压强低于实验室外的压强的模式；当所述实验室内外实时压差大于所述实验室内外预设压差且所述压差模式为正压模式时，控制增大所述第二风阀17的开度；和/或，当所述实验室内外实时压差大于所述实验室内外预设压差且所述压差模式为负压模式时，控制增大所述第二风阀17的开度；和/或，当所述实验室内外实时压差小于所述实验室内外预设压差且所述压差模式为正压模式时，控制减小所述第二风阀17的开度；和/或，当所述实验室内外实时压差小于所述实验室内外预设压差且所述压差模式为负压模式时，控制减小所述第二风阀17的开度。需要指出的是，此时为了保证室内颗粒物检测的稳定性，在控制所述第二风阀17的开度增大或者减小的过程中，应保持对应的组合式空调柜1中的进风风机转速保持不变(也即保持进风量不变而仅通过排风量实现正压与负压模式)。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种实验室空气调节系统，其特征在于，包括组合式空调柜(1)，所述组合式空调柜(1)通过进风管道(11)以及送风管道(12)与实验室室内连通，所述送风管道(12)的气流流动路径上设有第一过滤件(13)以及第一风阀(14)，所述第一风阀(14)的开度能够根据实验室洁净度等级被调整。
2.根据权利要求1所述的实验室空气调节系统，其特征在于，所述组合式空调柜(1)还具有新风进风管道(15)，所述新风进风管道(15)处于所述送风管道(12)的气流上游且处于所述进风管道(11)的气流下游，所述第一过滤件(13)处于所述新风进风管道(15)的气流出口与所述送风管道(12)的气流入口之间。
3.根据权利要求1所述实验室空气调节系统，其特征在于，所述组合式空调柜(1)还通过排风管道(16)与外部环境可选择性连通，所述排风管道(16)中设有第二风阀(17)，所述第二风阀(17)的开度能够根据实验室压差要求被调整。
4.根据权利要求1所述的实验室空气调节系统，其特征在于，所述送风管道(12)的气流出口处还设有第二过滤件(18)。
5.根据权利要求4所述的实验室空气调节系统，其特征在于，所述第一过滤件(13)包括粗效过滤器，和/或，中效过滤器；和/或，所述第二过滤件(18)包括亚高效过滤器，和/或，高效过滤器。
6.一种实验室空气调节系统的控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1至5中任一项所述的实验室空气调节系统，包括如下步骤：
获取实验室洁净度等级指令并获取实验室室内空气的目标粒径悬浮颗粒实时颗粒数；
比较所述目标粒径悬浮颗粒实时颗粒数与目标粒径悬浮颗粒预设颗粒数的大小关系，所述目标粒径悬浮颗粒预设颗粒数与获取的实验室洁净度等级指令相匹配；
根据所述大小关系控制调整所述第一风阀(14)的开度。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，根据所述大小关系控制调整所述第一风阀(14)的开度包括：
当所述目标粒径悬浮颗粒实时颗粒数大于所述目标粒径悬浮颗粒预设颗粒数时，控制增大所述第一风阀(14)的开度；和/或，
当所述目标粒径悬浮颗粒实时颗粒数不大于所述目标粒径悬浮颗粒预设颗粒数时，控制维持所述第一风阀(14)的开度不变。
8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在获取实验室洁净度等级指令同时还包括获取实验室洁净度当前等级；
当获取的实验室洁净度等级指令的洁净度等级高于所述实验室洁净度当前等级时，控制增大所述第一风阀(14)的开度；和/或，
当获取的实验室洁净度等级指令的洁净度等级不高于所述实验室洁净度当前等级时，控制维持所述第一风阀(14)的开度不变。
9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当所述实验室空气调节系统包括第二风阀(17)时，还包括：
获取实验室内外实时压差以及压差模式；
比较所述实验室内外实时压差与实验室内外预设压差的大小关系，所述实验室内外预设压差与获取的实验室洁净度等级指令相匹配；
根据所述大小关系以及所述压差模式控制调整所述第二风阀(17)的开度。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，根据所述大小关系控制调整所述第二风阀(17)的开度包括：
所述压差模式包括正压模式、负压模式；
当所述实验室内外实时压差大于所述实验室内外预设压差且所述压差模式为正压模式时，控制增大所述第二风阀(17)的开度；和/或，
当所述实验室内外实时压差大于所述实验室内外预设压差且所述压差模式为负压模式时，控制增大所述第二风阀(17)的开度；和/或，
当所述实验室内外实时压差小于所述实验室内外预设压差且所述压差模式为正压模式时，控制减小所述第二风阀(17)的开度；和/或，
当所述实验室内外实时压差小于所述实验室内外预设压差且所述压差模式为负压模式时，控制减小所述第二风阀(17)的开度。
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