CN206018933U - 实验室压力控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种实验室压力控制系统，其中，每个房间的送风支管、排风支管分别与送风主管、排风主管的连接处均设置密闭阀，每个房间设置送排风启停开关，密闭阀及送排风启停开关通信连接于房间控制器，送、排风机的变频控制器通信连接于机房控制器，所述房间控制器、机房控制器均通信连接于楼宇自动化BA控制器。以此，可解决现有由于送、排风管道较长而反应时间慢的问题，可快速将室内外压力梯度值调整至正常，调节效率较高，进而可保证实验室的安全性。

Description

实验室压力控制系统

技术领域

本实用新型涉及实验室压力控制领域，特别地，涉及一种实验室压力控制系统。

背景技术

实验室压力控制是保证实验环境正常的重点，现有实验室压力控制方案通常采用通风系统一体控制方案，所述通风系统大多为垂直集中排风，其中，送风主管及排风主管垂直设置于排风管井内，各实验室房间的送风支管、排风支管分别连接于送风主管、排风主管，排风机、空调机组等设置于实验室大楼的顶部，一个排风机同时负责多个楼层中多个房间的排风，每个房间的排风设施可包括通风柜、移动风罩、固定风罩等，以此来完成每个实验室房间的送风及排风，并设定房间内外压力梯度的阈值(比如梯度阈值为15Pa～20Pa)。如果出现环境干扰等情况时，房间内外压力梯度值会出现波动并偏离该梯度阈值，此时需要将相关的压力变化参数反馈至楼宇自动化(Building Automation，BA)控制器，由BA控制器控制送、排风机变频器改变送、排风压力，以改变送、排风管道(包括送、排风主管及送、排风支管)中的送、排风压力，从而改变进入房间的风量，使房间的内外压力梯度值恢复到上述梯度阈值，以保证实验室环境的正常。

在上述实验室压力控制方案中，送、排风管道的压力变化是由送、排风机变频器控制的，在送、排风管道较长的情况下，其内压力变化的反应时间往往需要数十秒，甚至几分钟，对于实验室来说，时刻保持环境处于正常状态是非常重要的，如果不能快速完成对室内外压力梯度值的调整，也即室内外压力梯度值不能快速恢复到所述梯度阈值，则可能会因为实验室环境处于非正常状态而出现危害物质外溢等风险，以对实验室内工作人员的安全产生威胁。

实用新型内容

本实用新型提供了一种实验室压力控制系统，可解决现有由于送、排风管道较长而反应时间慢的问题，在实验室的室内外压力梯度值出现波动时，可快速将室内外压力梯度值调整至正常，调节效率较高，进而可保证实验室的安全性。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种实验室压力控制，其中每个房间的送风支管、排风支管分别与送风主管、排风主管的连接处均设置密闭阀，每个房间设置送排风启停开关，密闭阀及送排风启停开关通信连接于房间控制器，送、排风机的变频控制器通信连接于机房控制器，所述房间控制器、机房控制器均通信连接于楼宇自动化BA控制器，

以便当任一房间的送排风启停开关接收到开启操作后，将开启信号通过房间控制器发送至BA控制器，所述BA控制器将启动密闭阀的第一指令发送给房间控制器，所述房间控制器根据所述第一指令启动该房间对应的密闭阀；密闭阀将启动信号通过房间控制器反馈至BA控制器，所述BA控制器将启动送、排风机的第二指令发送给机房控制器，所述机房控制器根据所述第二指令通过所述送、排风机的变频控制器启动送、排风机。

可选的，每个房间的通风柜及送、排风口处分别设置第一变风量阀和第二变风量阀，

所述第一变风量阀用于根据通风柜门的开启高度调整通风柜的的排风量，所述第二变风量阀用于根据房间内的总送、排风量调整房间内的送、排风量，所述送风量与排风量保持为预置余风量差。

可选的，所述第一、第二变风量控制阀为压力无关型的文丘里阀或蝶阀。

可选的，每个房间中还设置第一送风量控制子系统，所述第一送风量控制子系统包括设置于送、排风口处的变风量阀、通风柜参数采集器，所述通风柜参数采集器通信连接于所述房间控制器，以便通过所述通风柜参数采集器采集房间内通风柜的排风量参数并上传至所述房间控制器，所述房间控制器根据采集结果控制变风量阀的送、排风量。

可选的，在房间外部的主风道中还设置第二送风量控制子系统，所述第二送风量控制子系统包括压力采集器、上位机，所述压力采集器、上位机分别通信连接于所述机房控制器，以便通过所述压力采集器采集主风道内的压力参数并通过所述机房控制器发送至所述上位机，所述上位机根据所述采集结果将调整送、排风机的风量的指令发送给机房控制器，所述机房控制器根据所述指令通过送、排风机变频控制器控制送、排风机的风量。

可选的，每个房间的送风口处设置定风量控制阀，并设定送风量值，所述送风量值小于房间内的最小排风量。

可选的，所述送风主管、排风主管与每个房间的送风支管、排风支管连接的末端处均设置静压传感器，所述静压传感器通信连接于机房控制器，以便通过所述静压传感器采集管道内的压力参数并通过机房控制器发送至BA控制器，所述BA控制器根据采集结果与预置基准压力值的比较结果，将调整送、排风的指令发送给机房控制器，机房控制器根据所述指令通过所述送、排风机变频控制器调整送、排风机，以将管道内的压力调整至预置基准压力值。

可选的，所述房间控制、机房控制器为直接数字控制器或可编程逻辑控制器。

本实用新型实施例提供了一种实验室压力控制系统，可将每个房间作为一个送排风单元，在每个房间的送风支管、排风支管分别与送风主管、排风主管的连接处均设置密闭阀，每个房间设置送排风启停开关，密闭阀及送排风启停开关通信连接于房间控制器，送、排风机的变频控制器通信连接于机房控制器，所述房间控制器、机房控制器均通信连接于楼宇自动化BA控制器，以便当任一房间的送排风启停开关接收到开启操作后，将开启信号通过房间控制器发送至BA控制器，所述BA控制器将启动密闭阀的第一指令发送给房间控制器，所述房间控制器根据所述第一指令启动该房间对应的密闭阀；密闭阀将启动信号通过房间控制器反馈至BA控制器，所述BA控制器将启动送、排风机的第二指令发送给机房控制器，所述机房控制器根据所述第二指令通过所述送、排风机的变频控制器启动送、排风机。以此，相对于以往的依靠送、排风量来调整实验室压力的方案，本实验室压力控制系统，可实现更为有效的控制，每个房间的压力变化参数不必直接反馈给BA控制器，而是反馈到房间控制器或机房控制器，通过房间控制器或机房控制器调整送、排风风量，可快速调整房间内外压力梯度值，提高了调整效率，进而可保证实验室环境的安全性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的实验室压力控制系统的一结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的实验室压力控制系统的另一结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参看图1和图2所示，示出了本实用新型实施例提供的实验室压力控制系统的一结构示意图。

根据本实施例，在所述实验室压力控制系统中，将每个房间作为一个独立的送排风单元，每个房间的送排风都能独立开关，只要一个房间的送排风开关打开，送送机及排风机就打开，当所有房间的送排风开关关闭，送风机及排风机才关闭。此外，为了方便实验室人员操作、监控等，每个房间的送排风可设置为就地开关、远程监控的形式。

在具体实现时，可在每个房间的送风支管与送风主管、排风支管与排风主管的连接处均设置密闭阀(比如，可为电动密闭阀)，包括送风管道密闭阀11和排风管道密闭阀12，每个房间设置送排风启停开关13(比如，可为按钮形式等)，送风管道密闭阀11、排风管道密闭阀12、送排风启停开关13通信连接于房间控制器16，送、排风机的变频控制器14、15均通信连接于机房控制器17，所述房间控制器16、机房控制器17均通信连接于楼宇自动化(Building Automation，BA)控制器18。其中，所述房间控制器16、机房控制器17均可采用现有的直接数字控制器(Direct Digital Control，DDC)或可编程逻辑控制器(ProgrammableLogic Controller，PLC)。

以此，当任一房间的送排风启停开关13接收到开启操作(比如，实验室工作人员按触该开关)后，将开启信号通过房间控制器16发送至BA控制器18，所述BA控制器18将启动密闭阀的第一指令发送给房间控制器16，所述房间控制器16根据所述第一指令启动该房间对应的风管道密闭阀11、排风管道密闭阀12。然后，风管道密闭阀11、排风管道密闭阀12将启动信号通过房间控制器16反馈至BA控制器18，所述BA控制器18再将启动送、排风机的第二指令发送给机房控制器17，所述机房控制器17根据所述第二指令通过送、排风机的变频控制器14、15启动送、排风机，以便送风机开始送风且排风机开始排风。

在本实施例中，所述第一级控制，主要是对房间内的通风柜排风和向房间内送风进行变风量控制，主要是以每个房间为一个单元，通过采用变风量(Variable Air Volume,VAV)阀对通风柜的排风和对向房间内的送风进行变风量控制。

参看图2，其中4F、5F为实验室大楼的4楼、5楼，普通理化样品处理室即为一个房间，在该房间20内设置有4个通风柜21，在具体实现时，可在该房间20的通风柜21及送风口处分别设置第一变风量阀22和第二变风量阀23，比如可采用压力无关型的文丘里阀或蝶阀作为第一、第二变风量阀。其中，所述第一变风量阀22可用于根据通风柜门(也可称为移门)开启高度的变化，在通风柜面风速保持不变的情况下，快速调整通风柜的的排风量，所述第二变风量阀23可用于根据房间内的总送、排风量快速调整房间内的送、排风量，使得所述送风量与排风量保持为一个预置余风量差(比如一个负的余风量差)，以保证每个房间的负压和换气次数要求，并可快速调整通风柜的排风量及房间内的送风量，可提高房间内的排风量及送风量的调整效率。

进一步的，对于房间送风量的控制也可包括两种模式：完全变风量控制模式和部分变风量控制模式。

一方面，所述完全变风量控制模式为变送变排，房间内的总送风量随着总排风量的变化而变化，房间内所有通风柜瞬间的排风量为房间总的排风量，为了保证房间内的负压，送风量与排风量可始终维持一个负的风量差。

在本实施例中，该完全变风量控制模式下可采用两种控制方式：

一种控制方式，为在每个房间中还设置第一风量控制子系统，所述第一风量控制子系统包括设置于送、排风口处的变风量阀、通风柜参数采集器，所述通风柜参数采集器通信连接于所述房间控制器，以便通过所述通风柜参数采集器采集房间内所有通风柜的排风量参数并上传至所述房间控制器，所述房间控制器根据采集结果控制变风量阀的送、排风量。

另一种控制方式，在房间外部的主风道(送风主管及排风主管)中还设置第二风量控制子系统，所述第二风量控制子系统包括压力采集器、上位机，所述压力采集器、上位机分别通信连接于所述机房控制器，以便通过所述压力采集器采集主风道内的压力参数并通过所述机房控制器发送至所述上位机，所述上位机根据所述采集结果将调整送、排风机的排风量的指令发送给机房控制器，所述机房控制器根据所述指令通过送、排风机变频控制器控制送、排风机的送、排风量。

另一方面，所述部分变风量控制模式为定送变排，可在每个房间的送风口处设置压力无关型的定风量阀(Constant Air Volume，CAV)阀，并手动方式设定一个固定的送风量值，以不受排风风量变化的控制，为了保证房间在最小排风量时也不出现正压，送入房间的送风量始终略小于最小排风量。在此种控制模式下，送风量的70％被送入室内，30％被送入走廊，送入走廊的这部分风会随着室内排风量大小变化，通过门窗百叶或余压阀自然地补入室内，此种控制模式更为经济可靠且调试简单。

在本实施例中，所述第二级控制，主要是对房间外部的主风道(送风主管及排风主管)进行变风量控制。在本实施例中，可在所述送风主管、排风主管与每个房间的送风支管、排风支管连接的末端(比如1/3处)均设置静压传感器19，所述静压传感器19的设置位置还可根据工程情况决定，所述静压传感器19通信连接于机房控制器17，以便通过所述静压传感器19采集管道内的压力参数并通过机房控制器17上传至BA控制器18，所述BA控制器18根据采集结果与预置基准压力值的比较结果，将调整送、排风的指令发送给机房控制器17，机房控制器17根据指令通过变频控制器14、15调整送、排风机，以将管道内的压力调整至预置基准压力值，以此保持排风量值在送风量值之上的合理区间范围内，这样就不会出现瞬时总送风量大于总排风量，导致实验区出现正压的情况，进而保证实验室环境的安全。

本实用新型实施例提供了一种实验室压力控制系统，可将每个房间作为一个送排风单元，在每个房间的送风支管、排风支管分别与送风主管、排风主管的连接处均设置密闭阀，每个房间设置送排风启停开关，密闭阀及送排风启停开关通信连接于房间控制器，送、排风机的变频控制器通信连接于机房控制器，所述房间控制器、机房控制器均通信连接于楼宇自动化BA控制器，以便当任一房间的送排风启停开关接收到开启操作后，将开启信号通过房间控制器发送至BA控制器，所述BA控制器将启动密闭阀的第一指令发送给房间控制器，所述房间控制器根据所述第一指令启动该房间对应的密闭阀；密闭阀将启动信号通过房间控制器反馈至BA控制器，所述BA控制器将启动送、排风机的第二指令发送给机房控制器，所述机房控制器根据所述第二指令通过所述送、排风机的变频控制器启动送、排风机。以此，相对于以往的依靠送、排风量来调整实验室压力的方案，本实验室压力控制系统，可实现更为有效的控制，每个房间的压力变化参数不必直接反馈给BA控制器，而是反馈到房间或机房控制器，通过房间或机房控制器调整送、排风风量，可快速调整房间内外压力梯度值，提高了调整效率，进而可保证实验室环境的安全性。

以上对本实用新型实施例提供的实验室压力控制系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种实验室压力控制系统，其特征在于，每个房间的送风支管、排风支管分别与送风主管、排风主管的连接处均设置密闭阀，每个房间设置送排风启停开关，密闭阀及送排风启停开关通信连接于房间控制器，送、排风机的变频控制器通信连接于机房控制器，所述房间控制器、机房控制器均通信连接于楼宇自动化BA控制器，

以便当任一房间的送排风启停开关接收到开启操作后，将开启信号通过房间控制器发送至BA控制器，所述BA控制器将启动密闭阀的第一指令发送给房间控制器，所述房间控制器根据所述第一指令启动该房间对应的密闭阀；密闭阀将启动信号通过房间控制器反馈至BA控制器，所述BA控制器将启动送、排风机的第二指令发送给机房控制器，所述机房控制器根据所述第二指令通过所述送、排风机的变频控制器启动送、排风机。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个房间的通风柜及送、排风口处分别设置第一变风量阀和第二变风量阀，

所述第一变风量阀用于根据通风柜门的开启高度调整通风柜的排风量，所述第二变风量阀用于根据房间内的总送、排风量调整房间内的送、排风量，所述送风量与排风量保持为预置余风量差。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一、第二变风量控制阀为压力无关型的文丘里阀或蝶阀。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个房间中还设置第一风量控制子系统，所述第一风量控制子系统包括设置于送、排风口处的变风量阀、通风柜参数采集器，所述通风柜参数采集器通信连接于所述房间控制器，以便通过所述通风柜参数采集器采集房间内通风柜的排风量参数并上传至所述房间控制器，所述房间控制器根据采集结果控制变风量阀的送、排风量。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在房间外部的主风道中还设置第二风量控制子系统，所述第二风量控制子系统包括压力采集器、上位机，所述压力采集器、上位机分别通信连接于所述机房控制器，以便通过所述压力采集器采集主风道内的压力参数并通过所述机房控制器发送至所述上位机，所述上位机根据所述采集结果将调整送、排风机的风量的指令发送给机房控制器，所述机房控制器根据所述指令通过风机变频控制器控制送、排风机的风量。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个房间的送风口处设置定风量控制阀，并设定送风量值，所述送风量值小于房间内的最小排风量。

7.根据权利要求1至6任一项所述的系统，其特征在，所述送风主管、排风主管与每个房间的送风支管、排风支管连接的末端处均设置静压传感器，所述静压传感器通信连接于机房控制器，以便通过所述静压传感器采集管道内的压力参数并通过机房控制器发送至BA控制器，所述BA控制器根据采集结果与预置基准压力值的比较结果，将调整送、排风的指令发送给机房控制器，机房控制器根据所述指令通过所述送、排风机变频控制器调整送、排风机，以将管道内的压力调整至预置基准压力值。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述房间控制器、机房控制器为直接数字控制器或可编程逻辑控制器。