專利名稱：一種實(shí)驗(yàn)室變風(fēng)量通風(fēng)柜控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及實(shí)驗(yàn)室設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種通風(fēng)系統(tǒng)。
技術(shù)背景
現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)系統(tǒng)大多采用普通變頻系統(tǒng)，而普通變頻系統(tǒng)的信號(hào)源始開 啟通風(fēng)柜的控制開關(guān)，也就是說(shuō)每開啟/關(guān)閉1臺(tái)通風(fēng)柜，系統(tǒng)都將增加/減少一定的排風(fēng) 量，整個(gè)系統(tǒng)風(fēng)量變化為檔位式調(diào)節(jié)；普通閥門采用手動(dòng)調(diào)節(jié)，無(wú)自動(dòng)功能，影響系統(tǒng)安全； 壓力不獨(dú)立，同一系統(tǒng)內(nèi)會(huì)相互影響；控制精度低，且風(fēng)量越小精度越差；由于快開特性， 可測(cè)比往往只有3 1 ；安裝時(shí)需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和定期維護(hù)。普通變頻系統(tǒng)的通風(fēng)柜面風(fēng)速 是變化的，風(fēng)速的變化會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述存在的問題和不足，提供一種對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)壓力進(jìn)行實(shí) 時(shí)無(wú)極調(diào)節(jié)、面風(fēng)速恒定、控制精度高的變風(fēng)量通風(fēng)柜控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的原理是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種實(shí)驗(yàn)室變風(fēng)量通風(fēng)柜控制系統(tǒng)，其特征在于包括通風(fēng)柜、安裝在通風(fēng)柜的排 風(fēng)支管上的文丘里閥、位移傳感器、門高報(bào)警開關(guān)、面風(fēng)速監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)、 閥門控制器及閥門執(zhí)行器，面風(fēng)速監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)包括面風(fēng)速傳感器及變風(fēng)量控制器，變 風(fēng)量控制器實(shí)時(shí)測(cè)量通風(fēng)柜開度，同時(shí)面風(fēng)速傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量面風(fēng)速，并將其轉(zhuǎn)化成電壓 信號(hào)傳給變風(fēng)量控制器，變風(fēng)量控制器根據(jù)面風(fēng)速實(shí)際值與設(shè)定值進(jìn)行比較，如果風(fēng)速不 在設(shè)定值范圍內(nèi)，變風(fēng)量控制器向閥門控制器輸出信號(hào)，閥門控制器再向閥門執(zhí)行器輸出 信號(hào)，閥門執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)文丘里閥的活塞上下移動(dòng)，改變通風(fēng)截面積，調(diào)節(jié)通風(fēng)風(fēng)量。
其中，所述文丘里閥包括閥體、裝置在閥體內(nèi)的兩連桿座、錐形活塞、連桿及控制 桿，閥體內(nèi)腔設(shè)有與錐形活塞相適配合的縮徑，錐形活塞通過(guò)活塞套、活塞帽及彈簧帽裝在 連桿的一端，控制桿一端通過(guò)導(dǎo)向桿與連桿鉸接，控制桿另一端與閥門執(zhí)行器相連。
上述風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)包括安裝在每個(gè)排氣系統(tǒng)風(fēng)機(jī)入口穩(wěn)流段的壓力傳感器，每打 開或關(guān)閉某房間的電動(dòng)排氣閥必定引起管道靜壓的變化，檢測(cè)實(shí)時(shí)靜壓值與設(shè)定靜壓值比 較后的差值及其極性，通過(guò)控制器的PID運(yùn)算，輸出相應(yīng)信號(hào)調(diào)整變頻器輸出頻率，實(shí)現(xiàn)節(jié) 能運(yùn)行。
上述面風(fēng)速監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)包括
1)、閥門采用變風(fēng)量文丘里閥，能夠按照設(shè)計(jì)要求獨(dú)立的完成單臺(tái)通風(fēng)柜的變風(fēng) 量的控制，有效及時(shí)地從污染源排放有毒氣體和顆粒，安全可靠地工作；
2)、面風(fēng)速不受管道氣壓影響，也不受到通風(fēng)柜內(nèi)外的干擾；
3)、當(dāng)柜門上下移動(dòng)時(shí)，能夠自動(dòng)控制變風(fēng)量的閥門，使面風(fēng)速穩(wěn)定在0.5m/s，閥 門反應(yīng)速度應(yīng)為快反應(yīng)，平衡時(shí)間小于1秒；要求變風(fēng)量控制閥實(shí)測(cè)面風(fēng)速，控制調(diào)節(jié)方式 應(yīng)為閉環(huán)控制，控制面板直接顯示面風(fēng)速。
4)、自動(dòng)調(diào)節(jié)排風(fēng)量以滿足不同狀態(tài)下的安全面風(fēng)速需要，可以通過(guò)控制面板設(shè) 定閥的最小、最大排風(fēng)量或面風(fēng)速設(shè)定值，并能夠維持要求的最小排氣量或面風(fēng)速；
5)、當(dāng)出現(xiàn)面風(fēng)速過(guò)低等不安全情況時(shí)應(yīng)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警，控制器應(yīng)有緊急情 況按鈕，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)及意外緊急情況時(shí)，按動(dòng)此按鈕，風(fēng)閥應(yīng)按最大風(fēng)量運(yùn)行，并發(fā)出報(bào)警。
本發(fā)明還包括潔凈機(jī)通風(fēng)控制系統(tǒng)，潔凈區(qū)控制系統(tǒng)由觸摸屏、控制器、輸入輸出 模塊、傳感器、變頻器組成，每臺(tái)風(fēng)機(jī)設(shè)置獨(dú)立變頻器，控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下控制功能
1)、溫度控制，根據(jù)回風(fēng)溫度與設(shè)定溫度值比較后的差值及其極性，通過(guò)控制器的 PID運(yùn)算，調(diào)節(jié)表冷器進(jìn)水閥門的開度或加熱器檔位，使受控環(huán)境的溫度保持在要求的范圍 內(nèi)；
2)、濕度控制，根據(jù)回風(fēng)濕度與設(shè)定濕度值比較后的差值及其極性，通過(guò)控制器的 PID運(yùn)算，調(diào)節(jié)加濕閥門開度，使受控環(huán)境的溫度保持在要求的范圍內(nèi)；
3)、節(jié)能運(yùn)行，包括以下狀態(tài)
(a)、自動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)新、回風(fēng)溫濕度，通過(guò)控制器的焓運(yùn)算，根據(jù)新、回風(fēng)的焓值機(jī) 熱濕負(fù)荷，自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)閥、回風(fēng)閥及排風(fēng)閥的開度比例，使空調(diào)節(jié)能運(yùn)行；
(b)、手動(dòng)狀態(tài)潔凈室送風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率隨各房間送風(fēng)閥門開啟的數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)變頻 器的上限運(yùn)行頻率(多級(jí)控制)，排風(fēng)系統(tǒng)采用定靜壓控制來(lái)調(diào)節(jié)排風(fēng)機(jī)變頻器運(yùn)行頻率；
4)、定靜壓控制，對(duì)正壓潔凈室，檢測(cè)回風(fēng)管靜壓值與設(shè)定靜壓值比較后的差值及 其極性，通過(guò)控制器的PID運(yùn)算，一方面調(diào)節(jié)排風(fēng)機(jī)的變頻器輸出頻率，另一方面調(diào)節(jié)新閥 門的開度，使系統(tǒng)新風(fēng)量、回風(fēng)量及排風(fēng)量維持動(dòng)態(tài)平衡，保證整個(gè)系統(tǒng)正壓；
5)、聯(lián)鎖控制，包括
(a)、新風(fēng)閥門、回風(fēng)閥門、排風(fēng)閥門、加熱器、加濕閥、排氣風(fēng)機(jī)、消防聯(lián)動(dòng)控制裝 置等均與潔凈系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖；
(b)、開機(jī)程序，新風(fēng)閥優(yōu)先回風(fēng)閥開啟，送風(fēng)機(jī)優(yōu)先排風(fēng)機(jī)開啟，新風(fēng)閥優(yōu)先送風(fēng) 機(jī)開啟；各實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)閥門優(yōu)先于回風(fēng)閥門開啟；
(c)、停機(jī)程序，潔凈系統(tǒng)的排風(fēng)機(jī)優(yōu)先送風(fēng)機(jī)關(guān)閉，確保整個(gè)系統(tǒng)正壓；當(dāng)所有風(fēng) 閥關(guān)閉時(shí)，風(fēng)機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)行；
(d)、排風(fēng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)潔凈系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)嚴(yán)禁關(guān)閉；當(dāng)處于消防狀態(tài)時(shí)，消防 中心同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)及停機(jī)聯(lián)動(dòng)信號(hào)，控制系統(tǒng)延時(shí)3分鐘后潔凈區(qū)域所有風(fēng)機(jī)自動(dòng)停 止運(yùn)行；
(e)、當(dāng)風(fēng)速傳感器檢測(cè)到實(shí)時(shí)風(fēng)速低于系統(tǒng)值班狀所維持的最小送風(fēng)量對(duì)應(yīng)的 風(fēng)速時(shí)，加熱器嚴(yán)禁啟動(dòng)；當(dāng)高溫開關(guān)動(dòng)作時(shí)，加熱器停止工作；
6)、房間恒壓控制，對(duì)正壓潔凈室，房間壓差傳感器檢測(cè)到房間實(shí)時(shí)壓差低于設(shè)定 值時(shí)，自動(dòng)減少回風(fēng)閥門的開度，當(dāng)回風(fēng)閥門處于最低開度時(shí)房間壓差仍未達(dá)到設(shè)定值，則 自動(dòng)增大送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明潔凈機(jī)通風(fēng)控制系統(tǒng)由觸摸屏來(lái)實(shí)現(xiàn)以下功能
1)、控制設(shè)備可獨(dú)立控制每個(gè)風(fēng)閥、水閥及每臺(tái)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，可手動(dòng)調(diào)節(jié)變頻 器運(yùn)行頻率，可設(shè)定為工作狀態(tài)和值班狀態(tài)、白天及夜晚四種工況；
2)、設(shè)定系統(tǒng)的溫度、濕度、風(fēng)壓、風(fēng)閥開度、風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率等參數(shù)；
3)、監(jiān)測(cè)新風(fēng)、回風(fēng)、送風(fēng)及各房間的溫濕度，各風(fēng)閥、水閥的開度，風(fēng)機(jī)手動(dòng)、自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，送風(fēng)管風(fēng)速，風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率，房間實(shí)時(shí)壓差值、通風(fēng)柜排風(fēng)系統(tǒng)工作狀態(tài)、消防狀 態(tài)等等；
4)、風(fēng)機(jī)熱過(guò)載報(bào)警、變頻器超載報(bào)警、過(guò)濾器堵塞報(bào)警、低溫報(bào)警、加熱器高溫報(bào) 警、房間壓差報(bào)警、消防狀態(tài)報(bào)警、防火閥動(dòng)作報(bào)警等等；
5)、每臺(tái)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)、定時(shí)等多種運(yùn)行模式，工頻與變頻切換，當(dāng)變頻器故 障時(shí)，可轉(zhuǎn)換到工頻運(yùn)行。
本發(fā)明文丘里閥通風(fēng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)蝶閥通風(fēng)系統(tǒng)的比較
1、通風(fēng)系統(tǒng)的變頻信號(hào)來(lái)源不同
傳統(tǒng)蝶閥通風(fēng)系統(tǒng)的信號(hào)源始開啟通風(fēng)柜的控制開關(guān)，也就是說(shuō)每開啟/關(guān)閉1 臺(tái)通風(fēng)柜，系統(tǒng)都將增加/減少一定的排風(fēng)量，整個(gè)系統(tǒng)風(fēng)量變化為檔位式調(diào)節(jié)；本發(fā)明文 丘里閥變頻系統(tǒng)的信號(hào)源為管道壓力傳感器，系統(tǒng)中每個(gè)風(fēng)量值(包括開啟/關(guān)閉1臺(tái)通 風(fēng)柜和通風(fēng)柜操作窗高度)變化都將引起管道壓力變化，系統(tǒng)將依據(jù)壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)無(wú)極調(diào) 節(jié)。
2、系統(tǒng)精度不同
以1. 5米通風(fēng)柜為例，每臺(tái)通風(fēng)柜設(shè)計(jì)風(fēng)量為1700m3/h。傳統(tǒng)蝶閥通風(fēng)系統(tǒng)每次 改變風(fēng)量都是以1700m3/h為單位，具體為一臺(tái)風(fēng)量1700m3/h、兩臺(tái)風(fēng)量3400m3/h、三臺(tái)風(fēng)量 5100m3/h、四臺(tái)風(fēng)量6800m3/h依此類推，文丘里閥變頻系統(tǒng)是由通風(fēng)柜實(shí)際需要排風(fēng)量來(lái) 改變的，依據(jù)通風(fēng)柜操作窗高度不同而變化。假定第一臺(tái)需要風(fēng)量為1200m3/h、第二臺(tái)需要 風(fēng)量為1500m3/h、第三臺(tái)需要風(fēng)量為1700m3/h、第四臺(tái)需要風(fēng)量為900m3/h，這時(shí)系統(tǒng)的排 風(fēng)量為5300m7h，而不是普通變頻系統(tǒng)的6800m7h。
3、控制結(jié)果不同
(1)、傳統(tǒng)變頻系統(tǒng)的通風(fēng)柜面風(fēng)速是變化的。
風(fēng)量計(jì)算公式Q = V*S(Q為通風(fēng)柜排風(fēng)量、V為通風(fēng)柜面風(fēng)速、S為操作窗通風(fēng)截 面積)，通風(fēng)截面積計(jì)算公式S = L*H(L為操作窗寬度、H為操作窗開啟高度)，將S = L*H 帶入公式Q = V*S可得Q = V*L*H(公式Q = V*L*H中Q、L為常量)。將公式轉(zhuǎn)換一下可 得Q = V*L*H — Q/L = V*H，即V*H為一個(gè)常量，由此可見V和H為反比關(guān)系，操作窗開啟高 度H越大面風(fēng)速V越小，反之操作窗開啟高度H約小面風(fēng)速V越大，無(wú)法做到面風(fēng)速恒定。
(2)、文丘里閥變頻系統(tǒng)的通風(fēng)柜面風(fēng)速是恒定的。
還是上面的公式Q = V*L*H，我們首先控制不變的是V (通風(fēng)柜面風(fēng)速)，L為常量， 那么公式變成了 Q/H = V*L，V*L為常量，Q隨H的變化而變化。
4、文丘里閥和普通閥門功能比較
(1)、普通閥門手動(dòng)調(diào)節(jié)，無(wú)自動(dòng)功能，影響系統(tǒng)安全；壓力不獨(dú)立，同一系統(tǒng)內(nèi) 會(huì)相互影響；控制精度低，且風(fēng)量越小精度越差；由于快開特性，往往只有3 1;需要現(xiàn)場(chǎng) 調(diào)試；需要定期維護(hù)，通常為每年1次。
(2)、文丘里閥反應(yīng)速度小于1秒，做到良好控制；壓力獨(dú)立，不會(huì)相互影響；控制 精度高，全范圍內(nèi)都是讀數(shù)的5% ；可測(cè)比高，最大可到20 1 ；不需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，出廠前嚴(yán) 格調(diào)試檢測(cè)；不需要定期維護(hù)。
文丘里閥將高速智能控制、機(jī)械自動(dòng)補(bǔ)償和壓力無(wú)關(guān)控制技術(shù)有機(jī)融合，滿足通 風(fēng)系統(tǒng)中對(duì)氣流控制的特殊需求。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明文丘里閥信號(hào)傳送示意圖2為本發(fā)明文丘里閥的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明單臺(tái)通風(fēng)柜控制原理示意圖4為本發(fā)明單臺(tái)通風(fēng)柜控制接線示意圖5為本發(fā)明多臺(tái)通風(fēng)柜控制原理示意圖6為本發(fā)明多臺(tái)通風(fēng)柜控制接線示意圖；具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明為一種實(shí)驗(yàn)室變風(fēng)量通風(fēng)柜控制系統(tǒng)，包括通風(fēng)柜1、安裝在 通風(fēng)柜1的排風(fēng)支管上的文丘里閥2、位移傳感器4、門高報(bào)警開關(guān)5、面風(fēng)速監(jiān)測(cè)及控制系 統(tǒng)、風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)、閥門控制器7及閥門執(zhí)行器8，通過(guò)控制操作面板，一方面輸出信號(hào)開啟 電動(dòng)風(fēng)閥，另一個(gè)輸出輸出信號(hào)啟動(dòng)變頻器運(yùn)行。面風(fēng)速監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)包括面風(fēng)速傳感 器3及變風(fēng)量控制器6，變風(fēng)量控制器6實(shí)時(shí)測(cè)量通風(fēng)柜1開度，同時(shí)面風(fēng)速傳感器3實(shí)時(shí) 測(cè)量面風(fēng)速，并將其轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)傳給變風(fēng)量控制器6，變風(fēng)量控制器6根據(jù)面風(fēng)速實(shí)際 值與設(shè)定值進(jìn)行比較，如果風(fēng)速不在設(shè)定值(0. 50m/s)范圍內(nèi)，變風(fēng)量控制器6向閥門控制 器7輸出信號(hào)，閥門控制器7再向閥門執(zhí)行器8輸出信號(hào)，閥門執(zhí)行器8驅(qū)動(dòng)文丘里閥2的 活塞21上下移動(dòng)，改變通風(fēng)截面積，調(diào)節(jié)通風(fēng)風(fēng)量，整個(gè)通風(fēng)柜變風(fēng)量控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí) 間< 1秒。
本發(fā)明可采用單臺(tái)通風(fēng)柜控制系統(tǒng)，圖3為本發(fā)明單臺(tái)通風(fēng)柜控制原理示意圖， 圖4為本發(fā)明單臺(tái)通風(fēng)柜控制接線示意圖。
本發(fā)明可采用多臺(tái)通風(fēng)柜控制系統(tǒng)，如圖5所示本發(fā)明多臺(tái)通風(fēng)柜控制原理示意 圖，圖6為本發(fā)明多臺(tái)通風(fēng)柜控制接線示意圖。
如圖2所示，本發(fā)明文丘里閥2包括閥體22、裝置在閥體22內(nèi)的兩連桿座23a、 23b、錐形活塞21、連桿M及控制桿25，閥體22內(nèi)腔設(shè)有與錐形活塞21相適配合的縮徑， 錐形活塞21通過(guò)活塞套沈、活塞帽27及彈簧帽觀裝在連桿M的一端，控制桿25 —端通 過(guò)導(dǎo)向桿四與連桿M鉸接，控制桿25另一端與閥門執(zhí)行器8相連。
對(duì)于需要排氣的實(shí)驗(yàn)室，每房間設(shè)置一個(gè)操作面板及一個(gè)排氣電動(dòng)風(fēng)量總閥門， 閥門采用開關(guān)量調(diào)節(jié)(全開或全關(guān))。操作人員操作監(jiān)控操作面板的排氣按鈕，一方面打開 排風(fēng)閥門及新風(fēng)閥門，另一方面輸出一組無(wú)源觸點(diǎn)信號(hào)給PLC，啟動(dòng)排風(fēng)機(jī)及新風(fēng)機(jī)的變頻 器運(yùn)行。
風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)包括安裝在每個(gè)排氣系統(tǒng)風(fēng)機(jī)入口穩(wěn)流段的壓力傳感器，每打開或 關(guān)閉某房間的電動(dòng)排氣閥必定引起管道靜壓的變化，檢測(cè)實(shí)時(shí)靜壓值與設(shè)定靜壓值比較后 的差值及其極性，通過(guò)控制器的PID運(yùn)算，輸出相應(yīng)信號(hào)調(diào)整變頻器輸出頻率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn) 行。
所述面風(fēng)速監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)包括
1)、閥門采用變風(fēng)量文丘里閥2，能夠按照設(shè)計(jì)要求獨(dú)立的完成單臺(tái)通風(fēng)柜1的變風(fēng)量的控制，有效及時(shí)地從污染源排放有毒氣體和顆粒，安全可靠地工作；
2)、面風(fēng)速不受管道氣壓影響，也不受到通風(fēng)柜內(nèi)外的干擾；
3)、當(dāng)通風(fēng)柜1柜門上下移動(dòng)時(shí)，能夠自動(dòng)控制變風(fēng)量的閥門，使面風(fēng)速穩(wěn)定在 0. 5m/s,閥門反應(yīng)速度應(yīng)為快反應(yīng)，平衡時(shí)間小于1秒；要求變風(fēng)量控制閥實(shí)測(cè)面風(fēng)速，控 制調(diào)節(jié)方式應(yīng)為閉環(huán)控制，控制面板直接顯示面風(fēng)速。
4)、自動(dòng)調(diào)節(jié)排風(fēng)量以滿足不同狀態(tài)下的安全面風(fēng)速需要，可以通過(guò)控制面板設(shè) 定閥的最小、最大排風(fēng)量或面風(fēng)速設(shè)定值，并能夠維持要求的最小排氣量或面風(fēng)速；
5)、當(dāng)出現(xiàn)面風(fēng)速過(guò)低等不安全情況時(shí)應(yīng)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警，控制器應(yīng)有緊急情 況按鈕，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)及意外緊急情況時(shí)，按動(dòng)此按鈕，風(fēng)閥應(yīng)按最大風(fēng)量運(yùn)行，并發(fā)出報(bào)警。
本發(fā)明還包括潔凈機(jī)通風(fēng)控制系統(tǒng)，潔凈區(qū)控制系統(tǒng)由觸摸屏、控制器、輸入輸出 模塊、傳感器、變頻器組成，每臺(tái)風(fēng)機(jī)設(shè)置獨(dú)立變頻器，控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下控制功能
1、溫度控制，根據(jù)回風(fēng)溫度與設(shè)定溫度值比較后的差值及其極性，通過(guò)控制器的 PID運(yùn)算，調(diào)節(jié)表冷器進(jìn)水閥門的開度或加熱器檔位，使受控環(huán)境的溫度保持在要求的范圍 內(nèi)；
2、濕度控制，根據(jù)回風(fēng)濕度與設(shè)定濕度值比較后的差值及其極性，通過(guò)控制器的 PID運(yùn)算，調(diào)節(jié)加濕閥門開度，使受控環(huán)境的溫度保持在要求的范圍內(nèi)；
3、節(jié)能運(yùn)行，包括以下狀態(tài)
(a)、自動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)新、回風(fēng)溫濕度，通過(guò)控制器的焓運(yùn)算，根據(jù)新、回風(fēng)的焓值機(jī) 熱濕負(fù)荷，自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)閥、回風(fēng)閥及排風(fēng)閥的開度比例，使空調(diào)節(jié)能運(yùn)行；
(b)、手動(dòng)狀態(tài)潔凈室送風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率隨各房間送風(fēng)閥門開啟的數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)變頻 器的上限運(yùn)行頻率(多級(jí)控制，排風(fēng)系統(tǒng)采用定靜壓控制來(lái)調(diào)節(jié)排風(fēng)機(jī)變頻器運(yùn)行頻率；
4)、定靜壓控制，對(duì)正壓潔凈室，檢測(cè)回風(fēng)管靜壓值與設(shè)定靜壓值比較后的差值及 其極性，通過(guò)控制器的PID運(yùn)算，一方面調(diào)節(jié)排風(fēng)機(jī)的變頻器輸出頻率，另一方面調(diào)節(jié)新閥 門的開度，使系統(tǒng)新風(fēng)量、回風(fēng)量及排風(fēng)量維持動(dòng)態(tài)平衡，保證整個(gè)系統(tǒng)正壓；
5)、聯(lián)鎖控制，包括
(a)、新風(fēng)閥門、回風(fēng)閥門、排風(fēng)閥門、加熱器、加濕閥、排氣風(fēng)機(jī)、消防聯(lián)動(dòng)控制裝 置等均與潔凈系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖；
(b)、開機(jī)程序，新風(fēng)閥優(yōu)先回風(fēng)閥開啟，送風(fēng)機(jī)優(yōu)先排風(fēng)機(jī)開啟，新風(fēng)閥優(yōu)先送風(fēng) 機(jī)開啟；各實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)閥門優(yōu)先于回風(fēng)閥門開啟；
(c)、停機(jī)程序，潔凈系統(tǒng)的排風(fēng)機(jī)優(yōu)先送風(fēng)機(jī)關(guān)閉，確保整個(gè)系統(tǒng)正壓；當(dāng)所有風(fēng) 閥關(guān)閉時(shí)，風(fēng)機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)行；
(d)、排風(fēng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)潔凈系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)嚴(yán)禁關(guān)閉；當(dāng)處于消防狀態(tài)時(shí)，消防 中心同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)及停機(jī)聯(lián)動(dòng)信號(hào)，控制系統(tǒng)延時(shí)3分鐘后潔凈區(qū)域所有風(fēng)機(jī)自動(dòng)停 止運(yùn)行；
(e)、當(dāng)風(fēng)速傳感器檢測(cè)到實(shí)時(shí)風(fēng)速低于系統(tǒng)值班狀所維持的最小送風(fēng)量對(duì)應(yīng)的 風(fēng)速時(shí)，加熱器嚴(yán)禁啟動(dòng)；當(dāng)高溫開關(guān)動(dòng)作時(shí)，加熱器停止工作；
6)、房間恒壓控制，對(duì)正壓潔凈室，房間壓差傳感器檢測(cè)到房間實(shí)時(shí)壓差低于設(shè)定 值時(shí)，自動(dòng)減少回風(fēng)閥門的開度，當(dāng)回風(fēng)閥門處于最低開度時(shí)房間壓差仍未達(dá)到設(shè)定值，則 自動(dòng)增大送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。8
本發(fā)明潔凈機(jī)通風(fēng)控制系統(tǒng)由觸摸屏來(lái)實(shí)現(xiàn)以下功能
1)、控制設(shè)備可獨(dú)立控制每個(gè)風(fēng)閥、水閥及每臺(tái)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，可手動(dòng)調(diào)節(jié)變頻 器運(yùn)行頻率，可設(shè)定為工作狀態(tài)和值班狀態(tài)、白天及夜晚四種工況；
2)、設(shè)定系統(tǒng)的溫度、濕度、風(fēng)壓、風(fēng)閥開度、風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率等參數(shù)；
3)、監(jiān)測(cè)新風(fēng)、回風(fēng)、送風(fēng)及各房間的溫濕度，各風(fēng)閥、水閥的開度，風(fēng)機(jī)手動(dòng)、自動(dòng) 運(yùn)行狀態(tài)，送風(fēng)管風(fēng)速，風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率，房間實(shí)時(shí)壓差值、通風(fēng)柜排風(fēng)系統(tǒng)工作狀態(tài)、消防狀 態(tài)等等；
4)、風(fēng)機(jī)熱過(guò)載報(bào)警、變頻器超載報(bào)警、過(guò)濾器堵塞報(bào)警、低溫報(bào)警、加熱器高溫報(bào) 警、房間壓差報(bào)警、消防狀態(tài)報(bào)警、防火閥動(dòng)作報(bào)警等等；
5)、每臺(tái)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)、定時(shí)等多種運(yùn)行模式，工頻與變頻切換，當(dāng)變頻器故 障時(shí)，可轉(zhuǎn)換到工頻運(yùn)行。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)驗(yàn)室變風(fēng)量通風(fēng)柜控制系統(tǒng)，其特征在于包括通風(fēng)柜(1)、安裝在通風(fēng)柜 (1)的排風(fēng)支管上的文丘里閥O)、位移傳感器G)、門高報(bào)警開關(guān)(5)、面風(fēng)速監(jiān)測(cè)及控制 系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)、閥門控制器(7)及閥門執(zhí)行器(8)，面風(fēng)速監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)包括面風(fēng) 速傳感器C3)及變風(fēng)量控制器(6)，所述變風(fēng)量控制器(6)實(shí)時(shí)測(cè)量通風(fēng)柜(1)開度，同時(shí) 面風(fēng)速傳感器C3)實(shí)時(shí)測(cè)量面風(fēng)速，并將其轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)傳給變風(fēng)量控制器(6)，變風(fēng)量 控制器(6)根據(jù)面風(fēng)速實(shí)際值與設(shè)定值進(jìn)行比較，如果風(fēng)速不在設(shè)定值范圍內(nèi)，變風(fēng)量控 制器(6)向閥門控制器(7)輸出信號(hào)，閥門控制器(7)再向閥門執(zhí)行器⑶輸出信號(hào)，閥門 執(zhí)行器(8)驅(qū)動(dòng)文丘里閥O)的活塞上下移動(dòng)，改變通風(fēng)截面積，調(diào)節(jié)通風(fēng)風(fēng)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述文丘里閥(2)包括閥體02)、 裝置在閥體0 內(nèi)的兩連桿座03a、2;3b)、錐形活塞(21)、連桿Q4)及控制桿(25)，閥體 (22)內(nèi)腔設(shè)有與錐形活塞相適配合的縮徑，錐形活塞通過(guò)活塞套(沈)、活塞帽 (27)及彈簧帽08)裝在連桿04)的一端，控制桿05) —端通過(guò)導(dǎo)向桿09)與連桿04) 鉸接，控制桿05)另一端與閥門執(zhí)行器(8)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)包括安裝在每個(gè) 排氣系統(tǒng)風(fēng)機(jī)入口穩(wěn)流段的壓力傳感器，每打開或關(guān)閉某房間的電動(dòng)排氣閥必定引起管道 靜壓的變化，檢測(cè)實(shí)時(shí)靜壓值與設(shè)定靜壓值比較后的差值及其極性，通過(guò)控制器的PID運(yùn) 算，輸出相應(yīng)信號(hào)調(diào)整變頻器輸出頻率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述面風(fēng)速監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)包括1)、閥門采用變風(fēng)量文丘里閥0)，能夠按照設(shè)計(jì)要求獨(dú)立的完成單臺(tái)通風(fēng)柜(1)的變 風(fēng)量的控制，有效及時(shí)地從污染源排放有毒氣體和顆粒，安全可靠地工作；2)、面風(fēng)速不受管道氣壓影響，也不受到通風(fēng)柜(1)內(nèi)外的干擾；3)、當(dāng)通風(fēng)柜(1)柜門上下移動(dòng)時(shí)，能夠自動(dòng)控制變風(fēng)量的閥門，使面風(fēng)速穩(wěn)定在 0. 5m/s,閥門反應(yīng)速度應(yīng)為快反應(yīng)，平衡時(shí)間小于1秒；要求變風(fēng)量控制閥實(shí)測(cè)面風(fēng)速，控 制調(diào)節(jié)方式應(yīng)為閉環(huán)控制，控制面板直接顯示面風(fēng)速；4)、自動(dòng)調(diào)節(jié)排風(fēng)量以滿足不同狀態(tài)下的安全面風(fēng)速需要，可以通過(guò)控制面板設(shè)定閥 的最小、最大排風(fēng)量或面風(fēng)速設(shè)定值，并能夠維持要求的最小排氣量或面風(fēng)速；5)、當(dāng)出現(xiàn)面風(fēng)速過(guò)低等不安全情況時(shí)應(yīng)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警，控制器應(yīng)有緊急情況按 鈕，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)及意外緊急情況時(shí)，按動(dòng)此按鈕，風(fēng)閥應(yīng)按最大風(fēng)量運(yùn)行，并發(fā)出報(bào)警。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于還包括潔凈機(jī)通風(fēng)控制系統(tǒng)，潔凈 區(qū)控制系統(tǒng)由觸摸屏、控制器、輸入輸出模塊、傳感器、變頻器組成，每臺(tái)風(fēng)機(jī)設(shè)置獨(dú)立變頻 器，控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下控制功能1)、溫度控制，根據(jù)回風(fēng)溫度與設(shè)定溫度值比較后的差值及其極性，通過(guò)控制器的PID 運(yùn)算，調(diào)節(jié)表冷器進(jìn)水閥門的開度或加熱器檔位，使受控環(huán)境的溫度保持在要求的范圍 內(nèi)；2)、濕度控制，根據(jù)回風(fēng)濕度與設(shè)定濕度值比較后的差值及其極性，通過(guò)控制器的PID 運(yùn)算，調(diào)節(jié)加濕閥門開度，使受控環(huán)境的溫度保持在要求的范圍內(nèi)；3)、節(jié)能運(yùn)行，包括以下狀態(tài)(a)、自動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)新、回風(fēng)溫濕度，通過(guò)控制器的焓運(yùn)算，根據(jù)新、回風(fēng)的焓值機(jī)熱濕 負(fù)荷，自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)閥、回風(fēng)閥及排風(fēng)閥的開度比例，使空調(diào)節(jié)能運(yùn)行；(b)、手動(dòng)狀態(tài)潔凈室送風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率隨各房間送風(fēng)閥門開啟的數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)變頻器的 上限運(yùn)行頻率(多級(jí)控制)，排風(fēng)系統(tǒng)采用定靜壓控制來(lái)調(diào)節(jié)排風(fēng)機(jī)變頻器運(yùn)行頻率；4)、定靜壓控制，對(duì)正壓潔凈室，檢測(cè)回風(fēng)管靜壓值與設(shè)定靜壓值比較后的差值及其極 性，通過(guò)控制器的PID運(yùn)算，一方面調(diào)節(jié)排風(fēng)機(jī)的變頻器輸出頻率，另一方面調(diào)節(jié)新閥門的 開度，使系統(tǒng)新風(fēng)量、回風(fēng)量及排風(fēng)量維持動(dòng)態(tài)平衡，保證整個(gè)系統(tǒng)正壓；5)、聯(lián)鎖控制，包括(a)、新風(fēng)閥門、回風(fēng)閥門、排風(fēng)閥門、加熱器、加濕閥、排氣風(fēng)機(jī)、消防聯(lián)動(dòng)控制裝置等 均與潔凈系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖；(b)、開機(jī)程序，新風(fēng)閥優(yōu)先回風(fēng)閥開啟，送風(fēng)機(jī)優(yōu)先排風(fēng)機(jī)開啟，新風(fēng)閥優(yōu)先送風(fēng)機(jī)開 啟；各實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)閥門優(yōu)先于回風(fēng)閥門開啟；(c)、停機(jī)程序，潔凈系統(tǒng)的排風(fēng)機(jī)優(yōu)先送風(fēng)機(jī)關(guān)閉，確保整個(gè)系統(tǒng)正壓；當(dāng)所有風(fēng)閥關(guān) 閉時(shí)，風(fēng)機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)行；(d)、排風(fēng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)潔凈系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)嚴(yán)禁關(guān)閉；當(dāng)處于消防狀態(tài)時(shí)，消防中心 同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)及停機(jī)聯(lián)動(dòng)信號(hào)，控制系統(tǒng)延時(shí)3分鐘后潔凈區(qū)域所有風(fēng)機(jī)自動(dòng)停止運(yùn) 行；(e)、當(dāng)風(fēng)速傳感器檢測(cè)到實(shí)時(shí)風(fēng)速低于系統(tǒng)值班狀所維持的最小送風(fēng)量對(duì)應(yīng)的風(fēng)速 時(shí)，加熱器嚴(yán)禁啟動(dòng)；當(dāng)高溫開關(guān)動(dòng)作時(shí)，加熱器停止工作；6)、房間恒壓控制，對(duì)正壓潔凈室，房間壓差傳感器檢測(cè)到房間實(shí)時(shí)壓差低于設(shè)定值 時(shí)，自動(dòng)減少回風(fēng)閥門的開度，當(dāng)回風(fēng)閥門處于最低開度時(shí)房間壓差仍未達(dá)到設(shè)定值，則自 動(dòng)增大送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述觸摸屏實(shí)現(xiàn)以下功能1)、控制設(shè)備可獨(dú)立控制每個(gè)風(fēng)閥、水閥及每臺(tái)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，可手動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器運(yùn) 行頻率，可設(shè)定為工作狀態(tài)和值班狀態(tài)、白天及夜晚四種工況；2)、設(shè)定系統(tǒng)的溫度、濕度、風(fēng)壓、風(fēng)閥開度、風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率等參數(shù)；3)、監(jiān)測(cè)新風(fēng)、回風(fēng)、送風(fēng)及各房間的溫濕度，各風(fēng)閥、水閥的開度，風(fēng)機(jī)手動(dòng)、自動(dòng)運(yùn)行 狀態(tài)，送風(fēng)管風(fēng)速，風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率，房間實(shí)時(shí)壓差值、通風(fēng)柜排風(fēng)系統(tǒng)工作狀態(tài)、消防狀態(tài)等 等；4)、風(fēng)機(jī)熱過(guò)載報(bào)警、變頻器超載報(bào)警、過(guò)濾器堵塞報(bào)警、低溫報(bào)警、加熱器高溫報(bào)警、 房間壓差報(bào)警、消防狀態(tài)報(bào)警、防火閥動(dòng)作報(bào)警等等；5)、每臺(tái)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)、定時(shí)等多種運(yùn)行模式，工頻與變頻切換，當(dāng)變頻器故障 時(shí)，可轉(zhuǎn)換到工頻運(yùn)行。
全文摘要
一種實(shí)驗(yàn)室變風(fēng)量通風(fēng)柜控制系統(tǒng)，其特征在于包括通風(fēng)柜、安裝在通風(fēng)柜的排風(fēng)支管上的文丘里閥、位移傳感器、門高報(bào)警開關(guān)、面風(fēng)速監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)、閥門控制器及閥門執(zhí)行器，面風(fēng)速監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)包括面風(fēng)速傳感器及變風(fēng)量控制器，變風(fēng)量控制器實(shí)時(shí)測(cè)量通風(fēng)柜開度，同時(shí)面風(fēng)速傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量面風(fēng)速，并將其轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)傳給變風(fēng)量控制器，變風(fēng)量控制器根據(jù)面風(fēng)速實(shí)際值與設(shè)定值進(jìn)行比較，如果風(fēng)速不在設(shè)定值范圍內(nèi)，變風(fēng)量控制器向閥門控制器輸出信號(hào)，閥門控制器再向閥門執(zhí)行器輸出信號(hào)，閥門執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)文丘里閥的活塞上下移動(dòng)，改變通風(fēng)截面積，調(diào)節(jié)通風(fēng)風(fēng)量。
文檔編號(hào)B01L1/00GK102029203SQ20101051871
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者李瑞良 申請(qǐng)人:廣州市泛美實(shí)業(yè)有限公司