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通风系统
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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,原子吸收罩,万向抽气罩等,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的标准规定面风速应在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面风速应保持在0.5m/s。所以通常情况下都会要求通风柜面风速严格限制在0.5m/s左右。因为如果通风柜面风速过小,那么通风柜内气体很可能会溢出,而如果通风柜面风速过大,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自适应控制系统。   
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1.定风量控制(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,通风柜面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。 
 
2.双稳态控制(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。 
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3.变风量控制(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调节门开度的变化或者通风柜面风速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面风速为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。 
 
4.自适应控制(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,保持面风速恒定为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。

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安全    安全因素可以细分保障实验室内操作人员安全,以及保障实验室周边环境安全两个部分。各国对于实验室安全都有较为详细的规范,而安全也是实验室最为重要的目标之一。  为了保障实验室内操作人员安全,我们需要对各种实验设备的气流进行精确控制,例如常用的通风柜,生物安全柜,万向排风罩等,其控制的目的是保证实验当中产生的有毒有害气体不会溢出而危及人员安全。对于实验室周边环境安全的保障,则通常是通过保证实验室的负压来实现的。
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压力控制 通常的生物化学实验室都要求保证实验室负压,避免实验室产生的毒害气体流入临近的办公区域,造成交叉污染。
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节能   在能源问题越发紧张的今天,节能已经成了实验室管理者非常关心的一个内容。通常的商用建筑物,为了节约能耗,采用的仅仅是15%的新风,而且建筑物是每周5天,每天10小时运作。而对于实验室,采用的往往是100%全新风,每周7天,每天24小时运作,因此能耗巨大,必须在保障安全的前提下,尽量降低能耗。