隨著各個行業(yè)的科研水平的不斷發(fā)展提高以及科研創(chuàng)新在行業(yè)競爭中越顯重要的作用，各高校和企業(yè)中實驗室的建設(shè)也在不斷的擴增，同時對實驗室的要求也日趨提高，而通風(fēng)系統(tǒng)作為實驗室中重要的組成部分，其安全性、實用性、靈活性尤其重要，在滿足以上的前提下還要考慮經(jīng)濟性的需求。
實驗室通風(fēng)系統(tǒng)基本包括風(fēng)機、風(fēng)管管道、末端排風(fēng)設(shè)備以及通風(fēng)控制系統(tǒng)。近些年，VAV技術(shù)逐漸應(yīng)用在實驗室通風(fēng)系統(tǒng)中，一定程度上改善了通風(fēng)系統(tǒng)的運行性能。今天小編就VAV在通風(fēng)系統(tǒng)中的實際應(yīng)用做簡單的介紹。

一、實驗室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計原則

1、由于實驗室的操作會產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，避免影響實驗室環(huán)境危害實驗人員健康，以及保護實驗室儀器設(shè)備和實驗室的準確性。為保證實驗室內(nèi)實驗人員安全，最基本的是保證實驗室通風(fēng)換氣次數(shù)，通常分為3種模式，日間模式(正常工作模式)、夜問模式(最小排風(fēng)量)、緊急模式(最大排風(fēng)量)。日間模式換氣次數(shù)采用8次每小時,夜間模式為4次每小時，緊急模式為12次每小時。同時也要保證通風(fēng)系統(tǒng)的實用性。
2、保證房間的壓力穩(wěn)定。實驗室內(nèi)壓力通常為負壓，即要求排風(fēng)量大于送風(fēng)量，并保證差值相對于房間容積恒定。
3、保證通風(fēng)的舒適，并盡量降低能耗。
二、通風(fēng)柜的選擇
1、通風(fēng)柜的類型
根據(jù)排風(fēng)量的設(shè)計形式，通常通風(fēng)柜可分為3個類型:定風(fēng)量型、補風(fēng)型、變風(fēng)量型。
（1）定風(fēng)量型特點是排風(fēng)量基本恒定，而面風(fēng)速隨著柜門水平或豎直方向的移動而變化。
（2）補風(fēng)型是在通風(fēng)柜上方設(shè)置專門的送風(fēng)，通過補風(fēng)系統(tǒng)補人了一部分+室外新風(fēng)，從而減少空調(diào)區(qū)域內(nèi)的排風(fēng)量，排風(fēng)量幾乎恒定，其特點是安全性和經(jīng)濟性。
（3）變風(fēng)量型特點是通風(fēng)柜的面風(fēng)速恒定，排風(fēng)量隨操作窗的位置變化而變化。這種設(shè)計可以最大程度的節(jié)約能源，并提供良好的安全保障?？梢员ＷC實驗人員安全的面風(fēng)速范圍是在0.3 m/s -0.5 m/s范圍內(nèi)。
2、選擇通風(fēng)柜特點
（1）通風(fēng)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，有效組織排風(fēng)氣流組織，保證有害氣體不外溢，大大減少了所需排風(fēng)量，達到了節(jié)能的目的。
（2）通風(fēng)柜設(shè)置最小排風(fēng)量，確保操作窗開度最小時，對柜內(nèi)氣體可以進行足夠的稀釋。
（3）通風(fēng)柜窗上部安裝紅外傳感器，當操作窗前沒有人員操作時，紅外探頭探測30秒后操作窗自動落下，調(diào)整至最小風(fēng)量，這樣可以有效的節(jié)約能源。
（4）通風(fēng)柜配備VAV閥門,通過測量閥門前后壓差變化調(diào)節(jié)閥門開度進而達到風(fēng)量控制的目的。通風(fēng)柜根據(jù)操作窗的開窗大小，自動調(diào)節(jié)變風(fēng)量閥門，調(diào)整所需風(fēng)量。
（5）通風(fēng)柜配有控制面板，在集中控制系統(tǒng)故障的情況下，可以獨立控制，進行通風(fēng)狀態(tài)的切換。

三、實驗室通風(fēng)控制

以標準實驗室為例，室內(nèi)排風(fēng)主要分為通風(fēng)柜排風(fēng)，化學(xué)儲物柜排風(fēng)以及房間輔助排風(fēng)，同時房間采用全新風(fēng)送風(fēng)配合風(fēng)機盤管保證房間壓差和舒適度。
通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計原則:通風(fēng)柜排風(fēng)通過變風(fēng)量閥門控制，化學(xué)儲物柜排風(fēng)通過定風(fēng)量閥保證風(fēng)量恒定，房間輔助排風(fēng)根據(jù)通風(fēng)柜的使用狀態(tài)進行相應(yīng)調(diào)節(jié)，保證相應(yīng)工作模式下的換氣次數(shù)。送風(fēng)量的調(diào)節(jié)根據(jù)排風(fēng)量大小，按照排風(fēng)量的90%進行調(diào)節(jié)。
同時房間內(nèi)按照操作面板，實驗人員可以方便的控制排風(fēng)模式，房間內(nèi)安裝溫濕度傳感器，可以通過操作面板讀數(shù)。
每個實驗室房間安裝獨立的集中控制器，控制系統(tǒng)內(nèi)的末端裝置，包括變風(fēng)量閥門，定風(fēng)量閥門、溫濕度傳感器以及房間操作面板通過模擬信號與控制器通訊，控制器根據(jù)各個閥門的狀態(tài)進行計算，進而對各個閥門發(fā)出指令進行相應(yīng)的控制。根據(jù)設(shè)計要求，實驗室通風(fēng)運行狀態(tài)分為3種模式:日間正常工作模式，夜間模式以及緊急模式，通過房間操作面板實現(xiàn)運行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，詳細如下。
1、日間正常工作模式:要求最小換氣次數(shù)為8次/h,房間體積為160 m3。3臺通風(fēng)柜正常運行，總最大排風(fēng)量為600+600+840=2040 m/h,化學(xué)儲物柜排風(fēng)量為500 m/h,假設(shè)補充排風(fēng)閥門不開，換氣次數(shù)為2540/160=15次h,遠遠超過換氣次數(shù)。此時送風(fēng)量為排風(fēng)量的90%，從而保證房間負壓。
2、夜問模式:要求最小換氣次數(shù)為4次h,房間體積為160m3。此狀態(tài)下，所有通風(fēng)柜均在最小通風(fēng)量下運行，即200 m/h,化學(xué)儲物柜排風(fēng)量為500m/h,假設(shè)補充排風(fēng)閥門不開，總排風(fēng)量為200x5+0=1500mr/h, 換氣次數(shù)為1500/160=9次/h,遠遠超過所需換氣次數(shù)。此時送風(fēng)量為排風(fēng)量的90%,從而保證房間負壓。
3、緊急模式:要求最小換氣次數(shù)為12次h。房間體積為160 m/h。此狀態(tài)下，所有通風(fēng)柜均達到最大排風(fēng)量，同時補充排風(fēng)也打開，即房間總排風(fēng)量為840+600x4+500+100-4740,則換氣次數(shù)為29次，遠遠超過所需換氣次數(shù)。此時送風(fēng)量為排風(fēng)量的90%，從而保證房間負壓。

四、實驗室通風(fēng)方案的分析

根據(jù)上述實驗室的設(shè)計與控制方案可知，此控制方案優(yōu)劣共存，分析如下。
1、優(yōu)勢
（1）通過通風(fēng)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計和紅外控制技術(shù)的應(yīng)用，通風(fēng)柜在滿足安全性的前提下，達到了超低風(fēng)量設(shè)計:并且通風(fēng)柜自身配有一套通風(fēng)控制系統(tǒng)，在集中控制系統(tǒng)故障的情況下，通風(fēng)柜仍然可以獨立控制運行。
（2）房間排風(fēng)集中控制，設(shè)計理念出發(fā)點比較先進，并且通過設(shè)置在房間的控制面板對整個實驗室內(nèi)排風(fēng)設(shè)備進行集中控制，具有實用性，便于實驗人員操作。
2、劣勢
（1）此控制系統(tǒng)采用模擬信號傳輸，在安裝過程中較復(fù)雜，增大了投資成本。
（2）每個實驗室都有一套上述獨立的控制系統(tǒng)，而同時40多個實驗室分為8套排風(fēng)系統(tǒng)，其中必有多個實驗室共用-套排風(fēng)系統(tǒng)的情況，在這種情況下，對集中排風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)平衡要求較高，如果有不平衡的情況出現(xiàn)，必將導(dǎo)致個別房問總風(fēng)量不足，進而導(dǎo)致到不到控制效果。
（3）集中排風(fēng)系統(tǒng)采用定靜壓控制風(fēng)機頻率的方式。此方式的缺點就是靜壓值很難設(shè)定，如果設(shè)定過低，導(dǎo)致末端風(fēng)量不足，如果設(shè)置過大，風(fēng)機始終高速運行，不能達到節(jié)能目的。
（4）在控制邏輯方面，較為簡化，沒有充分發(fā)揮集中控制的優(yōu)勢，導(dǎo)致總排風(fēng)量有所浪費，并且在控制房間負壓方面，只是按照送風(fēng)量為排風(fēng)量的90%來進行控制，隨著排風(fēng)量的變化，這種控制比較導(dǎo)致負壓絕對值波動。建議采用控制風(fēng)量差的方式進行控制。
本文主要針對VAV在某大型實驗樓項目通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用進行分析，進而針對此VAV系統(tǒng)的優(yōu)劣進行分析。隨著實驗室建設(shè)的現(xiàn)代化、大型化的趨勢，實驗室的設(shè)計思路和排風(fēng)柜的型式有了很大變化，VAV系統(tǒng)將越來越多應(yīng)用其中，進行VAV系統(tǒng)設(shè)計需要綜合考慮各方而因素，達到系統(tǒng)完善有效。