气流控制系统在疾病预防控制中心的应用

理化实验室的暖通空调设计相比于常规设计最根本的区别在于气流控制系统，其形式大致经历了四个阶段，四种形式依然存在于当前的实验室设计中。

1.定风量气流控制系统

理化实验室传统的控制方式就是定风量(CAV)气流控制方式。国内仍有许多实验室沿用这种方式，即将几台定风量排风柜共用一条通风管道，在楼顶设置定速风机。这种方式控制简单，初期投资较少，但缺点也十分明显，如面风速不能灵活稳定地进行控制、能耗高等，因此现在的定风量通风系统对风量控制进行了改良，即通过定风量阀和送排风总管上的静压差传感器调节变频风机来保持室内相对负压恒定，其特点为系统简单，控制方便，造价低，但能耗仍然较高。定风量排风控制常适用于标准型、补风型、旁通型通风柜，适用于危险程度高和有特殊安全要求的实验室。

2.双稳态气流控制

双稳态(2S)气流控制方式，通过在特定工况下减少实验室气流流量来节约能耗，如降低值班工况气流流量设定值。在双稳态空调通风系统中，通风柜的排风量只有高、低风量两种状态，其调节性能和投资费用介于变风量和定风量之间，有一定的节能性。

3.变风量气流控制

变风量(VAV)气流控制是目前市场上使用较多的气流控制方式。变风量通风系统的风量控制是使通风柜的排风量随操作门不同的开启位置(迎面风速保持恒定)呈线性变化，空调送风量在维持室内恒定相对负压的情况下随排风量自动调节，既满足实验室的安全又节约能耗，适合变风量型通风柜。

4.适应性气流控制

适应性气流控制(UBC)就是在变风量系统的基础上，将红外探测器或者感应器安装在通风柜上，仅在人员使用或通过柜前时才调节送风量为最大风量，其余时间风量保持在安全设定的最小值，这样可以最大限度地降低实验室暖通空调系统的送排风量，从而将能耗降至最低。(www.xing528.com)

在气流控制系统的选择上，由于适应性气流控制最为复杂，在理解此系统的基础上可以推及其他三种系统，因此进行重点介绍。

适应性气流控制系统一般由送风系统、排风系统和控制系统组成。

送风系统主要依靠空调新风系统来实现，该系统根据各个房间的排风量及其变化情况通过控制系统来操作文丘里阀或电动蝶阀等设施来实现对每个房间的新风量和补风量的控制，从而达到对送风系统的控制。

排风系统包括通过通风柜的实验过程排风和通过万向罩的排风等。具体到通风柜，目前有如下要求:

(1)要求通风柜在其调节阀门调节到位后，3s(或其他限定时间)内实现排气气流达到设定值，且气流对调节门开度无震荡或过冲的快速反应;

(2)为防止通风柜调节过程中面风速的急剧变化在实验过程中对实验器具的影响造成对实验结果的影响，要求通风柜面风速始终保持在一定的波动范围内，如通常保持在0.3~0.6m/s。

只有达到如上要求，在实验操作过程中才能避免有害物质溢出，并且不影响实验结果。适应性气流控制既要考虑通风柜使用和不使用时的通风情况，又要考虑在通风柜使用时无操作人员在通风柜附近的情况，因为在每种情况下通风柜的气流控制都不一样。例如，通风柜在不使用时通风量为最大通量的20%，通风柜在使用但没有操作人员时通风量为最大气流量的60%，有人操作时才启动100%的通风量。

末端控制系统包括各个通风柜的调节门传感器、区域存在传感器、通风风柜监控器等探测感知机构和用于执行机构的送风、排风的文丘里阀或电动蝶阀等设施。中央控制系统是协调控制各个末端的中枢，同时，它可以依据BACnet等协议与楼宇控制系统联网，实现整个楼宇系统资源共享，行动协同。