實驗室通風(fēng)柜作為實驗室內(nèi)部環(huán)境控制的關(guān)鍵設(shè)備,其風(fēng)量調(diào)節(jié)的精確性直接關(guān)系到實驗室的安全性和工作效率。因此,實現(xiàn)實驗室通風(fēng)柜風(fēng)量的精確調(diào)節(jié)是實驗室建設(shè)和運(yùn)行過程中不可忽視的重要環(huán)節(jié)。
一般而言,通風(fēng)柜的風(fēng)速會嚴(yán)格地被限定在大約0.5m/s的范圍內(nèi)。若風(fēng)速過低,通風(fēng)柜內(nèi)的氣體可能會外泄。而風(fēng)速過高,則會在柜內(nèi)形成紊流,同樣可能導(dǎo)致氣體溢出。
定風(fēng)控制(CV)
此方法無論通風(fēng)柜調(diào)節(jié)窗的開合程度如何,風(fēng)量始終保持恒定。它的優(yōu)點在于控制簡單,但缺點也顯而易見:通風(fēng)柜的風(fēng)速會隨著調(diào)節(jié)窗的位置變化而變化,導(dǎo)致安全性能不佳,且能耗巨大。
雙穩(wěn)定控制(2-state)
鑒于定風(fēng)量系統(tǒng)在安全和能耗方面的問題,雙穩(wěn)態(tài)控制應(yīng)運(yùn)而生。此控制系統(tǒng)僅具備高風(fēng)量和低風(fēng)量兩種狀態(tài)。例如,在夜間或?qū)嶒炇覠o人時,系統(tǒng)會自動降低至低風(fēng)量運(yùn)行,從而在一定程度上減少能耗。然而,與定風(fēng)量系統(tǒng)相似,它對外界干擾的抵抗能力仍然較弱,且狀態(tài)轉(zhuǎn)換時室內(nèi)壓力波動較大。
變風(fēng)控制(VAV)
隨著控制技術(shù)的不斷進(jìn)步,風(fēng)量變化控制這一更為合理的實驗室氣流控制方法應(yīng)運(yùn)而生。它根據(jù)通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門開度的變化或風(fēng)速的變化來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸送和排氣量,確保無論調(diào)節(jié)窗的開合程度如何,通風(fēng)柜的風(fēng)速都能精確控制在0.5m/s。這一系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng),能在確保安全的前提下有效降低能耗,但對閥門的控制精度和反應(yīng)速度要求極高。
適應(yīng)性控制(UBC)
在VAV系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,自適應(yīng)控制系統(tǒng)得到了發(fā)展。通過在通風(fēng)柜和生物安全柜上安裝探測器,系統(tǒng)能夠監(jiān)控柜前是否有人活動。當(dāng)有人操作時,系統(tǒng)會保持面風(fēng)速恒定在0.5m/s,以確保操作者的安全;而在無人操作時,進(jìn)口風(fēng)速則降至0.3m/s。這種控制方式進(jìn)一步降低了VAV系統(tǒng)的能耗。