【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及实验室通风调节，特别涉及一种基于大数据的实验室通风智能调节降耗系统。
技术介绍
1、实验室即进行实验的场所，实验室是科学的摇篮，是科学研究的基地，科技发展的源泉，对科技发展起着非常重要的作用，在进行实验的过程中会产生有害气体，所以需要对实验室内部的密封环境进行通风，避免内部的实验人员出现中毒的风险，因而需要实验室用节能通风系统。
2、实验室通风系统是整个实验室设计和建设过程中，规模最大、影响最广泛的系统之一，通风系统的完善与否，直接对实验室环境、实验人员的身体健康、实验设备的运行维护等方面产生重要影响，在通风净化部分，常规的节能方式通过增强室内循环或变频技术，加上过滤网来净化排风，在需要进行通风时需要操作墙上的开关进行关闭。但某些实验室易产生含有病毒、细菌或其他有毒有害成分的污染气体，为避免室内发生二次污染，室内的冷暖气不允许内循环，只能选择全新风工作模式(全送、全排)。这种模式会将室内大量的冷暖气排到室外，同时室内有毒有害气体未经有效处理就排到室外，延长换气时间，而且容易遗忘是否关闭风机，增加了使用成本，造成室外周边环境的污染。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于大数据的实验室通风智能调节降耗系统，采用风量平衡+通风设备变风量控制，加入空气净化模块与废气处理模块，有效引导废气流向，防止有毒有害气体在室内扩散污染，降低通风设备的工作耗能、减少有毒有害气体外排到大气中。
2、本专利技术提供了一种基于大数据的实验室通风智能调节降耗系统，包括
3、所述变风量控制模块用于接收所述数据采集模块采集的外界数据，以进行排风柜变风量控制、实验室变风量控制和风机变风量控制；
4、所述风量平衡模块用于根据进风量或排风量进行风量补偿，并计算漏风量，以达到风量平衡；
5、所述变风量通风模块用于根据数据采集模块采集的排风量确定送风机开启数量，以进行变风量通风调节；
6、所述气体监测模块用于将实时监测的各有害气体的浓度反馈给所述中央集成控制模块，以根据实时数据及时调整其他模块的工作强度；
7、所述设备模块用于设置并管理实验室的多种通风设备和传感器，所述数据采集模块用于接收所述设备模块采集的环境数据。
8、进一步地，所述变风量控制模块包括排风柜变风量控制单元、实验室变风量控制单元、风机变风量控制单元，所述排风柜变风量控制单元的排风柜变风量控制策略包括：通过安装在排风柜侧壁或顶部的面风速传感器测量排风柜面风速，通过对变风量蝶阀的调节维持所需的预先设定的面风速；或，位移传感器测量排风柜拉门开度，变风量控制器计算出维持预设面风速所需的排风量，控制器对变风量阀门进行调节与控制以确保实际排风量为所需风量。
9、进一步地，所述实验室变风量控制单元采用直接压力控制、风量追踪控制、串级控制的控制策略；
10、所述直接压力控制策略通过测量实验室与压力参照区域的压差，通过调节进入或排出实验室的风量来维持所需的压差；
11、所述风量追踪控制策略通过既测量排风量又测量送风量，并控制送风量与排风量的差值以保持所需的压差，在进行风量追踪控制时，补偿风量大于阀门流量测量的精度及控制系统的控制误差；
12、所述串级控制策略通过测量实验室与压力参照区域的压差以重置流量追踪的压差设定点，具有直接压力控制和流量追踪控制的优点。
13、进一步地，所述风机变风量控制单元采用定静压控制、变静压控制、总风量法控制的控制策略；
14、所述变静压控制策略采用基于变风量末端风阀阀位反馈，结合自控系统对静压值根据需求实时重新设定，以满足变风量末端阀位在70％～90％范围内；
15、所述总风量法控制策略基于风机相似律，建立设定风量与风机设定转速的函数关系，无需静压测定，用各变风量末端装置需求风量求和作为系统设定总风量，直接求得风机设定转速。
16、进一步地，所述风量平衡模块中，风量平衡的计算公式为：
17、gzj+gjj＝gzp+gjp
18、其中，gzj为自然进风量，gjj为机械进风量，gzp为自然排风量，gjp为机械排风量；
19、漏风量采用缝隙法进行计算，其公式为：
20、
21、其中，l为漏风量，m3/h；e为缝隙流量系数；f为缝隙面积，m2；δp为室内外压差，pa；ρ为空气密度，通常取1.2kg/m3。
22、进一步地，所述变风量通风模块采用管道静音送风机，送风机启停控制与实验室总风量逻辑联动控制，采用静压箱型送风口送风，送风机开启数量n的计算公式为：
23、
24、其中，n为送风机数量，qfh为排风柜排风量，m3/h；qw为万向排气罩排风量，m3/h；qg为通风试剂柜排风量，m3/h；x为单台送风机的送风量；
25、当n＜6时，对计算结果n取整，即为开启送风机数量；当n≥6时，开启全部6台送风机。
26、进一步地，还包括通风净化模块，所述通风净化模块连接所述中央集成控制模块和设备模块；所述通风净化模块包括送排风机、变频器和离子发生装置，送排风机采用变频启动，避免启动时产生冲击电流引起电网不稳定；变频器对风机可进行无极调速，精准调节系统的送排风量；离子发生装置产生大量的正负离子，净化室内的空气。
27、进一步地，还包括废气处理模块，所述废弃处理模块连接所述中央集成控制模块，所述废气处理模块采用被动过滤与主动杀菌相结合的方法，同时采用光化学和高压脉冲电晕放电的等离子体净化空气技术，具备过滤模块、光电离模块、高能离子模块及传感与控制一体的闭环控制系统。
28、本专利技术的有益效果为：
29、本专利技术的变风量控制模块接收数据采集模块采集的外界数据，进行排风柜变风量控制、实验室变风量控制和风机变风量控制；风量平衡模块根据进风量或排风量进行风量补偿，并计算漏风量以达到风量平衡；变风量通风模块根据数据采集模块采集的排风量确定送风机开启数量，以进行变风量通风调节；气体监测模块将实时监测的各有害气体的浓度；整体上采用风量平衡+通风设备变风量控制，加入空气净化模块与废气处理模块，有效引导废气流向，防止有毒有害气体在室内扩散污染，降低通风设备的工作耗能、减少有毒有害气体外排到大气中。
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1.一种基于大数据的实验室通风智能调节降耗系统，其特征在于，包括中央集成控制模块、变风量控制模块、风量平衡模块、变风量通风模块、气体监测模块、设备模块，所述中央集成控制模块分别连接所述变风量控制模块、风量平衡模块、变风量通风模块、气体监测模块，所述变风量控制模块、风量平衡模块、变风量通风模块还连接数据采集模块，所述气体监测模块还连接所述设备模块，所述数据采集模块还连接所述设备模块；
2.根据权利要求1所述的基于大数据的实验室通风智能调节降耗系统，其特征在于，所述变风量控制模块包括排风柜变风量控制单元、实验室变风量控制单元、风机变风量控制单元，所述排风柜变风量控制单元的排风柜变风量控制策略包括：通过安装在排风柜侧壁或顶部的面风速传感器测量排风柜面风速，通过对变风量蝶阀的调节维持所需的预先设定的面风速；或，位移传感器测量排风柜拉门开度，变风量控制器计算出维持预设面风速所需的排风量，控制器对变风量阀门进行调节与控制以确保实际排风量为所需风量。
3.根据权利要求2所述的基于大数据的实验室通风智能调节降耗系统，其特征在于，所述实验室变风量控制单元采用直接压力控制、风
4.根据权利要求2所述的基于大数据的实验室通风智能调节降耗系统，其特征在于，所述风机变风量控制单元采用定静压控制、变静压控制、总风量法控制的控制策略；
5.根据权利要求1所述的基于大数据的实验室通风智能调节降耗系统，其特征在于，所述风量平衡模块中，风量平衡的计算公式为：
6.根据权利要求1所述的基于大数据的实验室通风智能调节降耗系统，其特征在于，所述变风量通风模块采用管道静音送风机，送风机启停控制与实验室总风量逻辑联动控制，采用静压箱型送风口送风，送风机开启数量N的计算公式为：
7.根据权利要求1所述的基于大数据的实验室通风智能调节降耗系统，其特征在于，还包括通风净化模块，所述通风净化模块连接所述中央集成控制模块和设备模块；所述通风净化模块包括送排风机、变频器和离子发生装置，送排风机采用变频启动，避免启动时产生冲击电流引起电网不稳定；变频器对风机可进行无极调速，精准调节系统的送排风量；离子发生装置产生大量的正负离子，净化室内的空气。
8.根据权利要求1所述的基于大数据的实验室通风智能调节降耗系统，其特征在于，还包括废气处理模块，所述废弃处理模块连接所述中央集成控制模块，所述废气处理模块采用被动过滤与主动杀菌相结合的方法，同时采用光化学和高压脉冲电晕放电的等离子体净化空气技术，具备过滤模块、光电离模块、高能离子模块及传感与控制一体的闭环控制系统。
...【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的实验室通风智能调节降耗系统，其特征在于，包括中央集成控制模块、变风量控制模块、风量平衡模块、变风量通风模块、气体监测模块、设备模块，所述中央集成控制模块分别连接所述变风量控制模块、风量平衡模块、变风量通风模块、气体监测模块，所述变风量控制模块、风量平衡模块、变风量通风模块还连接数据采集模块，所述气体监测模块还连接所述设备模块，所述数据采集模块还连接所述设备模块；
2.根据权利要求1所述的基于大数据的实验室通风智能调节降耗系统，其特征在于，所述变风量控制模块包括排风柜变风量控制单元、实验室变风量控制单元、风机变风量控制单元，所述排风柜变风量控制单元的排风柜变风量控制策略包括：通过安装在排风柜侧壁或顶部的面风速传感器测量排风柜面风速，通过对变风量蝶阀的调节维持所需的预先设定的面风速；或，位移传感器测量排风柜拉门开度，变风量控制器计算出维持预设面风速所需的排风量，控制器对变风量阀门进行调节与控制以确保实际排风量为所需风量。
3.根据权利要求2所述的基于大数据的实验室通风智能调节降耗系统，其特征在于，所述实验室变风量控制单元采用直接压力控制、风量追踪控制、串级控制的控制策略；
4.根据权利要求2所述的基于大数据的实验室通风智能调节降耗系统，其特征在于，所述风机变...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫蓉，刘伟平，朱进强，李晓方，
申请(专利权)人：深圳市金华泰实验室科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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