近年来，我国新建化学实验室的环境问题越来越受到重视。对应实验室的要求一般都是参照国外的标准，理化实验室全新风换气次数为8—12次/小时，仪器室为4—8次/小时，温度为18—26 C，湿度为仪器室40%—65%之间，实验室内部由于化学实验室中实验过程中会排出的有毒有害的气体，导致室内的空气不能在室内循环使用，压差为负压。为了能同时满足上述4个参数，实验室需要采用通风系统。全新风中央空调系统的运行成本较高，实验室同时使用系数参差率又比较大。如何在实验室少量房间工作的情况下，自动控制中央空调机组的运行，减少能耗浪费的现象，节能减排，是通风控制系统需要解决的主要问题。
一、BA自动化控制系统
楼宇设备自控系统自动化控制系统主要解决的问题:在同一系统内，实验室不同使用情况下，大风量变化时的风量控制。控制的对象主要是排风机和全新风空调机组。控制方法主要采取定静压变频控制系统，对排风机和送风空调机组进行变频控制。采取风压控制的原因是由风机的特性曲线决定的:风量的变化呈算数变化，风压的变化呈指数变化。如10000m2风量变到5000m,相应的1000pa风压变到250 pa。以此类推，5000 m2风量变到2500 m'，风压只能变到60 pa。而实验室末端的排风设施，如最后一节的万向排风罩需要的风压就要250pa，再加上前面锁定其风量的定风量阀的压头，最起码需要350 pa。显然，采用风量控制变频的方法不适合实验室特殊的风量控制要求。风压控制的原理是，以风管的风压作为变频控制的信号源，只要保证最不利点风口正常送排风所需要的压力不变，就能在风管风量变化的情况下，保证所有的风口都能送进风、排出风。具体方法:在风管末端2/3处安装压力传感器，将风管末端最不利点的风口正常送排风所需要的最小风压值，设定为基准风压值。因风管的压力会因所需风量的变化而变化:所需风量减少，原风量不变，则风压上升;所需风量增加，原风量不变，风压下降。用压力传感器测出实时变化的静压值，与直接数字控制器DDC和可编程逻辑控制器PLC模块预先设定的满足最不利点风口送排风所需的基准定风压值相差的差值，控制变频器进行变频运转。静定压变频控制方法在所需风量最小的时候，也能锁定最不利点的风压不变，其变风量范围可以比较大。为了扩大风量的变风量范围和变频电机的变频范围，最好选用变频电机。风口需要采用与压力无关型的阀。

二、VAV变风量空调系统

1、变风量控制系统
理化实验室全新风换气次数理论上要求8—12次/小时，实际上则是由该实验室通风柜的数量决定的。目前，大多数实验室的通风柜数量较多，总排风量都大大超过了理论上所需的全新风换气次数的要求。因此，如何在不影响实验室理论上的换气次数和通风柜最重要的技术指标面风速不变的情况下，减少每个通风柜的排风量，是节能减排的又一个重要措施。
通风柜的实际操作状况有两种: 一种是有人站在通风柜面前进行操作;二是无人站在通风柜面前操作，但仍处于化学反应工作过程中。有人站在面前操作时，要求移门的开度为0. 5米;无人站在面前操作时，为了防止通风柜内化学反应发生爆炸，要求移门关闭，保留0. 1—0.15米的开度。通风柜的排风量P=面风速V*移门开启高度h*宽度L/秒，面风速V要求常量0.5米/秒。提示通风柜在无人操作时降低移门开度就可以减少通风柜的排风量。由于通风柜面风速为0.5米/秒，要求移门开度在任何位置都不变，移门开度变化时，排风量变化的反应速度要快。而BA控制系统对小风量的变化反应不是很敏感，变频控制的反应速度滞后，因此，BA控制系统很难对通风柜的排风量进行实时快速控制，只能采取通风柜专用的VAV变风量阀进行控制。VAV变风量阀根据阀体的形状分为文丘里阀和蝶阀两种形式。
2、文丘里阀
文丘里阀的原理是阀体呈圆筒形，中间收缩，成文氏管形状。内部有弹簧构件的锥体作为风量调节机构，外部匹配执行机构、限位器等。定风量文丘里阀锥体根据系统调试要求设定固定位置;变风量文丘里阀锥体依靠电动执行机构根据移门开度的位置变化信号调节位置，控制风量。实现压力无关型的方法是在锥体上安装-根特殊的弹簧。通风管道静压较小时，施加在锥体的力较小，弹簧受力小，锥体与文氏管间的打开面积较大，此时通过文氏管的风阻小，达到实验室通风要求。反之，静压较大时，施加在锥体的力较大，弹簧受力大，锥体与文氏管间的打开面积较小，文氏管的风阻大。通过锥体的开度微调，维持通风柜风量不变。
文丘里阀的优点:气流比较均匀，耐腐蚀性强，反应速度比较快，风量控制精度比较高。缺点:阀体比较大，形状单一，规格比较少，价格比较贵，所需风压比较大。
3、蝶阀
蝶阀的原理是蝶阀有圆筒形和矩形多种形状，内部有两片像蝴蝶状的叶片组成的V字形，V字形中间有一个气囊，外部匹配风量调节机构，风量调节主要通过V字形叶片的开度来实现，与压力无关型功能的实现是通过阀体内风压的大小变化像吹气泡一样引起气囊大小变化，从而引起V字形叶片的开度变化来实现的。蝶阀的优点:阀体比较小，形状和规格比较多，价格相对便宜，所需风压比较小。缺点:气流均匀度、反应速度、风量控制精度、耐腐蚀性等比文丘里阀稍差一点。
文丘里阀与蝶阀的功能定位相同，具体使用时根据企业的投资金额、通风柜数量、风量大小等因素进行选择，灵活地进行配置和组合，以达到最简单、最经济、最可靠、最合理的性价比。

三、方案比较

1、通风柜数量较少，全部开启至最大排风量时还小于设定的最小换气次数的实验室。
（1）通风柜采用变风量控制，同时增加房间的辅助变风量排风阀，使其与通风柜通风量联动，通风柜排风量减少，辅助排风口排风量增加，两者相加始终等于最小换气次数。房间采用定风量送风，送风量等于排风量。为保持房间的负压，送风口分两个，一个在室内，一个在走廊，90%的送风量送至室内，10%送至走廊。
（2）通风柜采用定风量控制，风量设定为最大排风量，风量不随移门开启高度的变化而变化，保持0.5米/秒面风速，通过通风柜本身设计的旁通口与移门开启高度联锁互动，保持排风口的截面积不变来实现。当通风柜的最大排风量不足以达到最小换气次数的时候，通过增加房间的定风量排风阀来实现。送风量的设置与上面相同。
2、通风柜数量较少，但在全部开启至最大排风量时大于最大换气次数;全部关闭至最小排风量时，小于换气次数的实验室。
（1）通风柜采用变风量控制，同时增加房间的辅助变风量排风阀，使其与通风柜通风量联动。当通风柜全部关闭至最小排风量，房间总排风量小于最小换气次数时，开启房间辅助排风口，使之不低于最小换气次数。送风采取定风量控制。
（2）通风柜采用变风量控制，为了防止通风柜全部关闭至最小排风量时，房间的总排风量小于最小换气次数，采取提高通风柜移门关闭的下限高度，从而增加每个通风柜在全部关闭至最小排风量时的风量，来维持其最小换气次数不变。送风采用定风量控制。
3、通风柜数量较多， 在全部开启至最大排风量时，大大超过最大换气次数，在全部关闭至最小排风量时，也大于最小换气次数的实验室。
（1）通风柜排风采用变风量控制，房间送风亦采用变风量控制，房间送风的变风量控制信号，受房间所有通风柜的变风量风量信号控制。送风方式采用余风量控制，送风量始终小于排风量的一个差值，以保持房间的负压。
（2）通风柜排风采用变风量控制， 房间送风采用定风量控制，送风量等于最大排风量和最小排风量的中间值，房间按其最小换气风量送风，其余风量送至走廊，送至走廊的余风量会随室内排风量的大小变化，引起的室内外压差，通过门缝百叶等自然的、机械式的被动变风量方式补风。
上述两套控制系统既相互独立又有联系，构成了完整的节能控制系统。为了方便实验人员操作和物业管理人员的系统维护，只要一个房间开启，相应的送排风系统就开启;所有房间关闭，相应的送排风系统就关闭。在所有实验室使用的工况下，送排风机在满负荷运行时，都能满足所有实验室的环境参数要求;在少量房间使用时，在保证不影响使用工况的条件下，整个系统节能运行。