實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用 

 

實(shí)驗(yàn)室即進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研討的***別場(chǎng)所，可對(duì)生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)或其他***別科學(xué)做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)和建造過程中，設(shè)計(jì)***、影響***廣泛的系統(tǒng)之一。其通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，關(guān)于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的舒適度、實(shí)驗(yàn)作業(yè)人員的身體健康、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)等方面發(fā)生重要影響，并關(guān)系到實(shí)驗(yàn)室的出資本錢、能源耗費(fèi)及后期運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。

 

”

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意圖，是為作業(yè)人員供給安全、舒適的作業(yè)環(huán)境，削減人員暴露在風(fēng)險(xiǎn)空氣下的或許。由于在實(shí)驗(yàn)操作過程中或許發(fā)生有毒有害氣體，為確保實(shí)驗(yàn)人員安全，此類或許發(fā)生有毒有害氣體的實(shí)驗(yàn)，要求盡量在排風(fēng)柜或生物安全柜內(nèi)進(jìn)行，不能在排風(fēng)柜內(nèi)進(jìn)行的，要設(shè)部分排風(fēng)設(shè)備，例如原子吸收罩、萬向排氣罩等，一起,實(shí)驗(yàn)室要設(shè)全面通風(fēng)（或稱輔助排風(fēng)）系統(tǒng)滿意實(shí)驗(yàn)室***小換氣量要求。通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方針是使得實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)作用***、噪音低、操作簡(jiǎn)潔、節(jié)省能源，室內(nèi)壓差和溫濕度都能堅(jiān)持人體的舒適。

 

01

 

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)一般有定風(fēng)量系統(tǒng)、雙風(fēng)量系統(tǒng)、變風(fēng)量系統(tǒng)的辦法：

 

1.1、定風(fēng)量排風(fēng)系統(tǒng)：排風(fēng)機(jī)選用單速定頻風(fēng)機(jī)，排風(fēng)量根本安穩(wěn)不變，系統(tǒng)無法隨排風(fēng)柜應(yīng)用數(shù)量及排風(fēng)柜門敞開高度而調(diào)節(jié)風(fēng)量。該系統(tǒng)***點(diǎn)是設(shè)計(jì)直接、出資小、控制簡(jiǎn)略；缺點(diǎn)是靈活性差、噪音***、排風(fēng)柜面風(fēng)速難以確保，會(huì)有部分有毒有害氣體從排風(fēng)柜中逸出（面風(fēng)速過小或過***都能構(gòu)成氣體從排風(fēng)柜中逸出），且運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高（排風(fēng)機(jī)的電力耗費(fèi)***化，被排風(fēng)機(jī)排出的熱能耗費(fèi)***化）。

 

1.2、雙風(fēng)量系統(tǒng)：排風(fēng)機(jī)選用雙速風(fēng)機(jī)，在兩個(gè)預(yù)訂的風(fēng)流量值之間進(jìn)行高-低（或許稱為***-***?。┣袚Q，較定風(fēng)量系統(tǒng)有所改進(jìn)，但沒有從根本上改動(dòng)定風(fēng)量系統(tǒng)的缺點(diǎn)，現(xiàn)在應(yīng)用不多。

 

1.3變風(fēng)量系統(tǒng)：排風(fēng)機(jī)選用變頻風(fēng)機(jī)，在排風(fēng)或補(bǔ)風(fēng)主風(fēng)道上設(shè)壓力傳感器，應(yīng)用靜壓控制器PID控制變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，到達(dá)安穩(wěn)靜壓或動(dòng)壓調(diào)節(jié)風(fēng)量的意圖。高性能的氣流控制器能夠快速、安穩(wěn)的在***流量改動(dòng)規(guī)模內(nèi)調(diào)節(jié)。在變風(fēng)量系統(tǒng)中排風(fēng)柜一般選用面風(fēng)速控制，通過在排風(fēng)柜前選用人體感應(yīng)器檢測(cè)人員是否存在，來控制柜門面風(fēng)速，當(dāng)操作人員在排風(fēng)柜前作業(yè)時(shí)，將排風(fēng)柜面風(fēng)速設(shè)定為作業(yè)形式，此刻排風(fēng)柜面風(fēng)速控制在0.5m/s, 當(dāng)操作人員脫離的時(shí)分，將排風(fēng)柜面風(fēng)速設(shè)定為待命形式，此刻排風(fēng)柜面風(fēng)速控制在0.3m/s，遵從《實(shí)驗(yàn)室變風(fēng)量排風(fēng)柜》JG/T222－2007規(guī)范之要求。另房間還要設(shè)輔助排風(fēng)，當(dāng)排風(fēng)柜排風(fēng)量不滿意實(shí)驗(yàn)室***小排風(fēng)量要求時(shí)，輔助排風(fēng)主動(dòng)翻開，確保實(shí)驗(yàn)室***小排風(fēng)量契合規(guī)范要求。主動(dòng)變風(fēng)量控制系統(tǒng)的***點(diǎn)包含：節(jié)能顯著、安全性高，易于習(xí)慣風(fēng)量改動(dòng)需求。

 

02

 

實(shí)驗(yàn)室全面排風(fēng)，或稱輔助排風(fēng)：

 

當(dāng)排風(fēng)柜排風(fēng)量不滿意實(shí)驗(yàn)室***小排風(fēng)量要求時(shí)，輔助排風(fēng)主動(dòng)翻開，確保實(shí)驗(yàn)室***小排風(fēng)量，排風(fēng)量換氣次數(shù)按照房間的功能與要求。

 

03

 

補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)

 

為了確保不呈現(xiàn)氣流回溯，實(shí)驗(yàn)室一般會(huì)設(shè)定較高的排風(fēng)量，且接連排風(fēng)時(shí)刻較長(zhǎng)（一般多為7*24小時(shí)全天候敞開排風(fēng)系統(tǒng)），因而實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)負(fù)壓過***的狀況十分常見。為平衡室表里壓差，防止呈現(xiàn)負(fù)壓過***的狀況，實(shí)驗(yàn)室在設(shè)計(jì)時(shí)就需求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，以保持房間設(shè)定的壓力，負(fù)壓防止實(shí)驗(yàn)過程中有毒氣體和顆粒以及化學(xué)品寄存過程中蒸發(fā)的有害氣體向其他空間外溢，正壓實(shí)驗(yàn)室不受外部空氣污染影響查驗(yàn)成果，并使得實(shí)驗(yàn)室內(nèi)換氣率能有用控制，室內(nèi)空氣應(yīng)充沛置換，確保其新鮮度。

 

3.1 、補(bǔ)風(fēng)辦法

 

實(shí)驗(yàn)室的補(bǔ)風(fēng)辦法一般有兩種，分別是天然補(bǔ)風(fēng)和機(jī)械補(bǔ)風(fēng)。

 

天然補(bǔ)風(fēng)不設(shè)備補(bǔ)風(fēng)機(jī)，通過實(shí)驗(yàn)室表里的壓差（室內(nèi)為負(fù)壓）將室外新風(fēng)通過濾器、管道吸入室內(nèi)到達(dá)補(bǔ)風(fēng)作用，由于新風(fēng)是被室外的正壓壓入負(fù)壓的室內(nèi)，所以天然補(bǔ)風(fēng)能夠使得氣流到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡，一起也確保實(shí)驗(yàn)室氣流流向安穩(wěn)，且一直處于負(fù)壓狀況。 天然補(bǔ)風(fēng)的***點(diǎn)主要是不需設(shè)備補(bǔ)風(fēng)機(jī)，節(jié)省了前期出資和補(bǔ)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的電費(fèi)；缺點(diǎn)是在設(shè)計(jì)裝飾時(shí)需求提早擴(kuò)展進(jìn)風(fēng)井或進(jìn)風(fēng)百頁面積，這需求占用修建應(yīng)用面積或影響修建立面作用，其次是不通過補(bǔ)風(fēng)機(jī)的天然風(fēng)無法進(jìn)行加熱或冷卻處理。

 

機(jī)械補(bǔ)風(fēng)設(shè)置引風(fēng)機(jī)構(gòu)成抱負(fù)的氣流組織，將室外新風(fēng)經(jīng)會(huì)集處理后，由補(bǔ)風(fēng)機(jī)經(jīng)管道送入房間內(nèi)，機(jī)械補(bǔ)風(fēng)能夠?qū)ζ浼訜峄蚶鋮s處理及過濾等預(yù)處理，進(jìn)行選用定風(fēng)量補(bǔ)風(fēng)仍是變風(fēng)量補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，一般與排風(fēng)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)，即排風(fēng)為定風(fēng)量系統(tǒng)，補(bǔ)風(fēng)也為定風(fēng)量系統(tǒng)，排風(fēng)為變風(fēng)量系統(tǒng)，補(bǔ)風(fēng)也為變風(fēng)量系統(tǒng)。

 

3.2、補(bǔ)風(fēng)地址

 

室內(nèi)補(bǔ)風(fēng)的補(bǔ)風(fēng)地址一般沒有很***的約束，能夠直接補(bǔ)在排風(fēng)柜內(nèi)或柜門前，也可補(bǔ)在房間內(nèi)，可是不同的補(bǔ)風(fēng)地址有著不同的影響，在排風(fēng)柜內(nèi)或柜門前補(bǔ)風(fēng)的***勢(shì)是不需求為新風(fēng)做加熱或冷卻處理，可節(jié)省能源，節(jié)省本錢；缺點(diǎn)則是新風(fēng)會(huì)影響通風(fēng)柜內(nèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一起損壞操作人員作業(yè)環(huán)境舒適性，這種補(bǔ)風(fēng)地址不適用有面風(fēng)速要求的排風(fēng)系統(tǒng)。與之比照，補(bǔ)風(fēng)地址設(shè)置在房間內(nèi)時(shí)，其***點(diǎn)是操作人員的作業(yè)環(huán)境根本不會(huì)遭到影響，對(duì)排風(fēng)柜面風(fēng)速及柜內(nèi)氣流亦無影響；缺點(diǎn)則是新風(fēng)一般需求通過加熱或許冷卻處理，能量本錢要比***種補(bǔ)風(fēng)地址高。

 

04

 

排風(fēng)柜變風(fēng)量控制器

 

排風(fēng)柜變風(fēng)量控制器有一類是丈量柜門面風(fēng)速，通過與設(shè)定風(fēng)速比較，調(diào)節(jié)風(fēng)閥開度以到達(dá)設(shè)定值，風(fēng)閥一般選用蝶閥，其缺點(diǎn)有：精度受丈量點(diǎn)的方位和數(shù)量影響，比較簡(jiǎn)略遭到設(shè)備方位和表里氣流（紊流）影響，丈量到的風(fēng)速需求通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)調(diào)節(jié)風(fēng)閥，系統(tǒng)反映速度稍慢，控制信號(hào)呼應(yīng)時(shí)刻：<3秒，面風(fēng)速控制精度一般在±20%。

 

另一類排風(fēng)柜變風(fēng)量控制器，現(xiàn)在干流應(yīng)用的是文丘里風(fēng)量控制器，通過丈量移門方位，憑借位移傳感器測(cè)得移門開度并傳輸給控制器，控制器依據(jù)“流量=均勻流速×面積”的公示計(jì)算出的風(fēng)量來實(shí)時(shí)改動(dòng)閥門的開度巨細(xì)來調(diào)節(jié)排風(fēng)量。該系統(tǒng)抗干擾性***，控制安穩(wěn)，從理論上屬開環(huán)控制，在試劑應(yīng)用中需另設(shè)風(fēng)速儀或其他反應(yīng)設(shè)備，以確?？刂频臏?zhǔn)確性和牢靠性。調(diào)節(jié)風(fēng)閥開度具有精度不受柜前有無人員遮擋影響，調(diào)整風(fēng)量過程敏捷精準(zhǔn)，呼應(yīng)時(shí)刻短，可完成傳統(tǒng)的變風(fēng)量閥不或許完成的高調(diào)節(jié)比（1:17~20）、與管道靜壓無關(guān)(150~750PA)、呼應(yīng)時(shí)刻快(小于1秒)、風(fēng)量控制準(zhǔn)確到氣流控制信號(hào)的±5％等***性。

 

05

 

變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)控制

 

5.1、常用的實(shí)驗(yàn)室變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)控制原理

 

5.2、風(fēng)量的控制辦法

 

現(xiàn)在關(guān)于風(fēng)量的控制辦法有面風(fēng)速法和位移法。

 

面風(fēng)速法，通常是應(yīng)用設(shè)備在排風(fēng)柜進(jìn)口邊際處的風(fēng)速傳感器測(cè)得風(fēng)速并傳輸?shù)娇刂破?，通過比較和計(jì)算得到所需風(fēng)量，然后改動(dòng)風(fēng)閥開度調(diào)整排風(fēng)量，終究使其面風(fēng)速堅(jiān)持在0.3m/s~0.6m/s（OSHA）的某個(gè)設(shè)定值或是某個(gè)較小的規(guī)模。其***點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略易設(shè)備，控制相對(duì)簡(jiǎn)略；閉環(huán)反應(yīng)控制確保了安全性和節(jié)能性的控制作用；以一個(gè)點(diǎn)的風(fēng)速來替代面風(fēng)速，與真實(shí)的控制目標(biāo)其面風(fēng)速還會(huì)有些誤差，比較簡(jiǎn)略遭到設(shè)備方位和表里氣流（紊流）影響。

 

位移法，合作應(yīng)用VAV變風(fēng)量文丘里閥，憑借位移傳感器測(cè)得柜門開度并傳輸給控制器，控制器依據(jù)“流量=均勻流速×面積”的公示計(jì)算出的風(fēng)量來實(shí)時(shí)改動(dòng)閥門的開度巨細(xì)來調(diào)節(jié)排風(fēng)量。該系統(tǒng)抗干擾性***，控制安穩(wěn)，從理論上屬開環(huán)控制，在實(shí)踐應(yīng)用中需另設(shè)風(fēng)速儀或其他反應(yīng)設(shè)備，以確?？刂频臏?zhǔn)確性和牢靠性。調(diào)節(jié)風(fēng)閥開度具有精度不受柜前有無人員遮擋影響，調(diào)整風(fēng)量過程敏捷精準(zhǔn)，呼應(yīng)時(shí)刻短，可完成傳統(tǒng)的變風(fēng)量閥不或許完成的高調(diào)節(jié)比（1:17~20）、與管道靜壓無關(guān)(150~750PA)、呼應(yīng)時(shí)刻快(小于1秒)、風(fēng)量控制準(zhǔn)確到氣流控制信號(hào)的±5％等***性。

 

設(shè)備還可設(shè)備紅外線人體監(jiān)測(cè)器，主動(dòng)控制系統(tǒng)能夠通過不同的面風(fēng)速設(shè)置值到達(dá)節(jié)省運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的意圖，當(dāng)操作臺(tái)前有操作人員作業(yè)時(shí)面風(fēng)速控制在某一設(shè)定值（如0.5m/s）,當(dāng)通風(fēng)柜前無人操作時(shí)，系統(tǒng)主動(dòng)轉(zhuǎn)換到另一設(shè)定值（如0.3m/s）。通風(fēng)柜移門方位過高時(shí)有顯著警報(bào)。發(fā)生機(jī)械故障導(dǎo)致面風(fēng)速過高或過低時(shí)有顯著警報(bào)。當(dāng)呈現(xiàn)異常狀況時(shí)，面風(fēng)速控制系統(tǒng)可敞開事端排風(fēng)形式，將風(fēng)閥開到***開度，不受面風(fēng)速設(shè)定值的控制。

 

06

 

尾氣排放及排風(fēng)處理

 

有些實(shí)驗(yàn)設(shè)備在作業(yè)過程中會(huì)發(fā)生尾氣，部分實(shí)驗(yàn)室尾氣需通過處理后，才干外排，在排風(fēng)系統(tǒng)劃分時(shí)，需將這部分排風(fēng)會(huì)集在一個(gè)系統(tǒng)，以會(huì)集處理。選用何種處理辦法，應(yīng)依據(jù)排氣性質(zhì)決議。

 

07

 

設(shè)計(jì)中要注意的問題

 

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，要將實(shí)驗(yàn)性質(zhì)相同或附近的排風(fēng)設(shè)在一個(gè)系統(tǒng)，如果有混合后或許引起焚燒、爆破或構(gòu)成毒性更強(qiáng)的有害物質(zhì)的或許，則需求別的分設(shè)排風(fēng)系統(tǒng)。生物安全柜要單排風(fēng)。

 

實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)***先要確保實(shí)驗(yàn)室的安全性，就要確保有必定數(shù)量的換氣次數(shù)；還有實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)系統(tǒng)負(fù)壓的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)控制很重要，要處理***；系統(tǒng)要能安穩(wěn)牢靠的運(yùn)轉(zhuǎn)；終究就是在確保了必定數(shù)量的換氣次數(shù)和全新風(fēng)條件下，要將能耗降低到***。要到達(dá)這些要求，通風(fēng)設(shè)備尤其是通風(fēng)柜就得有必定規(guī)范和要求。

 

當(dāng)實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)量較***時(shí)，要在實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)在走廊、***廳等公共區(qū)域增設(shè)補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，以防止呈現(xiàn)負(fù)壓過***構(gòu)成的開門或關(guān)門困難。

 

通風(fēng)系統(tǒng)不僅對(duì)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜有***別要求外，還對(duì)控制系統(tǒng)和其他設(shè)備有必定的要求和規(guī)范。設(shè)備類型、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)都會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)室的壓力控制和***小通風(fēng)量的控制，通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)***主要。通風(fēng)系統(tǒng)不平衡會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)柜排風(fēng)和捕捉才能流失，氣流流出實(shí)驗(yàn)室，修建物內(nèi)壓力不安穩(wěn)。

 

通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量的改動(dòng)不能由于風(fēng)管內(nèi)靜壓的改動(dòng)影響其反應(yīng)時(shí)刻，然后影響通風(fēng)量的準(zhǔn)確性。壓力相關(guān)型的系統(tǒng)也會(huì)影響系統(tǒng)流量的精準(zhǔn)控制，使得其反應(yīng)時(shí)刻變慢，然后導(dǎo)致送排風(fēng)設(shè)備發(fā)生震動(dòng)，速度不安穩(wěn)，風(fēng)量不平衡，終究導(dǎo)致控制系統(tǒng)無法能調(diào)節(jié)。一切系統(tǒng)應(yīng)挑選壓力改動(dòng)無關(guān)型的。

 

08

 

結(jié)語

 

實(shí)驗(yàn)室品種繁復(fù)，其通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也應(yīng)該量體裁衣、與時(shí)俱進(jìn)，在一個(gè)實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)或許一起存在多種通風(fēng)辦法，而通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的***要原則是確保實(shí)驗(yàn)室作業(yè)環(huán)境不危害作業(yè)人員的健康安全，在這個(gè)基礎(chǔ)上，則應(yīng)盡量控制裝飾和運(yùn)轉(zhuǎn)本錢，為實(shí)驗(yàn)室減輕經(jīng)濟(jì)壓力。跟著實(shí)驗(yàn)室建造規(guī)范的不斷提高，變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣，實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)也需求多傾聽?wèi)?yīng)用人員及其他相關(guān)方面人士的定見，設(shè)計(jì)要有針對(duì)性，做到有的放矢。