實驗室通風系統(tǒng)的設計和運用 

 

實驗室即進行實驗研討的***別場所，可對生物學、化學、物理學或其他***別科學做實驗。實驗室通風系統(tǒng)是整個實驗室設計和建造進程中，設計***、影響***廣泛的系統(tǒng)之一。其通風系統(tǒng)的設計，關于實驗室環(huán)境的舒適度、實驗作業(yè)人員的身體健康、實驗設備的運轉(zhuǎn)保護等方面發(fā)生重要影響，并關系到實驗室的出資本錢、能源耗費及后期運轉(zhuǎn)費用。

 

實驗室通風系統(tǒng)設計的意圖，是為作業(yè)人員供給安全、舒適的作業(yè)環(huán)境，削減人員暴露在風險空氣下的或許。由于在實驗操作進程中或許發(fā)生有毒有害氣體，為保證實驗人員安全，此類或許發(fā)生有毒有害氣體的實驗，要求盡量在排風柜或生物安全柜內(nèi)進行，不能在排風柜內(nèi)進行的，要設部分排風設備，例如原子吸收罩、萬向排氣罩等，一起,實驗室要設全面通風（或稱輔助排風）系統(tǒng)滿意實驗室***小換氣量要求。通風系統(tǒng)的設計方針是使得實驗室通風作用***、噪音低、操作簡潔、節(jié)省能源，室內(nèi)壓差和溫濕度都能堅持人體的舒適。

 

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實驗室通風系統(tǒng)一般有定風量系統(tǒng)、雙風量系統(tǒng)、變風量系統(tǒng)的辦法：

 

1.1、定風量排風系統(tǒng)：排風機選用單速定頻風機，排風量根本安穩(wěn)不變，系統(tǒng)無法隨排風柜運用數(shù)量及排風柜門敞開高度而調(diào)理風量。該系統(tǒng)***點是設計直接、出資小、控制簡略；缺點是靈活性差、噪音***、排風柜面風速難以保證，會有部分有毒有害氣體從排風柜中逸出（面風速過小或過***都能構成氣體從排風柜中逸出），且運轉(zhuǎn)費用高（排風機的電力耗費***化，被排風機排出的熱能耗費***化）。

 

1.2、雙風量系統(tǒng)：排風機選用雙速風機，在兩個預訂的風流量值之間進行高-低（或許稱為***-***?。┣袚Q，較定風量系統(tǒng)有所改進，但沒有從根本上改動定風量系統(tǒng)的缺點，現(xiàn)在運用不多。

 

1.3變風量系統(tǒng)：排風機選用變頻風機，在排風或補風主風道上設壓力傳感器，運用靜壓控制器PID控制變頻器調(diào)理風機轉(zhuǎn)速，到達安穩(wěn)靜壓或動壓調(diào)理風量的意圖。高性能的氣流控制器能夠快速、安穩(wěn)的在***流量改動規(guī)模內(nèi)調(diào)理。在變風量系統(tǒng)中排風柜一般選用面風速控制，通過在排風柜前選用人體感應器檢測人員是否存在，來控制柜門面風速，當操作人員在排風柜前作業(yè)時，將排風柜面風速設定為作業(yè)形式，此刻排風柜面風速控制在0.5m/s, 當操作人員脫離的時分，將排風柜面風速設定為待命形式，此刻排風柜面風速控制在0.3m/s，遵從《實驗室變風量排風柜》JG/T222－2007規(guī)范之要求。另房間還要設輔助排風，當排風柜排風量不滿意實驗室***小排風量要求時，輔助排風主動翻開，保證實驗室***小排風量契合規(guī)范要求。主動變風量控制系統(tǒng)的***點包含：節(jié)能顯著、安全性高，易于習慣風量改動需求。

 

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實驗室全面排風，或稱輔助排風：

 

當排風柜排風量不滿意實驗室***小排風量要求時，輔助排風主動翻開，保證實驗室***小排風量，排風量換氣次數(shù)按照房間的功能與要求。

 

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補風系統(tǒng)

 

為了保證不呈現(xiàn)氣流回溯，實驗室一般會設定較高的排風量，且接連排風時刻較長（一般多為7*24小時全天候敞開排風系統(tǒng)），因而實驗室室內(nèi)負壓過***的狀況十分常見。為平衡室表里壓差，防止呈現(xiàn)負壓過***的狀況，實驗室在設計時就需求設計實驗室補風系統(tǒng)，以保持房間設定的壓力，負壓防止實驗進程中有毒氣體和顆粒以及化學品寄存進程中揮發(fā)的有害氣體向其他空間外溢，正壓實驗室不受外部空氣污染影響查驗成果，并使得實驗室內(nèi)換氣率能有用控制，室內(nèi)空氣應充沛置換，保證其新鮮度。

 

3.1 、補風辦法

 

實驗室的補風辦法一般有兩種，分別是天然補風和機械補風。

 

天然補風不設備補風機，通過實驗室表里的壓差（室內(nèi)為負壓）將室外新風通過濾器、管道吸入室內(nèi)到達補風作用，由于新風是被室外的正壓壓入負壓的室內(nèi)，所以天然補風能夠使得氣流到達動態(tài)平衡，一起也保證實驗室氣流流向安穩(wěn)，且一直處于負壓狀況。 天然補風的***點主要是不需設備補風機，節(jié)省了前期出資和補風機運轉(zhuǎn)的電費；缺點是在設計裝飾時需求提早擴展進風井或進風百頁面積，這需求占用修建運用面積或影響修建立面作用，其次是不通過補風機的天然風無法進行加熱或冷卻處理。

 

機械補風設置引風機構成抱負的氣流組織，將室外新風經(jīng)會集處理后，由補風機經(jīng)管道送入房間內(nèi)，機械補風能夠?qū)ζ浼訜峄蚶鋮s處理及過濾等預處理，進行選用定風量補風仍是變風量補風系統(tǒng)，一般與排風系統(tǒng)對應，即排風為定風量系統(tǒng)，補風也為定風量系統(tǒng)，排風為變風量系統(tǒng)，補風也為變風量系統(tǒng)。

 

3.2、補風地址

 

室內(nèi)補風的補風地址一般沒有很***的約束，能夠直接補在排風柜內(nèi)或柜門前，也可補在房間內(nèi)，可是不同的補風地址有著不同的影響，在排風柜內(nèi)或柜門前補風的***勢是不需求為新風做加熱或冷卻處理，可節(jié)省能源，節(jié)省本錢；缺點則是新風會影響通風柜內(nèi)實驗時的實驗數(shù)據(jù)，一起損壞操作人員作業(yè)環(huán)境舒適性，這種補風地址不適用有面風速要求的排風系統(tǒng)。與之比照，補風地址設置在房間內(nèi)時，其***點是操作人員的作業(yè)環(huán)境根本不會遭到影響，對排風柜面風速及柜內(nèi)氣流亦無影響；缺點則是新風一般需求通過加熱或許冷卻處理，能量本錢要比***種補風地址高。

 

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排風柜變風量控制器

 

排風柜變風量控制器有一類是丈量柜門面風速，通過與設定風速比較，調(diào)理風閥開度以到達設定值，風閥一般選用蝶閥，其缺點有：精度受丈量點的方位和數(shù)量影響，比較簡略遭到設備方位和表里氣流（紊流）影響，丈量到的風速需求通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號調(diào)理風閥，系統(tǒng)反映速度稍慢，控制信號呼應時刻：<3秒，面風速控制精度一般在±20%。

 

另一類排風柜變風量控制器，現(xiàn)在干流運用的是文丘里風量控制器，通過丈量移門方位，憑借位移傳感器測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”的公示計算出的風量來實時改動閥門的開度巨細來調(diào)理排風量。該系統(tǒng)抗干擾性***，控制安穩(wěn)，從理論上屬開環(huán)控制，在試劑運用中需另設風速儀或其他反應設備，以保證控制的準確性和牢靠性。調(diào)理風閥開度具有精度不受柜前有無人員遮擋影響，調(diào)整風量進程敏捷精準，呼應時刻短，可完成傳統(tǒng)的變風量閥不或許完成的高調(diào)理比（1:17~20）、與管道靜壓無關(150~750PA)、呼應時刻快(小于1秒)、風量控制準確到氣流控制信號的±5％等***性。

 

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變風量通風系統(tǒng)控制

 

5.1、常用的實驗室變風量通風系統(tǒng)控制原理

 

5.2、風量的控制辦法

 

現(xiàn)在關于風量的控制辦法有面風速法和位移法。

 

面風速法，通常是運用設備在排風柜進口邊際處的風速傳感器測得風速并傳輸?shù)娇刂破鳎ㄟ^比較和計算得到所需風量，然后改動風閥開度調(diào)整排風量，終究使其面風速堅持在0.3m/s~0.6m/s（OSHA）的某個設定值或是某個較小的規(guī)模。其***點是：結(jié)構簡略易設備，控制相對簡略；閉環(huán)反應控制保證了安全性和節(jié)能性的控制作用；以一個點的風速來替代面風速，與真實的控制目標其面風速還會有些誤差，比較簡略遭到設備方位和表里氣流（紊流）影響。

 

位移法，合作運用VAV變風量文丘里閥，憑借位移傳感器測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”的公示計算出的風量來實時改動閥門的開度巨細來調(diào)理排風量。該系統(tǒng)抗干擾性***，控制安穩(wěn)，從理論上屬開環(huán)控制，在實踐運用中需另設風速儀或其他反應設備，以保證控制的準確性和牢靠性。調(diào)理風閥開度具有精度不受柜前有無人員遮擋影響，調(diào)整風量進程敏捷精準，呼應時刻短，可完成傳統(tǒng)的變風量閥不或許完成的高調(diào)理比（1:17~20）、與管道靜壓無關(150~750PA)、呼應時刻快(小于1秒)、風量控制準確到氣流控制信號的±5％等***性。

 

設備還可設備紅外線人體監(jiān)測器，主動控制系統(tǒng)能夠通過不同的面風速設置值到達節(jié)省運轉(zhuǎn)費用的意圖，當操作臺前有操作人員作業(yè)時面風速控制在某一設定值（如0.5m/s）,當通風柜前無人操作時，系統(tǒng)主動轉(zhuǎn)換到另一設定值（如0.3m/s）。通風柜移門方位過高時有顯著警報。發(fā)生機械故障導致面風速過高或過低時有顯著警報。當呈現(xiàn)異常狀況時，面風速控制系統(tǒng)可敞開事端排風形式，將風閥開到***開度，不受面風速設定值的控制。

 

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尾氣排放及排風處理

 

有些實驗設備在作業(yè)進程中會發(fā)生尾氣，部分實驗室尾氣需通過處理后，才干外排，在排風系統(tǒng)劃分時，需將這部分排風會集在一個系統(tǒng)，以會集處理。選用何種處理辦法，應依據(jù)排氣性質(zhì)決議。

 

 

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設計中要注意的問題

 

在設計實驗室通風系統(tǒng)時，要將實驗性質(zhì)相同或附近的排風設在一個系統(tǒng)，如果有混合后或許引起焚燒、爆破或構成毒性更強的有害物質(zhì)的或許，則需求別的分設排風系統(tǒng)。生物安全柜要單排風。

 

實驗室運用的通風系統(tǒng)設計***先要保證實驗室的安全性，就要保證有必定數(shù)量的換氣次數(shù)；還有實驗室的通風系統(tǒng)負壓的設計和系統(tǒng)控制很重要，要處理***；系統(tǒng)要能安穩(wěn)牢靠的運轉(zhuǎn)；終究就是在保證了必定數(shù)量的換氣次數(shù)和全新風條件下，要將能耗降低到***。要到達這些要求，通風設備尤其是通風柜就得有必定規(guī)范和要求。

 

當實驗室排風量較***時，要在實驗室通風系統(tǒng)設計時在走廊、***廳等公共區(qū)域增設補風系統(tǒng)，以防止呈現(xiàn)負壓過***構成的開門或關門困難。

 

通風系統(tǒng)不僅對實驗室通風柜有***別要求外，還對控制系統(tǒng)和其他設備有必定的要求和規(guī)范。設備類型、通風系統(tǒng)設計和控制系統(tǒng)都會影響到實驗室的壓力控制和***小通風量的控制，通風系統(tǒng)設計和控制系統(tǒng)***主要。通風系統(tǒng)不平衡會導致通風柜排風和捕捉才能流失，氣流流出實驗室，修建物內(nèi)壓力不安穩(wěn)。

 

通風系統(tǒng)的風量的改動不能由于風管內(nèi)靜壓的改動影響其反應時刻，然后影響通風量的準確性。壓力相關型的系統(tǒng)也會影響系統(tǒng)流量的精準控制，使得其反應時刻變慢，然后導致送排風設備發(fā)生震動，速度不安穩(wěn)，風量不平衡，終究導致控制系統(tǒng)無法能調(diào)理。一切系統(tǒng)應挑選壓力改動無關型的。