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实验室通风系统设计关键环节
发布时间:2022-08-25   点击次数:205次

实验室通风设计思路是首先根据工艺要求和功能布置选择一定数量和类型的通风柜,有的还兼有部分局部排风罩。其次计算校核房间换气次数,当换气次数小于等于10次或排风系统、换气次数接近时,建议使用定风量系统,降低初投资;当换气次数远远大于10次/h,可结合初投资运行费经济比较,使用变风量系统。再次,为了保证控制系统的稳定可靠,建议定风量、变风量阀选用压力变化无关型,变风量通风柜风量的测定和控制,以柜门位移或风速直接测定为信号,控制范围精确调节比为10:1,系统响应时间<2s,房间压力控制采用直接压力控制。通风系统设计应满足下列原则:


(1)首先(xian)应确保实验室的安全,包括(kuo)满足换气次数和实验室的负压要求;实验室安装独立的送排风系统,以控制实验室气流方向和压力梯度。应确保在使用实验室时气流由清洁区流向污染区,保证实验室的安全性,同事做到实验室有害气体经处理后排放。

(2)系统运(yun)行(xing)要(yao)稳定可(ke)靠。

(3)在(zai)满足换(huan)气(qi)次数和全(quan)新风条件(jian)下,维(wei)持一个安全(quan)舒(shu)适的(de)(de)室内(nei)环境的(de)(de)同时应(ying)尽可(ke)能减少能耗。


实验(yan)室通风系统存在许多(duo)特殊性,在设计过程中需重点把握以(yi)下(xia)关键环节。


一、危(wei)险性评估


实(shi)验室(shi)空(kong)调通(tong)风系(xi)统设计之前(qian),必(bi)须对该实(shi)验室(shi)的(de)(de)危(wei)(wei)险(xian)性(xing)(xing)进行综合评估,将有害物质的(de)(de)性(xing)(xing)质、危(wei)(wei)险(xian)等级、浓度(du)和用量(liang)、实(shi)验室(shi)操作(zuo)(zuo)方式等作(zuo)(zuo)为评估条件(jian),由此(ci)决定对人员(yuan)的(de)(de)保(bao)护(hu)方式。当(dang)实(shi)验过程(cheng)中存(cun)在(zai)潜(qian)在(zai)的(de)(de)危(wei)(wei)险(xian)较低(di)时(shi),采用定向气流对人员(yuan)的(de)(de)保(bao)护(hu),如实(shi)验室(shi)通(tong)风柜、生物安(an)全柜等。当(dang)实(shi)验过程(cheng)中存(cun)在(zai)的(de)(de)潜(qian)在(zai)危(wei)(wei)险(xian)较明显时(shi),则采用限(xian)制(zhi)性(xing)(xing)更强的(de)(de)保(bao)护(hu)措施(shi),例如全封(feng)闭的(de)(de)带操作(zuo)(zuo)手套的(de)(de)密(mi)封(feng)箱等。


二(er)、空(kong)调系(xi)统的负荷计算


由(you)于(yu)实(shi)验室(shi)(shi)空(kong)调系统(tong)很少(shao)在(zai)大空(kong)调设计(ji)负(fu)荷(he)条件下运(yun)行,但又(you)必须能(neng)对实(shi)验室(shi)(shi)内所发生的(de)各(ge)种情况作出迅速反应,因此在(zai)设计(ji)中要(yao)认真考虑由(you)于(yu)内部负(fu)荷(he)(工艺操作、设备(bei)、人员(yuan)、照明等负(fu)荷(he))、外部条件(季(ji)节(jie)负(fu)荷(he)变(bian)(bian)化及日夜负(fu)荷(he)变(bian)(bian)化)、排(pai)风需求所引起的(de)系统(tong)负(fu)荷(he)变(bian)(bian)化。实(shi)验室(shi)(shi)空(kong)调系统(tong)负(fu)荷(he)通常来自以下三个部分。


1、实验室(shi)内部的负荷


即实(shi)验(yan)人员(yuan)及(ji)(ji)实(shi)验(yan)过程所散(san)发的(de)显热(re)和(he)(he)潜热(re)、实(shi)验(yan)设(she)备(bei)及(ji)(ji)照(zhao)明所散(san)发的(de)热(re)量。因(yin)此要仔细(xi)了解实(shi)验(yan)工(gong)(gong)艺(yi)流程,获得(de)实(shi)际(ji)运行中的(de)设(she)备(bei)和(he)(he)工(gong)(gong)艺(yi)的(de)发热(re)量,以及(ji)(ji)详(xiang)细(xi)了解实(shi)验(yan)设(she)备(bei)的(de)实(shi)际(ji)使用(yong)情(qing)况,确(que)定设(she)备(bei)的(de)同(tong)时使用(yong)系数,这样(yang)才能对室内热(re)湿(shi)负(fu)荷做(zuo)出(chu)较准确(que)估算。


2、实验室围护结构(gou)的负荷


由于实验(yan)室对(dui)室内温(wen)度、相(xiang)(xiang)对(dui)湿度以(yi)及相(xiang)(xiang)对(dui)静压(ya)等均有一(yi)定(ding)的(de)要(yao)求(qiu),因此对(dui)围(wei)护结(jie)构(gou)的(de)热工性(xing)能(neng)、保(bao)温(wen)性(xing)能(neng)、隔气性(xing)能(neng)等有相(xiang)(xiang)应的(de)要(yao)求(qiu)。为(wei)了保(bao)持室内负(fu)压(ya)状(zhuang)态(tai),对(dui)围(wei)护结(jie)构(gou)的(de)气密(mi)性(xing)能(neng)也(ye)有要(yao)求(qiu)。


3、新风负荷


由于(yu)实验(yan)室排风设(she)施多并且还有采(cai)用(yong)直流(liu)式(shi)全新(xin)(xin)风方式(shi)的(de)(de)(de)空调(diao)(diao)系(xi)(xi)统(tong),新(xin)(xin)风负荷(he)在整个(ge)系(xi)(xi)统(tong)的(de)(de)(de)负荷(he)重占据了(le)很大(da)的(de)(de)(de)份额。国外(wai)实验(yan)室空调(diao)(diao)系(xi)(xi)统(tong)大(da)部(bu)分采(cai)用(yong)直流(liu)式(shi)全新(xin)(xin)风系(xi)(xi)统(tong),根据国内(nei)的(de)(de)(de)实际情况从节能角度考虑(lv),除了(le)化学实验(yan)室、使用(yong)放射(she)性材料的(de)(de)(de)实验(yan)室和其他不能使用(yong)循环空气的(de)(de)(de)实验(yan)室外(wai),一般只要(yao)满(man)足实验(yan)室排风设(she)备(bei)的(de)(de)(de)排风量和室内(nei)卫(wei)生条件,空调(diao)(diao)系(xi)(xi)统(tong)可采(cai)用(yong)循环空气,以节省(sheng)工程初(chu)期投资和运行(xing)费用(yong)。


三、送排风系(xi)统设计


要(yao)保证实验室人员的(de)安全,除了通(tong)(tong)风(feng)(feng)柜(ju)位置和数(shu)量(liang)等(deng)问(wen)(wen)题外(wai),核心问(wen)(wen)题是(shi)保证通(tong)(tong)风(feng)(feng)柜(ju)的(de)面风(feng)(feng)速恒定在安全范围内,一般规定是(shi)0.5m/s±0.1m/s,这就(jiu)需要(yao)通(tong)(tong)过在通(tong)(tong)风(feng)(feng)柜(ju)的(de)调节阀(fa)处的(de)传感器变(bian)风(feng)(feng)量(liang)控制系统,以确保通(tong)(tong)风(feng)(feng)柜(ju)排风(feng)(feng)量(liang)达到给定的(de)面风(feng)(feng)速。

 

1、通风柜的配置

(1)配置文(wen)丘里阀(fa)门(men)或电(dian)动蝶阀(fa)控(kong)制(zhi)通(tong)风柜排(pai)风量(liang)。文(wen)丘里阀(fa)门(men)将机械的(de)(de)、压力(li)无(wu)关的(de)(de)调节器与(yu)高速定位的(de)(de)气(qi)流(liu)控(kong)制(zhi)器结合在一起满足气(qi)流(liu)控(kong)制(zhi)的(de)(de)独特要(yao)求。这些(xie)阀(fa)门(men)可用于定风量(liang)控(kong)制(zhi)或变(bian)风量(liang)控(kong)制(zhi)中,用来减小额定噪声的(de)(de)同(tong)时(shi),最大限度地发挥气(qi)流(liu)的(de)(de)性能。

(2)配置(zhi)门高(gao)传感(gan)器或面风速(su)传感(gan)器。

(3)配置(zhi)红(hong)外(wai)等区域传感器。

(4)控制器(qi)的(de)确(que)定,选用(yong)响应快速(su)的(de)产品,防止污染物的(de)逸出。

 

2、通风柜排风量的计(ji)算

  实验室空调通风系统(tong)的送、排风量的确(que)定取(qu)决于以下三(san)个因素:

(1)所(suo)有排风设备的排风总量(liang);

(2)保证室内温度及湿度要(yao)求所需的排风(feng)量;

(3)为(wei)保证室(shi)内(nei)卫生条件的最(zui)小通风量。

 

3、空调(diao)系统送风

空调系统的(de)送(song)(song)风(feng)量除应(ying)满足实(shi)验室(shi)(shi)的(de)热舒(shu)适(shi)性外,同时还要(yao)考虑对(dui)排(pai)风(feng)的(de)补充风(feng)量,当排(pai)风(feng)量过(guo)(guo)度(du)(du)大于(yu)送(song)(song)风(feng)量时会(hui)(hui)破(po)坏(huai)室(shi)(shi)内(nei)的(de)热舒(shu)适(shi)性,特(te)别(bie)在冬季,会(hui)(hui)使室(shi)(shi)内(nei)的(de)工作人员感(gan)到冷风(feng)吹风(feng)感(gan),同时还会(hui)(hui)造(zao)成(cheng)室(shi)(shi)内(nei)负压过(guo)(guo)大,对(dui)于(yu)湿度(du)(du)较大的(de)实(shi)验室(shi)(shi),新(xin)风(feng)的(de)补充更(geng)需要(yao)考虑由(you)于(yu)空气中(zhong)湿度(du)(du)过(guo)(guo)大而(er)产生(sheng)的(de)的(de)冷凝现象(xiang),因此实(shi)验室(shi)(shi)新(xin)风(feng)须由(you)空调系统进行预处理。

 

4、实验室对送排风(feng)系统要(yao)求

实(shi)验(yan)室送风(feng)和(he)排风(feng)应根据实(shi)验(yan)室工艺和(he)室内安全、卫生和(he)环(huan)保规范(fan)要求来确定空(kong)气(qi)过(guo)滤(lv)或特殊处(chu)理(li)的方式。常(chang)规化(hua)学(xue)实(shi)验(yan)室送风(feng)通常(chang)使用过(guo)滤(lv)效(xiao)率为(wei)85%的空(kong)气(qi)过(guo)滤(lv)器;排风(feng)处(chu)理(li)可采用稀释、过(guo)滤(lv)、洗涤、吸(xi)附等(deng)处(chu)理(li)措施。化(hua)学(xue)实(shi)验(yan)室的排风(feng)口(kou)(kou)和(he)新风(feng)口(kou)(kou)应有效(xiao)隔离(li):排风(feng)口(kou)(kou)高(gao)度最小不(bu)低(di)于屋面3m;排风(feng)口(kou)(kou)最小风(feng)速不(bu)小于当地室外风(feng)速的1.5倍。


实验室送(song)风(feng)气流组织:送(song)风(feng)口一般(ban)布置于远离通风(feng)柜(ju)的(de)一侧,在通风(feng)柜(ju)附近的(de)扰动气流速(su)度应尽可(ke)能低,以(yi)免造成气流将通风(feng)柜(ju)内气体。


四、通风(feng)系统静音(yin)设(she)计


实验(yan)室(shi)(shi)噪声要求:为了给(ji)实验(yan)人员提(ti)供较为安静的实验(yan)、研究环境,应该控(kong)制房间的噪声<65db,因(yin)(yin)此(ci)用来提(ti)供室(shi)(shi)内排(pai)(pai)风(feng)(feng)的排(pai)(pai)风(feng)(feng)机(ji)应尽量放置于室(shi)(shi)外,如(ru)果因(yin)(yin)条件限制而无法(fa)放置于室(shi)(shi)外时(shi),应对(dui)于防止于室(shi)(shi)内吊顶中的排(pai)(pai)风(feng)(feng)机(ji)做(zuo)好相应的降噪措施(shi)。同时(shi)对(dui)排(pai)(pai)风(feng)(feng)管(guan)道的材料选择、布置及(ji)控(kong)制阀门进行(xing)优化,减少由于风(feng)(feng)压而产生(sheng)的室(shi)(shi)内噪声。


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