實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

 安全性 經(jīng)濟(jì)性 實(shí)用性 靈活性 舒適性 

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜是實(shí)驗(yàn)室操作人員重要的防護(hù)屏障，應(yīng)選用氣流組織較好的實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜。同樣的通風(fēng)柜排風(fēng)量，柜內(nèi)氣流組織差的通風(fēng)柜，通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門進(jìn)風(fēng)口面風(fēng)速不均勻，易泄漏有害氣體；柜內(nèi)有渦流區(qū),造成柜內(nèi)有害氣體濃度積聚，排風(fēng)效果不好，對操作人員安全造成威脅。

設(shè)計較好的實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜，在操作過程中，應(yīng)保證通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門從關(guān)閉到比較大開啟度的過程中，調(diào)節(jié)門進(jìn)風(fēng)面風(fēng)速始終保持在0.5m/s±20%，并且面風(fēng)速均勻。實(shí)驗(yàn)表明，面風(fēng)速過小，<0.3m/s，操作人員擾動易造成通風(fēng)柜內(nèi)有害氣體外溢，對操作人員造成危害。通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門進(jìn)風(fēng)面風(fēng)速過大，>0.8m/s，也易造成柜內(nèi)有害氣體外溢。通風(fēng)柜內(nèi)排風(fēng)氣流應(yīng)均勻，減少渦流,避免有害氣體濃度積聚，及時排出有害氣體。

通風(fēng)柜的形式、規(guī)格很多，還有一些滿足特殊要求的通風(fēng)柜,如防爆型等?？筛鶕?jù)實(shí)驗(yàn)室具體要求選用。

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜內(nèi)氣流組織由通風(fēng)柜設(shè)備結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn),通風(fēng)柜排風(fēng)支管安裝變風(fēng)量閥，應(yīng)保證通風(fēng)柜排量與通風(fēng)柜運(yùn)行狀態(tài)相適應(yīng),，有人操作時，通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門進(jìn)風(fēng)面風(fēng)速始終為0.5m/s±20%。無人操作時為0.3m/s。

在通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門關(guān)閉時,應(yīng)保證通風(fēng)柜保持適當(dāng)?shù)男∨棚L(fēng)量,一般為額定風(fēng)量的20%,通風(fēng)柜下部有試劑柜時,試劑柜排風(fēng)量約75m3/h。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)萬向排風(fēng)罩排風(fēng)匯總管裝定風(fēng)量閥，保證萬向排風(fēng)罩排風(fēng)量。

為保證實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)效果及維持室內(nèi)溫、濕度，應(yīng)設(shè)置實(shí)驗(yàn)室小排風(fēng)換氣次數(shù)，白天有人操作時8~10次/h,夜間無人操作時4~6次/h；若實(shí)驗(yàn)室各通風(fēng)柜及萬向排風(fēng)罩小排風(fēng)量不能滿足實(shí)驗(yàn)室小換氣次數(shù)要求時，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室增設(shè)室內(nèi)排風(fēng)口,在排風(fēng)支管裝變風(fēng)量閥，保證實(shí)驗(yàn)室達(dá)到比較低排風(fēng)換氣次數(shù)要求。

為避免實(shí)驗(yàn)室氣流滲出實(shí)驗(yàn)室,造成交叉污染。應(yīng)控制實(shí)驗(yàn)室相對走廊或辦公區(qū)為負(fù)壓。在實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)支管裝變風(fēng)量閥，控制實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)量與實(shí)驗(yàn)室各排風(fēng)量差值始終為定值，維持實(shí)驗(yàn)室壓差恒定。

實(shí)驗(yàn)室送、排風(fēng)系統(tǒng)一般帶多個實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室送、排風(fēng)系統(tǒng)比較大風(fēng)量的確定,應(yīng)根據(jù)所帶實(shí)驗(yàn)室數(shù)量及實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行模式，考慮適當(dāng)?shù)耐L(fēng)柜運(yùn)行同時系數(shù)。

實(shí)驗(yàn)室送、排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量即要滿足實(shí)驗(yàn)室比較大運(yùn)行風(fēng)量要求，也不要盲目擴(kuò)大風(fēng)量，甚至取通風(fēng)柜同時運(yùn)行系數(shù)為1，造成空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)及相關(guān)冷熱源設(shè)備選型過大，增加初投資；國外資料顯示，實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜每天有人員操作的時間平均少于1h。實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜的額定排風(fēng)量可根據(jù)通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門的比較大開門面積，按面風(fēng)速0.5m/s計算獲得，也可依據(jù)通風(fēng)柜樣本。通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門關(guān)閉時小排風(fēng)量可按額定風(fēng)量20%確定。

實(shí)驗(yàn)室萬向排風(fēng)罩排風(fēng)量根據(jù)不同規(guī)格選取。一般75萬向排風(fēng)罩排風(fēng)量為200m3/h。實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)機(jī)宜采取調(diào)頻控制,保持排風(fēng)系統(tǒng)干管遠(yuǎn)點(diǎn)靜壓恒定。使排風(fēng)機(jī)風(fēng)量與系統(tǒng)排風(fēng)量相一致。減少排風(fēng)機(jī)耗電量，維持排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管壓力恒定，提高排風(fēng)管風(fēng)量控制閥精度。同時，實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)系統(tǒng)空調(diào)機(jī)組送風(fēng)機(jī)也宜采取調(diào)頻控制，送風(fēng)量應(yīng)與實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)量相一致。因?qū)嶒?yàn)室為全新風(fēng)系統(tǒng),送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗非常高。在滿足實(shí)驗(yàn)室補(bǔ)風(fēng)要求前提下，盡可能減少送風(fēng)量,節(jié)能實(shí)驗(yàn)室空調(diào)能耗。

要實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室理想的氣流組織,送、排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量控制閥及控制系統(tǒng)是關(guān)鍵,其占實(shí)驗(yàn)室空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)投資比重也比較大。用于實(shí)驗(yàn)室送、排風(fēng)系統(tǒng)的變風(fēng)量、定風(fēng)量控制閥類型有閥、文丘里閥等,品牌很多,控制系統(tǒng)工作原理各不相同,風(fēng)量閥反應(yīng)速度、控制精度、風(fēng)量可調(diào)節(jié)比、可靠性、初投資、維護(hù)費(fèi)用差別較大。這里以數(shù)字式文丘里風(fēng)量控制閥為例,說明風(fēng)量控制閥選型要求。

(1)反應(yīng)速度快,系統(tǒng)的響應(yīng)時間<1s,達(dá)到終控制要求風(fēng)量值或系統(tǒng)穩(wěn)定<1s。風(fēng)量控制精度高,風(fēng)量控制精度<±5%的指令信號。在通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門啟閉過程中,始終能保持柜門面風(fēng)速0.5m/s±20%。

(2)風(fēng)量可調(diào)節(jié)比高,閥門精確的調(diào)節(jié)比為10∶1。高調(diào)節(jié)比,系統(tǒng)可利用的參差系數(shù)大,可適用于大的排風(fēng)系統(tǒng)及通風(fēng)柜數(shù)量較多的房間。特別是對通風(fēng)柜數(shù)量較多的房間,通風(fēng)柜的排風(fēng)閥調(diào)節(jié)比大,可降低通風(fēng)柜比較低運(yùn)行風(fēng)量,有效降低通風(fēng)柜的低風(fēng)量運(yùn)行能耗。增大排風(fēng)系統(tǒng),可減少排風(fēng)系統(tǒng)數(shù)量,減少送、排風(fēng)管道、建筑管井?dāng)?shù)量,減少送、排風(fēng)系統(tǒng)管道占用建筑空間。

(3)控制方式采用位移傳感器控制,且在150~750Pa閥前后壓差范圍內(nèi),與壓力無關(guān),閥內(nèi)氣囊可自動平衡閥前后壓差變化影響?？刂坪唵慰煽?閥前后不需預(yù)留氣流穩(wěn)流管段,安裝方便。沒有風(fēng)速傳感器等部件,不需定期清洗校驗(yàn)傳感器。控制閥壓力無關(guān)性,可保證系統(tǒng)接入通風(fēng)柜數(shù)量不受影響,且系統(tǒng)穩(wěn)定性好。

(4)每臺風(fēng)量控制閥自帶控制器,可相互聯(lián)網(wǎng)。

實(shí)驗(yàn)室空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng),通常為直流風(fēng)。送風(fēng)空調(diào)機(jī)將室外風(fēng)處理到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，送入實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)，維持實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫、濕度,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室送風(fēng)量很大，特別是有多臺通風(fēng)柜的實(shí)驗(yàn)室,空調(diào)機(jī)處理送風(fēng)溫、濕度的能耗很高,占實(shí)驗(yàn)室能耗和運(yùn)行電費(fèi)的比重很大。實(shí)驗(yàn)室空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能的主要手段是在保證實(shí)驗(yàn)室安全的前提下,盡量減少排風(fēng)量,相應(yīng)減少空調(diào)送風(fēng)量。

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜，大部分時間為無人操作或調(diào)節(jié)門關(guān)閉狀態(tài),采用高性能的送、排風(fēng)風(fēng)量控制閥,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室各通風(fēng)柜運(yùn)行狀態(tài)不同，始終以小風(fēng)量滿足通風(fēng)柜排風(fēng)要求，送風(fēng)量也始終保持小值,在保證實(shí)驗(yàn)室安全的前提下,節(jié)省實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗。即使工程中選用高性能送、排風(fēng)控制閥費(fèi)用有所增加,但綜合考慮實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行電費(fèi)的降低,空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)及相關(guān)冷熱源等設(shè)備的費(fèi)用減少，在實(shí)驗(yàn)室壽命周期內(nèi),空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)綜合費(fèi)用還是大幅減少。

據(jù)資料顯示,實(shí)驗(yàn)室每減少1m3/hr空調(diào)送風(fēng)量,每年減少運(yùn)行電費(fèi)10~12元。

對于強(qiáng)酸堿等有腐蝕性氣體揮發(fā)的實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管應(yīng)采用pp管或塑料管等耐腐蝕風(fēng)管。

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜排風(fēng)支管風(fēng)量控制閥，萬向排風(fēng)罩排風(fēng)管風(fēng)量控制閥應(yīng)選用有防腐涂層的防腐型閥。排風(fēng)機(jī)應(yīng)采用玻璃鋼或涂防腐涂層的防腐型風(fēng)機(jī)。實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)應(yīng)在屋面上向高空排放。

如有必要，實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)應(yīng)經(jīng)吸收塔處理后排放。多層實(shí)驗(yàn)室送、排風(fēng)系統(tǒng)宜按豎向劃分，減少水平送、排風(fēng)管,減少送、排風(fēng)管占用建筑空間。實(shí)驗(yàn)室建筑層高宜≥4.80m，預(yù)留通風(fēng)柜頂排風(fēng)豎管安裝風(fēng)量控制閥空間。