智控達實驗室的通風系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用
2021-12-10 11:08:05
智控達實驗室通風系統(tǒng)設(shè)計的目的，是為工作人員提供安全、舒適的工作環(huán)境，減少人員暴露在危險空氣下的可能。由于在實驗操作過程中可能產(chǎn)生有毒有害氣體，為確保實驗人員安全，此類可能產(chǎn)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(shè)局部排風設(shè)施，例如原子吸收罩、萬向排氣罩等，同時,實驗室要設(shè)全面通風(或稱輔助排風)系統(tǒng)滿足實驗室最小換氣量要求。通風系統(tǒng)的設(shè)計目標是使得實驗室通風效果好、噪音低、操作簡便、節(jié)約能源，室內(nèi)壓差和溫濕度都能保持人體的舒適。
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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)的形式
定風量排風系統(tǒng)：排風機采用單速定頻風機，排風量基本恒定不變，系統(tǒng)無法隨排風柜使用數(shù)量及排風柜門開啟高度而調(diào)節(jié)風量。該系統(tǒng)優(yōu)點是設(shè)計直接、投資小、控制簡單；缺點是靈活性差、噪音大、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(面風速過小或過大都能造成氣體從排風柜中逸出)，且運行費用高(排風機的電力消耗最大化，被排風機排出的熱能消耗最大化)。
雙風量系統(tǒng)：排風機采用雙速風機，在兩個預(yù)定的風流量值之間進行高-低(或者稱為最大-最小)切換，較定風量系統(tǒng)有所改進，但沒有從根本上改變定風量系統(tǒng)的缺點，目前應(yīng)用不多。
變風量系統(tǒng)：排風機采用變頻風機，在排風或補風主風道上設(shè)壓力傳感器，利用靜壓控制器PID控制變頻器調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速，達到恒定靜壓或動壓調(diào)節(jié)風量的目的。高性能的氣流控制器可以快速、穩(wěn)定的在大流量變化范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。在變風量系統(tǒng)中排風柜一般采用面風速控制，通過在排風柜前采用人體感應(yīng)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(shè)定為工作模式，此時排風柜面風速控制在0.5m/s, 當操作人員離開的時候，將排風柜面風速設(shè)定為待命模式，此時排風柜面風速控制在0.3m/s，遵循《實驗室變風量排風柜》JG/T222－2007規(guī)范之要求。另房間還要設(shè)輔助排風，當排風柜排風量不滿足實驗室最小排風量要求時，輔助排風自動打開，保證實驗室最小排風量符合標準要求。自動變風量控制系統(tǒng)的優(yōu)點包括：節(jié)能顯著、安全性高，易于適應(yīng)風量變化需求。
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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足實驗室最小排風量要求時，輔助排風自動打開，保證實驗室最小排風量，排風量換氣次數(shù)依照房間的功能與要求。
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補風系統(tǒng)
為了確保不出現(xiàn)氣流回溯，實驗室一般會設(shè)定較高的排風量，且連續(xù)排風時間較長(一般多為7*24小時全天候開啟排風系統(tǒng))，因此實驗室室內(nèi)負壓過大的情況非常常見。為平衡室內(nèi)外壓差，避免出現(xiàn)負壓過大的情況，實驗室在設(shè)計時就需要規(guī)劃實驗室補風系統(tǒng)，以維持房間設(shè)定的壓力，負壓防止實驗過程中有毒氣體和顆粒以及化學(xué)品存放過程中揮發(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檢驗結(jié)果，并使得實驗室內(nèi)換氣率能有效控制，室內(nèi)空氣應(yīng)充分置換，保證其新鮮度。
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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測量柜門面風速，通過與設(shè)定風速比較，調(diào)節(jié)風閥開度以達到設(shè)定值，風閥一般采用蝶閥，其缺點有：精度受測量點的位置和數(shù)量影響，比較容易受到安裝位置和內(nèi)外氣流(紊流)影響，測量到的風速需要通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號調(diào)節(jié)風閥，系統(tǒng)反映速度稍慢，控制信號響應(yīng)時間：<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，目前主流使用的是文丘里風量控制器，通過測量移門位置，借助位移傳感器測得移門開度并傳輸給控制器，控制器根據(jù)“流量=平均流速×面積”的公示計算出的風量來實時改變閥門的開度大小來調(diào)節(jié)排風量。該系統(tǒng)抗干擾性好，控制穩(wěn)定，從理論上屬開環(huán)控制，在試劑應(yīng)用中需另設(shè)風速儀或其他反饋裝置，以保證控制的準確性和可靠性。調(diào)節(jié)風閥開度具有精度不受柜前有無人員遮擋影響，調(diào)整風量過程迅速精準，響應(yīng)時間短，可實現(xiàn)傳統(tǒng)的變風量閥不可能實現(xiàn)的高調(diào)節(jié)比(1:17~20)、與管道靜壓無關(guān)(150~750PA)、響應(yīng)時間快(小于1秒)、風量控制精確到氣流控制信號的±5％等特性。
實驗室種類繁多，其通風系統(tǒng)的設(shè)計也應(yīng)該因地制宜、與時俱進，在一個實驗樓內(nèi)可能同時存在多種通風方式，而通風系統(tǒng)設(shè)計的首要原則是保證實驗室工作環(huán)境不損害工作人員的健康安全，在這個基礎(chǔ)上，則應(yīng)盡量控制裝修和運行成本，為實驗室減輕經(jīng)濟壓力。智控達隨著實驗室建設(shè)標準的不斷提高，變風量通風系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣，實驗室通風系統(tǒng)設(shè)計也需要多傾聽使用人員及其他相關(guān)方面人士的意見，設(shè)計要有針對性，做到有的放矢。
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