化學實驗室通風係統設計通風櫃

2019-08-27

化學實驗室通風係統設計 ,實驗室通風空調係統設計的主要目的是為了保證實驗室操作人員的安全,維持實驗室適當的溫、濕度。因為實驗室通風空調係統24小時運行,且為全新風係統,所以,實驗室通風空調係統的節能,也是一個重要方麵。 


1.選用適宜的實驗室通風櫃 實驗室通風櫃是實驗室操作人員Z重要的防護屏障,應選用氣流組織較好的實驗室通風櫃。同樣的通風櫃排風量,櫃內氣流組織差的通風櫃,通風櫃調節門進風口麵風速不均勻,易泄漏有害氣體;櫃內有渦流區,造成櫃內有害氣體濃度積聚,排風效果不好,對操作人員安全造成威脅。設計較好的實驗室通風櫃,在操作過程中,應保證通風櫃調節門從關閉到開啟度的過程中,調節門進風麵風速始終保持在0.5m/s±20%,並且麵風速均勻。實驗表明,麵風速過小,<0.3m/s,操作人員擾動易造成通風櫃內有害氣體外溢,對操作人員造成危害。通風櫃調節門進風麵風速過大,>0.8m/s,也易造成櫃內有害氣體外溢。通風櫃內排風氣流應均勻,減少渦流,避免有害氣體濃度積聚,及時排出有害氣體。通風櫃的形式、規格很多,還有一些滿足特殊要求的通風櫃,如防爆型等。根據實驗室具體要求選用。 實驗室通風櫃通常應配監控器。監控器主要功能包括1)通風櫃調節門進風麵風速實時顯示。2)通風櫃前有人操作、無人操作模式控製(無人操作時降低風量,按60%風量運行)。也可采用區域存在傳感器,自動探測通風櫃前有無操作人員。3)緊急情況按鈕(有試劑泄漏等緊急情況時,加大通風櫃排風量)。 


2.實驗室氣流組織,送、排風控製閥設置 實驗室通風櫃內氣流組織由通風櫃設備結構實現,通風櫃排風支管安裝變風量閥,應保證通風櫃排量與通風櫃運行狀態相適應,有人操作時,通風櫃調節門進風麵風速始終為0.5m/s±20%。無人操作時為0.3m/s。在通風櫃調節門關閉時,應保證通風櫃保持適當的Z小排風量,一般為額定風量的20%,通風櫃下部有試劑櫃時,試劑櫃排風量約75m3/h。實驗室內萬向排風罩排風匯總管裝定風量閥,保證萬向排風罩排風量。為保證實驗室排風效果及維持室內溫、濕度,應設置實驗室Z小排風換氣次數,白天有人操作時8-10次/h,夜間無人操作時4-6次/h;若實驗室各通風櫃及萬向排風罩Z小排風量不能滿足實驗室Z小換氣次數要求時,應在實驗室增設室內排風口,在排風支管裝變風量閥,保證實驗室達到排風換氣次數要求。為避免實驗室氣流滲出實驗室,造成交叉汙染。應控製實驗室相對走廊或辦公區為負壓。在實驗室送風支管裝變風量閥,控製實驗室送風量與實驗室各排風量差值始終為定值,維持實驗室壓差恒定。在實驗室布置時,應盡可能減少送風氣流、人員對通風櫃調節門進風口擾動。實驗室送風量較大,實驗室送風口可采用孔板靜壓箱送風口,擴大送風口麵積,控製送風孔板出口風速,通風櫃調節門前送風風速宜<0.25m/s。通風櫃前操作通道應足夠寬敞,保證操作人員走動時,距通風櫃麵板0.6m以上,避免人員走動影響通風櫃氣流。通風櫃調節門應遠離實驗室門,避免開門對通風櫃氣流影響。 


3.合理確定實驗室送、排風係統風量 實驗室送、排風係統一般帶多個實驗室。實驗室送、排風係統風量的確定,應根據所帶實驗室數量及實驗室運行模式,考慮適當的通風櫃運行同時係數。實驗室送、排風係統風量即要滿足實驗室運行風量要求,也不要盲目擴大風量,甚至取通風櫃同時運行係數為1,造成空調通風係統及相關冷熱源設備選型過大,增加初投資;國外資料顯示,實驗室通風櫃每天有人員操作的時間平均少於1小時。  實驗室通風櫃的額定排風量可根據通風櫃調節門的開門麵積,按麵風速0.5m/s計算獲得,也可依據通風櫃樣本。通風櫃調節門關閉時Z小排風量可按額定風量20%確定。實驗室萬向排風罩排風量根據不同規格選取,一般?75萬向排風罩排風量為200 m3/h。實驗室排風係統排風機宜采取調頻控製,保持排風係統幹管Z遠點靜壓恒定。使排風機風量與係統排風量相一致。減少排風機耗電量,維持排風係統風管壓力恒定,提高排風管風量控製閥精度。同時,實驗室送風係統空調機組送風機也宜采取調頻控製,送風量應與實驗室排風係統排風量相一致。因實驗室為全新風係統,送風空調係統能耗非常高。在滿足實驗室補風要求前提下,盡可能減少送風量,節能實驗室空調能耗。實驗室空調通風係統圖見圖3。 


4.實驗室送、排風係統控製閥選擇及控製係統。 要實現實驗室理想的氣流組織,送、排風係統風量控製閥及控製係統是關鍵,其占實驗室空調通風係統投資比重也比較大。用於實驗室送、排風係統的變風量、定風量控製閥類型有蠂閥、文丘裏閥等,品牌很多,控製係統工作原理各不相同,風量閥反應速度、控製精度、風量可調節比、可靠性、初投資、維護費用差別較大。 這裏以數字式文丘裏風量控製閥為例,說明風量控製閥選型要求。1)反應速度快,係統的響應時間<1秒,達到Z終控製要求風量值或係統穩定<1秒。風量控製精度高,風量控製精度<±5%的指令信號。在通風櫃調節門啟閉過程中,始終能保持櫃門麵風速0.5m/s±20%。2)風量可調節比高,閥門的調節比為10:1。高調節比,係統可利用的參差係數大,可適用於大的排風係統及通風櫃數量較多的房間。特別是對通風櫃數量較多的房間,通風櫃的排風閥調節比大,可降低通風櫃運行風量,有效降低通風櫃的低風量運行能耗。增大排風係統,可減少排風係統數量,減少送、排風管道、建築管井數量,減少送、排風係統管道占用建築空間。3) 控製方式采用位移傳感器控製,且在150—750Pa閥前後壓差範圍內,與壓力無關,閥內氣囊可自動平衡閥前後壓差變化影響。控製簡單可靠,閥前後不需預留氣流穩流管段,安裝方便。沒有風速傳感器等部件,不需定期清洗校驗傳感器。控製閥壓力無關性,可保證係統接入通風櫃數量不受影響,且係統穩定性好。4)每台風量控製閥自帶控製器,可相互聯網。每台通風櫃排風支管裝1台Phoenix變風量數字式文丘裏控製閥,根據通風櫃監視器反饋的通風櫃調節門開啟高度,及運行狀態(有人或無人),控製通風櫃的排風量。在實驗室各萬向排風罩排風匯總管上安裝1台定風量數字式文丘裏控製閥,造價較數字式變風量文丘裏控製閥低,保證實驗室萬向排風罩排風量。實驗室排風口排風管裝1台慢變風量數字式文丘裏控製閥,造價較變風量閥低。在實驗室通風櫃、萬向排風罩排風量低於實驗室設定排風換氣次數時,打開實驗室排風口,保證實驗室排風換氣次數。在實驗室送風支管上安裝1台變風量數字式文丘裏控製閥,根據實驗室各排風閥風量,控製實驗室送風量,保證實驗室送風量與排風量差值恒定,維持實驗室壓差恒定。 


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