智控達(dá)實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
2021-12-10 11:08:05
智控達(dá)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(xiǎn)空氣下的可能。由于在實(shí)驗(yàn)操作過程中可能產(chǎn)生有毒有害氣體，為確保實(shí)驗(yàn)人員安全，此類可能產(chǎn)生有毒有害氣體的實(shí)驗(yàn)，要求盡量在排風(fēng)柜或生物安全柜內(nèi)進(jìn)行，不能在排風(fēng)柜內(nèi)進(jìn)行的，要設(shè)局部排風(fēng)設(shè)施，例如原子吸收罩、萬向排氣罩等，同時(shí),實(shí)驗(yàn)室要設(shè)全面通風(fēng)(或稱輔助排風(fēng))系統(tǒng)滿足實(shí)驗(yàn)室最小換氣量要求。通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使得實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)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。
01
實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)一般有定風(fēng)量系統(tǒng)、雙風(fēng)量系統(tǒng)、變風(fēng)量系統(tǒng)的形式
定風(fēng)量排風(fēng)系統(tǒng)：排風(fēng)機(jī)采用單速定頻風(fēng)機(jī)，排風(fēng)量基本恒定不變，系統(tǒng)無法隨排風(fēng)柜使用數(shù)量及排風(fēng)柜門開啟高度而調(diào)節(jié)風(fēng)量。該系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)直接、投資小、控制簡單；缺點(diǎn)是靈活性差、噪音大、排風(fēng)柜面風(fēng)速難以保證，會(huì)有部分有毒有害氣體從排風(fēng)柜中逸出(面風(fēng)速過小或過大都能造成氣體從排風(fēng)柜中逸出)，且運(yùn)行費(fèi)用高(排風(fēng)機(jī)的電力消耗最大化，被排風(fēng)機(jī)排出的熱能消耗最大化)。
雙風(fēng)量系統(tǒng)：排風(fēng)機(jī)采用雙速風(fēng)機(jī)，在兩個(gè)預(yù)定的風(fēng)流量值之間進(jìn)行高-低(或者稱為最大-最小)切換，較定風(fēng)量系統(tǒng)有所改進(jìn)，但沒有從根本上改變定風(fēng)量系統(tǒng)的缺點(diǎn)，目前應(yīng)用不多。
變風(fēng)量系統(tǒng)：排風(fēng)機(jī)采用變頻風(fēng)機(jī)，在排風(fēng)或補(bǔ)風(fēng)主風(fēng)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(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到恒定靜壓或動(dòng)壓調(diào)節(jié)風(fēng)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(fēng)量系統(tǒng)中排風(fēng)柜一般采用面風(fēng)速控制，通過在排風(fēng)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(fēng)速，當(dāng)操作人員在排風(fēng)柜前作業(yè)時(shí)，將排風(fēng)柜面風(fēng)速設(shè)定為工作模式，此時(shí)排風(fēng)柜面風(fēng)速控制在0.5m/s, 當(dāng)操作人員離開的時(shí)候，將排風(fēng)柜面風(fēng)速設(shè)定為待命模式，此時(shí)排風(fēng)柜面風(fēng)速控制在0.3m/s，遵循《實(shí)驗(yàn)室變風(fēng)量排風(fēng)柜》JG/T222－2007規(guī)范之要求。另房間還要設(shè)輔助排風(fēng)，當(dāng)排風(fēng)柜排風(fēng)量不滿足實(shí)驗(yàn)室最小排風(fēng)量要求時(shí)，輔助排風(fēng)自動(dòng)打開，保證實(shí)驗(yàn)室最小排風(fēng)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。自動(dòng)變風(fēng)量控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括：節(jié)能顯著、安全性高，易于適應(yīng)風(fēng)量變化需求。
02
實(shí)驗(yàn)室全面排風(fēng)，或稱輔助排風(fēng)
當(dāng)排風(fēng)柜排風(fēng)量不滿足實(shí)驗(yàn)室最小排風(fēng)量要求時(shí)，輔助排風(fēng)自動(dòng)打開，保證實(shí)驗(yàn)室最小排風(fēng)量，排風(fēng)量換氣次數(shù)依照房間的功能與要求。
03
補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)
為了確保不出現(xiàn)氣流回溯，實(shí)驗(yàn)室一般會(huì)設(shè)定較高的排風(fēng)量，且連續(xù)排風(fēng)時(shí)間較長(一般多為7*24小時(shí)全天候開啟排風(fēng)系統(tǒng))，因此實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)負(fù)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(fù)壓過大的情況，實(shí)驗(yàn)室在設(shè)計(jì)時(shí)就需要規(guī)劃實(shí)驗(yàn)室補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，以維持房間設(shè)定的壓力，負(fù)壓防止實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室不受外部空氣污染影響檢驗(yàn)結(jié)果，并使得實(shí)驗(yàn)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。
04
排風(fēng)柜變風(fēng)量控制器
排風(fēng)柜變風(fēng)量控制器有一類是測量柜門面風(fēng)速，通過與設(shè)定風(fēng)速比較，調(diào)節(jié)風(fēng)閥開度以達(dá)到設(shè)定值，風(fēng)閥一般采用蝶閥，其缺點(diǎn)有：精度受測量點(diǎn)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(fēng)速需要通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)調(diào)節(jié)風(fēng)閥，系統(tǒng)反映速度稍慢，控制信號(hào)響應(yīng)時(shí)間：<3秒，面風(fēng)速控制精度一般在±20%。
另一類排風(fēng)柜變風(fēng)量控制器，目前主流使用的是文丘里風(fēng)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(jì)算出的風(fēng)量來實(shí)時(shí)改變閥門的開度大小來調(diào)節(jié)排風(fēng)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(fēng)速儀或其他反饋裝置，以保證控制的準(zhǔn)確性和可靠性。調(diào)節(jié)風(fēng)閥開度具有精度不受柜前有無人員遮擋影響，調(diào)整風(fēng)量過程迅速精準(zhǔn)，響應(yīng)時(shí)間短，可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的變風(fēng)量閥不可能實(shí)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(shí)間快(小于1秒)、風(fēng)量控制精確到氣流控制信號(hào)的±5％等特性。
實(shí)驗(yàn)室種類繁多，其通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也應(yīng)該因地制宜、與時(shí)俱進(jìn)，在一個(gè)實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)可能同時(shí)存在多種通風(fēng)方式，而通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要原則是保證實(shí)驗(yàn)室工作環(huán)境不損害工作人員的健康安全，在這個(gè)基礎(chǔ)上，則應(yīng)盡量控制裝修和運(yùn)行成本，為實(shí)驗(yàn)室減輕經(jīng)濟(jì)壓力。智控達(dá)隨著實(shí)驗(yàn)室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣，實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)要有針對性，做到有的放矢。
