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实验室通风系统设计

浏览数量:0     作者:中国西城     发布时间: 2021-05-28      来源:中国西城

实验室通风系统是整个实验室设计和施工过程中最大,最具影响力的系统之一。其通风系统的设计对实验室环境的舒适性,实验人员的健康,实验设备的运行和维护等具有重要影响,与投资成本,能源消耗和随后的运营有关实验室的费用。


实验室通风系统设计的目的是为员工提供安全舒适的工作环境,并减少员工将工作人员暴露于危险空气。由于在实验操作期间可以产生毒性和有害气体,以确保实验者的安全性,因此可能产生有毒和有害气体的这种实验,以尽可能多地在烟道橱或生物安全柜中进行尽可能,不能在烟囱中进行。必须设置局部排气设施,如原子吸收罩,通用排气罩等。与此同时,实验室必须具有全面的通风(或辅助排气)系统,以满足实验室的最低通风要求。通风系统的设计目标是使实验室具有良好的通风效果,噪音低,操作方便,节能。室内压力差和温度和湿度可以保持人体的舒适度。


实验室通风系统


实验室通风系统通常具有恒定的空气输量系统,双空气量系统和可变空气量系统的形式:

实验室通风系统

1.恒空气输出系统:排气扇采用单速固定频率风扇,排气量基本恒定。系统不能根据所使用的通风罩数量和通风罩门的开口高度调节空气量。该系统的优点是直接设计,投资低,控制简单。缺点是柔韧性差,噪音高,难以确保烟囱风速的困难。一些有毒和有害的气体将逸出烟囱(表面风速太小或太大)。它会导致气体从烟囱脱落),并且运行成本高(排气扇的功耗是最大化,排气扇排出的热能消耗最大化)。


2.双风量系统:排气扇采用双速风扇,在两个预定的空气量值之间的高低(或最大值)之间切换,这是对恒定空气体积系统的改进,但不是根本改变恒定空气量系统的缺点目前没有广泛使用。


3.可变空气量系统:排气扇采用变频风扇,压力传感器设置在排气或补充空气的主空气管道上。静压控制器PID用于控制变频器以调节风扇速度以达到恒定静压或动态压力的目的,以调节空气量。高性能气流控制器可以在大的流量变化范围内快速且稳定地调节。在可变风量系统中,烟囱柜通常采用面部风速控制。人体传感器用于烟囱前方,以检测人员的存在以控制机柜门的风速。当操作员在烟囱柜前面工作时,表面风速的通风柜设定为工作模式。此时,烟囱橱的风速控制在0.5m / s。当操作员离开时,向烟囱的风速设定为待机模式,并且此时烟囱柜的风速。 0.3M / s,符合JG / T222-2007规范的要求,\“实验室变量风量排气柜”。此外,房间应配备辅助排气。当烟囱橱的排气量不符合实验室的最小排气量要求时,辅助排气将自动打开,以确保实验室的最小排气量满足标准要求。自动变频量控制系统的优点包括:显着的节能,高安全性,易于适应风量的变化。


综合实验室排气


当烟囱的排气量不符合实验室的最小排气量要求时,自动打开辅助排气以确保实验室中的最小空气排气量。排气量的空气变化的数量符合房间的功能和要求。


空气供应系统


为了确保没有空气流回溯,实验室通常设定较高的排气量和长连续的排气时间(通常排气系统导通7 * 24小时),因此实验室中的负压太大了情况很常见。为了平衡室内和室外压力差,避免过度负压,实验室需要在设计期间规划实验室空气供应系统,以保持房间内的设施压力,负压可防止有毒气体,颗粒和化学品本实验。在储存产物泄漏到其他空间期间的有害气体挥发。正压实验室不受外部空气污染的影响,可以有效控制实验室的空气汇率。室内空气应完全更换,以确保其新鲜度。


赔偿空气量计算


存在相应的计算公式来设置补充空气量,这应该根据实验室排气量和设定的负压值(相对于相邻的房间,走廊或大气)来计算和确定。补充空气量根据下式计算:LB = LP-LY。


在式中,LB是补充空气量,M3 / h; LP是排气量,M3 / h; LY是保持负压所需的空气量,也称为残留空气量,M3 / h; LY可以根据负压值通风房间,可以确定频率的关系,并且也可以根据间隙方法计算。根据房间的压力差功能,补充空气量的比例为50%至90%,辅助压力要求的房间的补充空气量的比例不低于110%。


2.弥补风的方法


通常存在两种补充实验室空气的方法,即天然补充和机械补充。


天然辅助空气无法安装辅助风扇。户外新鲜空气通过过滤器和管道吸入房间,通过实验室内外和外部之间的压力差来实现补充空气的效果。由于新鲜空气被室外正压被迫进入负压室,因此,天然补充空气可以使气流达到动态平衡,同时确保实验室气流稳定并且总是处于负压状态。自然补充空气的优势在于它不需要安装补充风扇,从而节省初始投资和电力成本的补充风扇操作;缺点是,在设计和装饰期间需要预先扩展空气入口轴或空气入口百叶窗,这需要使用建筑面积或影响建筑立面的效果,然后影响自然风不能通过辅助风扇加热或冷却。


机械补充空气配备有诱导的风扇,形成理想的气流组织。室外新鲜空气在集中加工后,通过管道通过辅助风扇送入房间。可以预处理机械补充空气,例如加热或冷却处理和过滤,并采用恒定的空气量。补充空气或可变空气量补充空气系统通常对应于排气系统,即排气是恒定的空气输出系统,补充空气也是恒定的空气输出系统,排气是可变的空气量系统,并且补充空气也是可变的空气量系统。


3.补货所在地


室内空气供应的位置通常没有限制。它可以直接添加在烟囱门或机柜门前,或在房间里,但不同的空气供应位置具有不同的效果。在烟囱橱柜或机柜前面的空气供应的优势中,没有必要加热或冷却新鲜空气,这可以节省能量和成本;缺点是新鲜空气将在通风橱中的实验过程中影响实验数据,同时损害操作员的工作环境的舒适度。这种补充空气位置不适用于具有面部风速要求的排气系统。相反,当空气供应位置设置在房间中时,优点是操作员的工作环境基本上不受影响,并且对排气柜的风速和机柜中的气流没有影响;缺点是,新鲜空气通常需要加热,或者冷却处理的能量成本高于第一类型的空气供应位置。


通风橱无变风量控制器


一种类型的通风柜可变空气量控制器是测量机柜门的风速。通过比较设定风速,调节空气阀的开口以达到设定值。空气阀通常采用蝶阀。其缺点是:精度受到测量点的位置和数量的影响,它更容易受到安装位置和内部和外部空气流量(湍流)的影响。需要将测量的风速转换成电信号以通过传感器调节空气阀。系统响应速度略微慢。控制信号响应时间:<3秒,表面风速控制精度一般在±20%范围内。

功能介绍实验室PP FUME罩

另一种类型的烟囱橱柜可变空气量控制器,目前的主流使用是文丘里空气量控制器。通过测量滑动门的位置,滑动门的开度由位移传感器测量并传输到控制器。控制器基于\“流量=平均计算的空气量显示在”流速×区域“中显示,以实时改变阀门开口尺寸以调整排气量。该系统具有良好的抗干扰性能稳定控制。理论上,它是一个开环控制。在试剂的施加中,需要风速计或其他反馈装置来确保控制的准确性和可靠性。调节空气阀的开度是一种精确度不受机柜前面存在或不存在的影响,风量调节过程快速准确,响应时间很短。它可以达到不可能的高调整比(1:17〜20)与传统的可变风量阀门。管道静压是独立的(150〜750Pa),响应时间快(小于1秒),空气量控制精确到空气​​流量控制信号的±5%。


可变风量通风系统控制


1.通风橱风速控制系统的工作原理


为了确定安全有效的表面风速,FUME罩的灰尘收集能力是实验室工作人员的关键问题。与正确的灰尘收集能力相关的几个因素是:面部风速,交叉通风和工作实践。研究和现场经验使人们能够了解通风橱的有效面部风速设定值。一般行业标准为0.3m / s〜0.6m / s。现在在许多设施中,0.5M / s被接受为安全操作标准。研究表明,0.5米/秒的风速要求部分原因是运营商的存在和运动。无占用的通风橱(即任何人不使用的烟槽)可以含有有害气体,当表面风速降低到0.3m / s时。占用的通风橱需要更高的流速,以确保烟道罩的正确灰尘收集能力。当表面风速为0.4m / s〜0.5m / s时,操作者的运动几乎没有对烟槽的集尘能力的影响。但低于0.4米/秒,干扰明显导致有害气体的浓度增加。并且当没有操作员移动时,风速低于0.3m / s,也可以满足实验室的一般灰尘收集环境的要求。


2.空气量控制方法


目前,空气量的控制方法包括表面风速法和位移方法。


面部风速方法通常使用安装在烟囱边缘的风速传感器来测量风速并将其传输到控制器。通过比较和计算获得所需的空气量,然后改变空气阀开口以调节排气量,以最终使面部风速保持在一定的设定值或0.3m / s的一定程度的范围内。 〜0.6m / s(OSHA)。其特点是:结构简单易于安装,控制相对容易;闭环反馈控制保证安全和节能控制效果;面风速被点风速取代,真实控制对象的面风速将具有一些偏差。它更容易受到安装位置和内部和外部气流(湍流)。

实验室通风罩VAV控制蝶阀

置换方法,使用VAV可变风量Venturi阀门,机柜门开口由位移传感器测量并传输到控制器。控制器根据通过宣传\“流量=平均流量x区域”度的宣传来实时改变阀门开口以调节排气量。该系统具有良好的抗干扰性能和稳定控制。从理论上讲,它是一个开环控制。在实际应用中,需要一次风速计或其他反馈设备来确保控制的准确性和可靠性。调节空气阀的开度具有精确度,不受机柜前面存在或不存在的影响,空气量调节过程快速准确,响应时间短。它可以达到传统的可变风量阀不可能的高调节比(1:17〜20)。管道静压是独立的(150〜750Pa),响应时间快(小于1秒),空气量控制精确到空气​​流量控制信号的±5%。


该设备还可以配备红外人体监测器。自动控制系统可以通过不同的面部风速设置达到节省运营成本的目的。当操作员在操作表前面工作时,脸部风速在某个设定值(例如0.5m / s)处,当没有人在通风罩前操作时,系统将自动切换到另一个设定值(例如0.3m / s)。当通箱滑动门的位置太高时会有明显的警报。当机械故障导致面部风速太高或太低时会有明显的警报。当发生异常情况时,面部风速控制系统可以打开事故排气模式,并将空气阀打开到最大开度,这不是由面风速设定值控制的。


排气和排气处理


一些实验设备将在工作过程中产生废气,并且在可以排出之前必须处理一些实验室废气。当排气系统分开时,该部分的排气需要集中在一个系统中以集中处理。应该使用哪种处理方法,应根据排气的性质确定。

安装Site3.


在设计中要注意的问题


在设计时实验室通风系统,相同或类似的实验性的排气应安装在一个系统中。如果在混合后有可能燃烧,爆炸或形成更有毒的有害物质,则需要单独的排气系统。 。

生物安全柜应单次耗尽。


实验室中使用的通风系统的设计必须首先确保实验室的安全性,并且必须确保一定数量的空气变化;实验室通风系统负压的设计和系统控制非常重要,必须解决;该系统必须稳定可靠地操作;最后的是在确保一定数量的空气变化和新鲜空气的情况下将能量消耗降至最低。为满足这些要求,通风设备,尤其是通风罩,必须具有一定的标准和要求。


当实验室排气量很大时,有必要在实验室通风系统设计中增加走廊,大厅和其他公共区域的空气供应系统,以避免由过度负压引起的开口或关闭门的困难。


通风系统不仅对实验室通风罩具有特殊要求,而且还具有对控制系统和其他设备的某些要求和标准。设备型号,通风系统设计和控制系统都会影响实验室中的压力控制和最小通风控制。通风系统设计和控制系统是最重要的。不平衡的通风系统将导致通风罩的排气和捕获能力失去,气流将流出实验室,并且建筑物的压力将是不稳定的。


由于空气管道中的静压的变化,通风系统的空气量的变化不能影响反应时间,从而影响通风体积的精度。压力依赖的系统还将影响系统流量的精确控制,使其响应时间较慢,导致振荡空气供应和排气设备,不稳定的速度,不平衡的空气量,并最终导致控制系统无法调节。所有系统都应该与压力无关


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