化學實驗室通風係統的設計

實驗室通風（fēng）空調係（xì）統設計的主要目的是（shì）為了保（bǎo）證實驗（yàn）室操作人員的安全（quán），維（wéi）持實驗室適當（dāng）的溫、濕度（dù）。因為實（shí）驗（yàn）室（shì）通風空調係統24小時運行，且為全新風（fēng）係統，所以，實驗室通風空調係統的節（jiē）能，也是一個重要方麵。
1、選用適（shì）宜的實驗室通風櫃
實驗室通風櫃是實驗（yàn）室操作人員zui重要的防護屏障，應選用（yòng）氣流組（zǔ）織（zhī）較好的實驗室通風櫃（guì）。同樣的通風櫃排風量，櫃內（nèi）氣流組織差的通風櫃，通風櫃調節門進風（fēng）口麵風速（sù）不均勻，易泄漏有害氣體；櫃內有渦流區，造成櫃內有害氣（qì）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（shí）驗室通風櫃，在操（cāo）作（zuò）過程中，應保證通風櫃調節門從關（guān）閉到zui大開（kāi）啟（qǐ）度的過程中，調節（jiē）門進風麵風（fēng）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（zuò）人員擾動易造成通（tōng）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（chéng）櫃內有害氣體外（wài）溢。通風櫃內排風氣流（liú）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（tōng）風櫃，如防爆（bào）型等。根據實驗室具（jù）體要求（qiú）選用。
實驗（yàn）室通風櫃通（tōng）常應配監控器。監控器（qì）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（fēng）櫃前有人操作、無人操作模（mó）式控製（zhì）（無人操作（zuò）時降低風量，按60%風量運行）。也（yě）可采用區域（yù）存在傳感器（qì），自動探測通風櫃前有無操作人員。
（3）緊急情況按鈕（有試（shì）劑泄漏等緊急情況時，加大通風櫃（guì）排風量）。
2、實驗室氣流組織，送（sòng）、排風控製閥（fá）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（fēng）櫃運行（háng）狀態相（xiàng）適應，有人操作時，通風櫃調節門進風（fēng）麵風速始（shǐ）終為0.5m/s±20%。無人操作（zuò）時為0.3m/s。在通風櫃調節（jiē）門關閉時，應保證通風櫃保持適當的zui小排風量,一般為額定風量（liàng）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（pái）風罩（zhào）排風匯總（zǒng）管裝定風量閥，保（bǎo）證萬向排風罩（zhào）排風量。為保（bǎo）證實驗室排風效果（guǒ）及維持室內溫、濕度，應（yīng）設置實驗（yàn）室zui小（xiǎo）排風換氣次數，白（bái）天有人操作時8-10次（cì）/h，夜間無人操作時4-6次/h；若實驗室（shì）各通風櫃及萬向排風罩zui小排風量不能滿足實驗室zui小換氣次數要求時，應在實驗室增設室內排風口，在排風（fēng）支管裝變風量閥，保證實驗室達到zui低排風（fēng）換（huàn）氣次數要求。為（wéi）避免實驗室氣流滲出（chū）實驗室，造成（chéng）交叉汙染。應控製實驗室相對走廊或辦公區為負壓。在（zài）實驗室（shì）送風（fēng）支管裝變風量閥（fá），控製實驗室送風量與實驗室各排（pái）風量差值始終（zhōng）為定值，維持實驗室壓差恒定。在實驗室布置時，應盡（jìn）可能減（jiǎn）少送風氣流、人員對通風櫃調節門進風口（kǒu）擾動（dòng）。實驗室送風量（liàng）較大，實驗（yàn）室送（sòng）風（fēng）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（chū）口風速，通風（fēng）櫃調節門前送風風速宜<0.25m/s。通（tōng）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（shàng），避（bì）免人員走動（dòng）影響通風櫃氣流。通風櫃調節門應遠離實驗室（shì）門，避免開門對通風櫃（guì）氣流影響。
3、合理確定實驗室送、排風係統zui大風量
實驗室送、排風係統一（yī）般（bān）帶多個實驗室。實驗室送、排風係（xì）統zui大（dà）風量的確定，應根據所帶（dài）實驗室數量及實驗室運行模式，考慮適（shì）當的（de）通風櫃運（yùn）行同時係數（shù）。實（shí）驗室送、排風係統風量即要滿足實驗室zui大運行風量（liàng）要求，也不要盲目擴大風（fēng）量，甚至取通風櫃同時（shí）運行係數為1，造成空調通（tōng）風係統（tǒng）及相關冷熱源設（shè）備選型過大，增加初投（tóu）資（zī）；國外資料顯示，實驗室通風櫃每（měi）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zui大開門麵積，按麵風速0.5m/s計算（suàn）獲得，也可依據通風櫃樣本。通風櫃調節門關閉時zui小排風量可按（àn）額定風量20%確定。實驗室萬向排（pái）風罩排風量根據不同規格選取，一般Ø75萬向排風罩排風量為200 m3/h。實驗室（shì）排風係統排風機（jī）宜采取調頻控製，保持排風係統幹管zui遠點靜壓恒定。使排風機風（fēng）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（pái）風管風量控製（zhì）閥精度。同時，實驗（yàn）室送風係統空調機組送風機也宜（yí）采取調頻控製，送風量應與（yǔ）實驗室排（pái）風係統排風量相一（yī）致。因實驗室為全新風係統，送風空（kōng）調係統（tǒng）能耗非常高。在滿足實驗室（shì）補風要（yào）求前提（tí）下，盡可能減少送風量，節能實驗室空調能耗。
4、實驗室送、排風係統控製閥選擇及（jí）控製係（xì）統。
要實現（xiàn）實驗室理想的氣流組織，送、排風係（xì）統風量控製閥及控製係統是關鍵，其（qí）占實驗室空調通風係統投資比重也比較大。用於實驗（yàn）室（shì）送、排（pái）風係統的變風量、定風量控製閥類型有蠂閥、文丘裏閥（fá）等（děng），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（kě）調節比、可靠（kào）性、初（chū）投資、維護費用差別較大。這裏以數字（zì）式文丘裏風量控（kòng）製閥為（wéi）例，說明風量控製（zhì）閥（fá）選型要（yào）求。
（1）反應（yīng）速度（dù）快，係統的響應時間<1秒，達到zui終控製（zhì）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（bǎo）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（yòng）於大的排風係統及通（tōng）風櫃數（shù）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zui低運行風量，有效降低通風（fēng）櫃的低風量運行能耗。增（zēng）大排風係統，可減少排風（fēng）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（kòng）製簡單可靠，閥（fá）前後不需（xū）預留氣流穩流管段，安裝方（fāng）便。沒有風速傳感器等部（bù）件，不需定期清洗校驗傳感（gǎn）器。控製閥（fá）壓力無關（guān）性，可保證係統接入通風櫃數量不受影響，且係（xì）統穩定性好。
（4）每台風量（liàng）控製閥自帶控製器（qì），可相互聯網。每台通（tōng）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（fǎn）饋的（de）通風櫃調節門開啟高度，及運行狀態（tài）（有人或無人），控製通風櫃的排風量（liàng）。
在實驗室各（gè）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（qiū）裏控（kòng）製閥低（dī），保證實驗室（shì）萬向排（pái）風罩（zhào）排風（fēng）量。實驗室排風口排風管裝1台慢變風（fēng）量數字式文丘裏控製閥，造價較變（biàn）風量閥低（dī）。在（zài）實驗室通風櫃、萬向排風罩排風量低於實驗室設定zui低排風（fēng）換氣（qì）次數（shù）時，打開實驗室排風口，保證實驗室zui低排風（fēng）換氣次數。在實驗（yàn）室送風支管上安裝1台（tái）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（liàng）與排風量差值恒（héng）定，維持實驗室壓（yā）差恒定。
5、節（jiē）能
實驗室空調通風係統，通（tōng）常為直流風。送風（fēng）空調機將室外風處理到（dào）送（sòng）風狀態點，送入實驗室內（nèi），補充實驗室排風，維持實驗室內溫、濕度（dù），因為實驗（yàn）室送風量很大，特別是有多台通風櫃的實驗室，空調機處理（lǐ）送風溫（wēn）、濕度的能（néng）耗很（hěn）高，占（zhàn）實（shí）驗室（shì）能耗和運行電費的比重很大。實驗室空調送風係統節（jiē）能的主要手段是在保證實驗（yàn）室（shì）安全的前提下，盡量減少排風量，相應減少空調送風量。實驗室通風櫃（guì），大部分時間為無人操作或調節門關閉狀態，采用高性能的送、排風（fēng）風量控製閥，根據實驗室各通風櫃運行狀（zhuàng）態（tài）不同，始終以zui小（xiǎo）風量滿足通風櫃排風要求，送風量也始終（zhōng）保持zui小（xiǎo）值，在保證實驗室安全的前提下，節省實驗室送風空調係統能耗。即使工程中（zhōng）選（xuǎn）用高（gāo）性能送、排風控（kòng）製閥費用有（yǒu）所增加，但綜合考慮實驗室運行電費的降低，空調通風係統（tǒng）及相關冷熱源等設（shè）備的費用減少，在實驗室壽命（mìng）周期內，空調通風係統綜合費用還是大幅減少。
6、其它
實驗室排風係統風管應采（cǎi）用pp管或塑料管等防腐蝕風管。實驗室通（tōng）風櫃排風支管風量控製閥（fá），萬向排風罩排風管風量控製閥應（yīng）選用有防腐（fǔ）塗層的防腐型（xíng）閥。排風機應采用玻璃鋼或塗防腐塗層的防腐型風機。實驗室排風應在屋麵上（shàng）向高空排放。如有必要，實驗室排風應經吸收塔處理後排放。多層實驗室送、排風係統宜按豎向劃（huá）分，減少水（shuǐ）平（píng）送、排風管，減少送、排風（fēng）管占用建築空間。實驗室建（jiàn）築層高宜≥4.80m，預留通風（fēng）櫃頂排風豎管安（ān）裝風量控製閥空間。