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实验室通风系统设计

实验室通风系统的特点主要是通过实验室通风和空调系统的优化设计,保证空调通风系统的安全、舒适、节能运行为前提,各类检测研究实验室,及其他辅助用房的通风系统,并针对不同实验室通风系统进行分析和讨论。

国科大某实验楼通风系统

【合理设计实验室通风】

⊙通风系统工程是实验室建设的关键,通风柜的效果好坏主要在于排风系统设计。

⊙通风管的材料大都选为FRP无机树脂材料,也可用PVC材料或PP材料风管內壁应制做粗糙面,可减少风流噪声,采用圆形或巨型均可,直径250—500mm,按照排风量要求确定尺寸。

⊙FRP防腐风机种类确定：

(1)轴流风机、单台通风柜,单原子吸收罩较小风量采用。

(2)斜流风机、双台通风柜,双原子吸收罩,略大风量采用。

(3)离心风机、多台通风柜或需要排风量较大时采用。

(4)屋顶风机(同上)均可选择。

⊙防腐风机应安装在室外屋顶,出风口设防雨、鸟罩,还需减振器、逆风阀、消音器。

⊙如果实验室是空调房间安装通风柜,应合理设计补风装置,以避免浪费能源。

风机/管道

【实验室通风的目的和要求】：

⊙实验室通风与舒适性空调系统的通风设计要求不同,主要目的是提供安全、舒适的工作环境,减少人员暴露在危险空气下的可能。通风主要解决的是工作环境对实验人员的身体健康和劳动保护问题。

⊙实验室通风要求新风全部来自室外,然后100%排出室外,通风柜的排气不在室内循环。化学实验室换气要求每小时大于10次,物理实验室每小时大于6次,实验室无人时换气可减少6次。实验室通风柜设计数量要足够,并且不作为**的室内排风装置,仪器室或产生危险物质的仪器上方设计局部排风系统。

⊙实验室的通风设计首先要解决的就是安全问题,通风柜的捕捉集尘能力要符合一定的标准和规定,气流方向为流向实验室,实验室要随时保持负压。实验室通风设计还要考虑到为实验人员创造一个舒适的工作环境,解决温度、气流、噪音的问题,同时要保证*低的能源消耗,系统稳定,容易控制,易于操作管理。

【实验室集中排风系统】

对于实验室或实验楼大量使用通风柜又需共用一条或多条通风管道,那么就需要进行集中排风系统的设计以确保每一台通风柜的正常使用和对风机控制,本公司通过多年的实践经验,能够为不同的用户提供符合要求的集中排风系统方案

【实验室通风设计相关规范】

⊙《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2002)

⊙《简明通风设计手册》

⊙《暖卫、通风、空调技术手册》

⊙《城市区域环境噪声排放标准》

⊙《机械工业环境保护设计规范》(JBJ16-2000)

⊙《中华人民共和国机械行业通风柜标准》

⊙行业相关资料及甲方提供资料(要求)

实验室的补风一部分来自空调系统直接送入实验室的新风,这部分新风根据实验室排风量的变化而变化;另部分通过空调系统送入非实验室区域走道、房间再通过实验室的门缝补给。实验室的负压通过送、排风风量和送排风口布置来实现,气流组织从办公、管理用房、内走道、到产生危险物质的实验房间。通风柜的位置布置在远离空气流动大的地方,远离行走区域和空气新风区。新风从远离通风柜的地方吸入,空气流动路径远离通风柜。

-实验室的通风换气次数取每小时8-20次

-支管内风速取6-12m/s,干管内风速取8-14m/s

-通风设备设计风量

-单台1500通风柜设计排风量为1500m3/h

-单台1800通风柜设计排风量为1800m3/h

-单台万向排烟罩设计排风量为200~300m3/h

-单台300*300mm抽风罩设计排风量为800m3h,不得小于800m3/h

-通风柜的柜门高度为35-40cm时,柜门的表面风速为0.5ms

-整个通风系统均为中低压系统：500 < p <1500

【变风量控制(VAV)】

随着控制技术的不断发展,出现了变风量控制系统。变风量控制是通过实验室内通风柜开度的变化调节系统的送、排风量,从而保障无论调节窗开度如何,始终可以精确控制通风柜面风速为0.5m/s。系统安全性提高,适应性强,可以在充分保障安全的前提下降低能耗,但是对阀门的控制精度和反应速度的要求高。

【变风量系统的应用】

通风柜变风量控制：通风柜作为化学实验室内*重要的一级防护设备,各国对于通风柜的面风速均有严格要求。通常要求始终维持通风柜面风速恒定为05m/s。过高或过低的面风速均会产生泄露危险。

其他局部排风控制：对于万向罩、原子吸收罩、试剂柜等局部排风设施,应能够持续、高效的控制,安全迅速的将气体排出。

房间压力控制：通常情况下要求始终保持实验室相对于走廊的负压,以免对周围办公或生产区域造成交叉污染。

【自适应控制( UBC VAV)】

在二十世纪末,出现的自适应控制系统,是在VAV系统的基础上,通过在通风柜和生物安全柜上安装探测器,以监测通风柜或者生物安全柜前是否有人活动,当有人操作时,保持面风速恒定为0.5m/s,以此保障操作者的安全,而如果通风柜前无人进行操作时,则将风速降低为0.3m/s。采用此种控制方式,可以在使用VAV系统的基础上,再次大幅降低能耗。

【通风柜VAV控制原理】

在通风柜调节门升降过程中,门高传感器与压差传感器向控制系统反馈精确数据,通过控制系统计算快速控制调节阀开度,保持通风柜的面风速所需风量,从而达到面风速恒定的控制效果。当人体感应器感应到操作人员离开时,控制系统自动将面风速调节至节能的安全风速。

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