化學實驗室通風係統的設計

實驗室（shì）通風空調（diào）係統設計的主要（yào）目的是為了保證實驗室操作人員的安全（quán），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（shí）驗室通風空調係統的節能，也是一（yī）個重要（yào）方麵。
1、選（xuǎn）用適宜的實驗室通風櫃
實（shí）驗室通風櫃是實驗（yàn）室操作人員zui重要的防護屏障，應選（xuǎn）用氣流組（zǔ）織較好的實驗室通風櫃。同樣的通風櫃排風量，櫃內（nèi）氣流組織差的通風櫃，通風櫃調節門進風口麵風速不均勻，易泄漏（lòu）有害氣體；櫃內有渦流區，造成櫃內有害氣（qì）體（tǐ）濃度積聚，排風效果不好，對（duì）操作人員安（ān）全造成威脅。設（shè）計較好的實驗室（shì）通風（fēng）櫃，在操作過程（chéng）中，應保證通風（fēng）櫃調節門從關閉到zui大開啟（qǐ）度（dù）的過（guò）程（chéng）中，調節門進風麵風（fēng）速始（shǐ）終保（bǎo）持在0.5m/s±20%，並且麵（miàn）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（guì）內有（yǒu）害氣體（tǐ）外溢，對操作人員造成危害。通風櫃調（diào）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（fēng）櫃內排（pái）風氣流應均勻，減（jiǎn）少渦流，避免有害氣體濃（nóng）度積聚，及時排出有害氣體。通風櫃的形式、規格很多，還（hái）有一些滿足（zú）特殊（shū）要求的通風櫃，如防（fáng）爆型（xíng）等。根（gēn）據實驗室具體要求選用。
實驗室通（tōng）風櫃通常應配監控器。監控器主要功能包括：
（1）通（tōng）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（zhì）（無（wú）人操作時降低風（fēng）量（liàng），按60%風量運行）。也可采用區域存在（zài）傳感器，自動（dòng）探（tàn）測通風櫃前有無操作人員。
（3）緊（jǐn）急情況按鈕（有試劑泄漏（lòu）等緊急（jí）情況時，加（jiā）大通風櫃排（pái）風量）。
2、實驗室氣流組織，送、排風控製閥設置
實驗室通風櫃（guì）內氣流組織由通風櫃設備結構實（shí）現，通風櫃排風支管安裝變風量閥，應保證（zhèng）通風櫃排量與通風櫃（guì）運行狀態相適（shì）應，有人操（cāo）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（tōng）風櫃保持適當的（de）zui小排風量,一般為（wéi）額定風量的20%，通（tōng）風櫃下部有試劑櫃時，試劑櫃（guì）排風量約75m3/h。
實驗室（shì）內萬向排風罩（zhào）排風匯總管裝定風量（liàng）閥，保證（zhèng）萬向（xiàng）排風（fēng）罩排風量（liàng）。為保證實驗室排風效果及維持室內溫、濕度（dù），應（yīng）設（shè）置實驗室zui小排風換氣次數，白天有人（rén）操作時8-10次/h，夜間無（wú）人操作時4-6次/h；若實驗室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（cì）數要求時，應在實驗室增設室內排風口，在排風支（zhī）管裝變風量閥，保證實驗（yàn）室達到zui低排風換氣次數要求。為避免實（shí）驗室氣（qì）流滲出實驗室（shì），造成（chéng）交叉汙染。應控製實驗室相對走廊或辦公區為負壓。在實驗室送風支管裝變風量閥，控製實驗室（shì）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（shí），應盡可能減少送風氣流、人員對通風櫃調節門進風（fēng）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（kǒng）板（bǎn）出口風速，通風櫃（guì）調節門前送風風速宜<0.25m/s。通風櫃前操作通（tōng）道應足夠寬敞，保證操作（zuò）人員走動時，距通風櫃麵板0.6m以上（shàng），避免人員走（zǒu）動影響（xiǎng）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（què）定（dìng）實驗室送、排風係（xì）統zui大風量
實驗室送、排風係統一般帶多個實驗室。實驗室送、排風係統zui大風量的確定，應根據所帶實驗室（shì）數量及實驗室運行模（mó）式，考慮適當的通（tōng）風（fēng）櫃運行同時係數。實驗室送、排風係統風量即要滿足（zú）實驗室zui大運行風量要求，也不要盲目擴（kuò）大風（fēng）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（cāo）作的時間平均少（shǎo）於1小時。
實（shí）驗室（shì）通風櫃的額（é）定排風量可根據通風櫃調節（jiē）門的zui大開門麵（miàn）積，按麵風速0.5m/s計算獲得，也可依據（jù）通風櫃樣本。通風櫃調節門關閉時zui小排風（fēng）量可按（àn）額定風量20%確定。實驗室萬（wàn）向排風罩排風量（liàng）根據不同規格（gé）選取（qǔ），一般（bān）Ø75萬向排風罩排風量為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zui遠點靜壓（yā）恒定。使排（pái）風機風量（liàng）與係統排風量相一致。減少排風機耗電量，維持（chí）排風係統風管壓力恒定，提高排風管風量控製閥精（jīng）度。同時，實驗室送風係統空（kōng）調機組送風（fēng）機（jī）也宜采取調頻控製，送風量應與實驗室排風係統排（pái）風量相一致（zhì）。因實驗室為全新（xīn）風係統，送（sòng）風空調（diào）係（xì）統能耗非常（cháng）高。在滿（mǎn）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。
4、實驗室送、排風係統控製（zhì）閥選擇及控（kòng）製係統。
要實現實驗室理想的氣流組織，送、排風係（xì）統風量控製閥及控製（zhì）係統（tǒng）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（zhì）閥類型有蠂閥、文丘裏閥等，品牌很多，控製係統（tǒng）工作原理各（gè）不相同，風量閥反應速度、控製精度、風（fēng）量可（kě）調節比、可靠性（xìng）、初投資、維護費用（yòng）差別較大。這（zhè）裏以數字式文丘裏（lǐ）風量控製閥為（wéi）例，說明風量控製閥選型要求。
（1）反應（yīng）速度快，係統的響應時間<1秒，達到zui終控製要求風量（liàng）值或係統穩定<1秒。風量控製精度高，風（fēng）量控製精度（dù）<±5%的指令信號。在通風櫃調節門啟閉過程中，始終（zhōng）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（jí）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（guì）的排風（fēng）閥調節比大，可降低通風櫃zui低運行風量（liàng），有效降低通（tōng）風櫃（guì）的低風量（liàng）運行能（néng）耗。增大排風係統，可減（jiǎn）少排（pái）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（fàn）圍內,與壓力（lì）無關，閥內氣囊可（kě）自動平衡閥前後（hòu）壓差變化影響。控製簡單可靠，閥前後（hòu）不需（xū）預留（liú）氣流穩流管段，安（ān）裝方便。沒有風速傳（chuán）感器等部件，不需定期清洗校驗傳感器。控製（zhì）閥壓力無關性，可保證（zhèng）係統接入通風櫃數量不受影響，且係統穩定性（xìng）好。
（4）每台風量控製閥自帶控製器，可相互（hù）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（fēng）櫃監視器反饋的（de）通風櫃調節（jiē）門開啟高度，及運行狀（zhuàng）態（有人（rén）或無（wú）人），控製通風櫃的排風（fēng）量。
在實驗室各萬向排風（fēng）罩排風匯總管上安裝（zhuāng）1台定風量數（shù）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（wàn）向排風罩排風量（liàng）。實驗室排風口排風管（guǎn）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（shì）通風櫃、萬向排風罩排風量低於實驗室設定zui低排風（fēng）換氣次數時，打（dǎ）開（kāi）實驗室排風口，保（bǎo）證實驗室zui低排風換氣次數。在實驗室送風支（zhī）管上（shàng）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（wéi）持實驗室壓差恒定。
5、節能
實驗室空調通風係（xì）統，通常（cháng）為直流（liú）風。送風空調機將室外風處理到送風狀態點，送入實驗室內，補充實驗室排風，維持實驗室內溫、濕度，因為實驗室送風量很大，特別是有多台通風櫃的實驗室（shì），空調機處理送風（fēng）溫、濕度的能耗很高，占實驗（yàn）室能耗和運行電費的比重很大。實驗室空調（diào）送風係統節能的主要手段是（shì）在保證實（shí）驗（yàn）室安全的前提下，盡量減少排風量，相應減少空調送風量。實驗室（shì）通風櫃，大部分（fèn）時間為（wéi）無人操作或調節門關（guān）閉狀態，采用（yòng）高性能的送、排風風量控製閥，根據實驗室各通（tōng）風櫃運行狀態（tài）不同，始終以zui小風量（liàng）滿足通風櫃排風要求（qiú），送風量也始終保持zui小值，在保（bǎo）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（chéng）中選用高性能送、排風控製閥費用有所增加，但綜合考慮實驗室運行電費的（de）降低，空調通風係統及相關冷熱（rè）源等設備的費用減（jiǎn）少，在（zài）實驗室壽命周期內，空調通風係統綜合費用還是大幅減（jiǎn）少。
6、其它
實驗室排風係統風管應采用pp管或塑（sù）料管等防腐蝕風（fēng）管。實驗室（shì）通風（fēng）櫃排風支管風量控製閥，萬向排風罩排風管風量控製閥應選用有防腐塗層的防腐型閥（fá）。排風機應采用玻璃鋼或塗防（fáng）腐塗層的（de）防腐型風機。實驗室排風應在屋麵上向高空排放。如有必（bì）要（yào），實驗室排風（fēng）應經吸收塔處理後排放。多層實（shí）驗室送、排（pái）風係統宜按豎向劃（huá）分（fèn），減少水平送、排風管，減少送、排風（fēng）管占（zhàn）用（yòng）建築空間。實驗室建築層高（gāo）宜≥4.80m，預留通風櫃頂排風豎管安裝風量控製閥空間。