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探討實驗室通風系統(tǒng)的設計和應用
2022-11-16 瀏覽次數(shù)：180
一、實驗室通風系統(tǒng)的設計和應用
實驗室通風系統(tǒng)設計的目的，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空氣下的可能。由于在實驗操作過程中可能產(chǎn)生有毒有害氣體，為確保實驗人員安全，此類可能產(chǎn)生有毒有害氣體的實驗，要求盡量在排風柜或生物安全柜內進行，不能在排風柜內進行的，要設局部排風設施，例如原子吸收罩、萬向排氣罩等，同時,實驗室要設全面通風(或稱輔助排風)系統(tǒng)滿足實驗室最小換氣量要求。通風系統(tǒng)的設計目標是使得實驗室通風效果好、噪音低、操作簡便、節(jié)約能源，室內壓差和溫濕度都能保持人體的舒適。
1、實驗室通風系統(tǒng)一般有定風量系統(tǒng)、雙風量系統(tǒng)、變風量系統(tǒng)的形式
（1）定風量排風系統(tǒng)：排風機采用單速定頻風機，排風量基本恒定不變，系統(tǒng)無法隨排風柜使用數(shù)量及排風柜門開啟高度而調節(jié)風量。該系統(tǒng)優(yōu)點是設計直接、投資小、控制簡單；缺點是靈活性差、噪音大、排風柜面風速難以保證，會有部分有毒有害氣體從排風柜中逸出(面風速過小或過大都能造成氣體從排風柜中逸出)，且運行費用高(排風機的電力消耗最大化，被排風機排出的熱能消耗最大化)。
（2）雙風量系統(tǒng)：排風機采用雙速風機，在兩個預定的風流量值之間進行高-低(或者稱為最大-最小)切換，較定風量系統(tǒng)有所改進，但沒有從根本上改變定風量系統(tǒng)的缺點，目前應用不多。
（3）變風量系統(tǒng)：排風機采用變頻風機，在排風或補風主風道上設壓力傳感器，利用靜壓控制器PID控制變頻器調節(jié)風機轉速，達到恒定靜壓或動壓調節(jié)風量的目的。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調節(jié)。在變風量系統(tǒng)中排風柜一般采用面風速控制，通過在排風柜前采用人體感應器檢測人員是否存在，來控制柜門面風速，當操作人員在排風柜前作業(yè)時，將排風柜面風速設定為工作模式，此時排風柜面風速控制在0.5m/s, 當操作人員離開的時候，將排風柜面風速設定為待命模式，此時排風柜面風速控制在0.3m/s，遵循《實驗室變風量排風柜》JG/T222-2007規(guī)范之要求。另房間還要設輔助排風，當排風柜排風量不滿足實驗室最小排風量要求時，輔助排風自動打開，保證實驗室最小排風量符合標準要求。自動變風量控制系統(tǒng)的優(yōu)點包括：節(jié)能顯著、安全性高，易于適應風量變化需求。
二、實驗室全面排風，或稱輔助排風
當排風柜排風量不滿足實驗室最小排風量要求時，輔助排風自動打開，保證實驗室最小排風量，排風量換氣次數(shù)依照房間的功能與要求。
三、補風系統(tǒng)
為了確保不出現(xiàn)氣流回溯，實驗室一般會設定較高的排風量，且連續(xù)排風時間較長(一般多為7*24小時全天候開啟排風系統(tǒng))，因此實驗室室內負壓過大的情況非常常見。為平衡室內外壓差，避免出現(xiàn)負壓過大的情況，實驗室在設計時就需要規(guī)劃實驗室補風系統(tǒng)，以維持房間設定的壓力，負壓防止實驗過程中有毒氣體和顆粒以及化學品存放過程中揮發(fā)的有害氣體向其他空間外溢，正壓實驗室不受外部空氣污染影響檢驗結果，并使得實驗室內換氣率能有效控制，室內空氣應充分置換，保證其新鮮度。
1、補風方式
實驗室的補風方法一般有兩種，分別是自然補風和機械補風。
自然補風不安裝補風機，通過實驗室內外的壓差(室內為負壓)將室外新風經(jīng)過濾器、管道吸入室內達到補風效果，由于新風是被室外的正壓壓入負壓的室內，所以自然補風可以使得氣流達到動態(tài)平衡，同時也保證實驗室氣流流向穩(wěn)定，且始終處于負壓狀態(tài)。自然補風的優(yōu)點主要是不需安裝補風機，節(jié)省了前期投資和補風機運行的電費；缺點是在設計裝修時需要提前擴大進風井或進風百頁面積，這需要占用建筑使用面積或影響建筑立面效果，其次是不通過補風機的自然風無法進行加熱或冷卻處理。
機械補風設置引風機形成理想的氣流組織，將室外新風經(jīng)集中處理后，由補風機經(jīng)管道送入房間內，機械補風可以對其加熱或冷卻處理及過濾等預處理，進行采用定風量補風還是變風量補風系統(tǒng)，一般與排風系統(tǒng)對應，即排風為定風量系統(tǒng)，補風也為定風量系統(tǒng)，排風為變風量系統(tǒng)，補風也為變風量系統(tǒng)。
2、補風地點
室內補風的補風地點一般沒有很大的限制，可以直接補在排風柜內或柜門前，也可補在房間內，但是不同的補風地點有著不同的影響，在排風柜內或柜門前補風的優(yōu)勢是不需要為新風做加熱或冷卻處理，可節(jié)省能源，節(jié)約成本;缺點則是新風會影響通風柜內實驗時的實驗數(shù)據(jù)，同時破壞操作人員工作環(huán)境舒適性，這種補風地點不適用有面風速要求的排風系統(tǒng)。與之對比，補風地點設置在房間內時，其優(yōu)點是操作人員的工作環(huán)境基本不會受到影響，對排風柜面風速及柜內氣流亦無影響;缺點則是新風一般需要經(jīng)過加熱或者冷卻處理，能量成本要比第一種補風地點高。
