智控達實驗室的通風系統設計與應用
2021-12-10 11:08:05
智控達實驗室通風系統設計的目的，是為工作人員提供安全、舒適的工作環境，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生有毒有害氣體，為確保實驗人員安全，此類可能產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)系統滿足實驗室最小換氣量要求。通風系統的設計目標是使得實驗室通風效果好、噪音低、操作簡便、節約能源，室內壓差和溫濕度都能保持人體的舒適。
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實驗室通風系統一般有定風量系統、雙風量系統、變風量系統的形式
定風量排風系統：排風機采用單速定頻風機，排風量基本恒定不變，系統無法隨排風柜使用數量及排風柜門開啟高度而調節風量。該系統優點是設計直接、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)。
雙風量系統：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，較定風量系統有所改進，但沒有從根本上改變定風量系統的缺點，目前應用不多。
變風量系統：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控制變頻器調節風機轉速，達到恒定靜壓或動壓調節風量的目的。高性能的氣流控制器可以快速、穩定的在大流量變化范圍內調節。在變風量系統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的優點包括：節能顯著、安全性高，易于適應風量變化需求。
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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，排風量換氣次數依照房間的功能與要求。
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補風系統
為了確保不出現氣流回溯，實驗室一般會設定較高的排風量，且連續排風時間較長(一般多為7*24小時全天候開啟排風系統)，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，避免出現負壓過大的情況，實驗室在設計時就需要規劃實驗室補風系統，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。
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排風柜變風量控制器
排風柜變風量控制器有一類是測量柜門面風速，通過與設定風速比較，調節風閥開度以達到設定值，風閥一般采用蝶閥，其缺點有：精度受測量點的位置和數量影響，比較容易受到安裝位置和內外氣流(紊流)影響，測量到的風速需要通過傳感器轉換成電信號調節風閥，系統反映速度稍慢，控制信號響應時間：<3秒，面風速控制精度一般在±20%。
另一類排風柜變風量控制器，目前主流使用的是文丘里風量控制器，通過測量移門位置，借助位移傳感器測得移門開度并傳輸給控制器，控制器根據“流量=平均流速×面積”的公示計算出的風量來實時改變閥門的開度大小來調節排風量。該系統抗干擾性好，控制穩定，從理論上屬開環控制，在試劑應用中需另設風速儀或其他反饋裝置，以保證控制的準確性和可靠性。調節風閥開度具有精度不受柜前有無人員遮擋影響，調整風量過程迅速精準，響應時間短，可實現傳統的變風量閥不可能實現的高調節比(1:17~20)、與管道靜壓無關(150~750PA)、響應時間快(小于1秒)、風量控制精確到氣流控制信號的±5％等特性。
實驗室種類繁多，其通風系統的設計也應該因地制宜、與時俱進，在一個實驗樓內可能同時存在多種通風方式，而通風系統設計的首要原則是保證實驗室工作環境不損害工作人員的健康安全，在這個基礎上，則應盡量控制裝修和運行成本，為實驗室減輕經濟壓力。智控達隨著實驗室建設標準的不斷提高，變風量通風系統應用越來越廣，實驗室通風系統設計也需要多傾聽使用人員及其他相關方面人士的意見，設計要有針對性，做到有的放矢。
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