实验室通风与系统控制

实验室逐渐趋向大型化、集结化、综合化,对实验室通风空调系统提出了更高要求。为了满足市场需求,通风空调系统的设备和相关技术也在迅速的发展完善。对于实验室通风空调系统的设计要求也有几点要注意。博泰小编带大家了解实验室通风与系统控制。

一、选用适宜的实验室通风柜

实验室通风柜是实验室操作人员最重要的防护屏障,应选用气流组织较好的实验室通风柜。同样的通风柜排风量,柜内气流组织差的通风柜,通风柜调节门进风口面风速不均匀,易泄漏有害气体;柜内有涡流区,造成柜内有害气体浓度积聚,排风效果不好,对操作人员安全造成威胁。设计较好的实验室通风柜,在操作过程中,应保证通风柜调节门从关闭到最大开启度的过程中,调节门进风面风速始终保持在0.5m/s±20%,并且面风速均匀。

二、实验室气流组织,送、排风控制阀设置

实验室通风柜内气流组织由通风柜设备结构实现,通风柜排风支管安装变风量阀,应保证通风柜排量与通风柜运行状态相适应,有人操作时,通风柜调节门进风面风速始终为0.5m/s±20%。无人操作时为0.3m/s。在通风柜调节门关闭时,应保证通风柜保持适当的最小排风量,一般为额定风量的20%,通风柜下部有试剂柜时,试剂柜排风量约75m3/h。实验室内万向排风罩排风汇总管装定风量阀,保证万向排风罩排风量。

三、合理确定实验室送、排风系统最大风量

实验室送、排风系统一般带多个实验室。实验室送、排风系统最大风量的确定,应根据所带实验室数量及实验室运行模式,考虑适当的通风柜运行同时系数。实验室送、排风系统风量即要满足实验室最大运行风量要求,也不要盲目扩大风量,甚至取通风柜同时运行系数为1,造成空调通风系统及相关冷热源设备选型过大,增加初投资;国外资料显示,实验室通风柜每天有人员操作的时间平均少于1h。实验室通风柜的额定排风量可根据通风柜调节门的最大开门面积,按面风速0.5m/s计算获得,也可依据通风柜样本。

四、实验室送、排风系统控制阀选择及控制系统

要实现实验室理想的气流组织,送、排风系统风量控制阀及控制系统是关键,其占实验室空调通风系统投资比重也比较大。用于实验室送、排风系统的变风量、定风量控制阀类型有阀、文丘里阀等,品牌很多,控制系统工作原理各不相同,风量阀反应速度、控制精度、风量可调节比、可靠性、初投资、维护费用差别较大。这里以数字式文丘里风量控制阀为例,说明风量控制阀选型要求。

(1)反应速度快,系统的响应时间<1s,达到最终控制要求风量值或系统稳定<1s。风量控制精度高,风量控制精度<±5%的指令信号。在通风柜调节门启闭过程中,始终能保持柜门面风速0.5m/s±2

(2)风量可调节比高,阀门精确的调节比为10∶1。高调节比,系统可利用的参差系数大,可适用于大的排风系统及通风柜数量较多的房间。特别是对通风柜数量较多的房间,通风柜的排风阀调节比大,可降低通风柜最低运行风量,有效降低通风柜的低风量运行能耗。增大排风系统,可减少排风系统数量,减少送、排风管道、建筑管井数量,减少送、排风系统管道占用建筑空间。

(3)控制方式采用位移传感器控制,且在150~750Pa阀前后压差范围内,与压力无关,阀内气囊可自动平衡阀前后压差变化影响。控制简单可靠,阀前后不需预留气流稳流管段,安装方便。没有风速传感器等部件,不需定期清洗校验传感器。控制阀压力无关性,可保证系统接入通风柜数量不受影响,且系统稳定性好。 

五、节能

实验室空调通风系统,通常为直流风。送风空调机将室外风处理到送风状态点,送入实验室内,补充实验室排风,维持实验室内温、湿度,因为实验室送风量很大,特别是有多台通风柜的实验室,空调机处理送风温、湿度的能耗很高,占实验室能耗和运行电费的比重很大。实验室空调送风系统节能的主要手段是在保证实验室安全的前提下,尽量减少排风量,相应减少空调送风量。

实验室通风柜,大部分时间为无人操作或调节门关闭状态,采用高性能的送、排风风量控制阀,根据实验室各通风柜运行状态不同,始终以最小风量满足通风柜排风要求,送风量也始终保持最小值,在保证实验室安全的前提下,节省实验室送风空调系统能耗。即使工程中选用高性能送、排风控制阀费用有所增加,但综合考虑实验室运行电费的降低,空调通风系统及相关冷热源等设备的费用减少,在实验室寿命周期内,空调通风系统综合费用还是大幅减少。据资料显示,实验室每减少1m3/hr空调送风量,每年减少运行电费10~12元。