供應象州實驗室通風工程,廢氣處理設備安 裝-鴻嘉實驗室設備

實驗室通風系統的設計和應用

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實驗室即進行試驗研究的特殊場所,可對生物學、化學、物理學或其他特殊科學做實驗。實驗室通風系統是整個實驗室設計和建設過程中,規模 大 、影響 廣泛的系統之一 。其通風系統的設計,對于實驗室環境的舒適度、實驗工作人員的身體健康、實驗設備的運行維護等方面產生重要影響,并關系到實驗室的投資成本、能源消耗及后期運行費用。

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 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

1.1、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 大 化,被排風機排出的熱能消耗 大 化）。

1.2、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 大 - 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。

1.3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 小排風量要求時,輔助排風自動打開,保證實驗室 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 小排風量要求時,輔助排風自動打開,保證實驗室 小排風量,排風量換氣次數依照房間的功能與要求。

03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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3.1 、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平衡,同時也保證實驗室氣流流向穩定,且始終處于負壓狀態。自然補風的優點主要是不需安 裝補風機,節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,將室外新風經集中處理后,由補風機經管道送入房間內,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,一 般與排風系統對應,即排風為定風量系統,補風也為定風量系統,排風為變風量系統,補風也為變風量系統。

＋3.2、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勢是不需要為新風做加熱或冷卻處理,可節省能源,節約成本；缺點則是新風會影響通風柜內實驗時的實驗數據,同時破壞操作人員工作環境舒適性,這種補風地點不適用有面風速要求的排風系統。與之對比,補風地點設置在房間內時,其優點是操作人員的工作環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 般需要經過加熱或者冷卻處理,能量成本要比第 一 種補風地點高。

04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)、風量控制到氣流控制信號的±5％等特性。

05變風量通風系統控制

＋5.1、常用的實驗室變風量通風系統控制原理

5.2、風量的控制方法

目前對于風量的控制方法有面風速法和位移法。

面風速法,通常是利用安 裝在排風柜入口邊緣處的風速傳感器測得風速并傳輸到控制器,通過比較和計算得到所需風量,然后改變風閥開度調整排風量, 終使其面風速保持在0.3m/s~0.6m/s（osha）的某個設定值或是某個較小的范圍。其特點是：結構簡單易安 裝,控制相對容易；閉環反饋控制保證了安 全性和節能性的控制效果；以一 個點的風速來代替面風速,與真正的控制對象其面風速還會有些偏差,比較容易受到安 裝位置和內外氣流（紊流）影響。

位移法,配合使用vav變風量文丘里閥,借助位移傳感器測得柜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,在實際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)、