實驗室通風系統(tǒng)
??? 一、實驗室通風的目的和要求
凈實驗室通風與舒適性空調系統(tǒng)的通風設計要求不同，主要目的是提供安全、舒適的工作環(huán)境，減少人員暴露在危險空氣下的可能，通風主要解決的是工作環(huán)境對實驗人員的身體健康和勞動保護問題。
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??? 二、通風系統(tǒng)的組成
??? 通風系統(tǒng)一般由通風設備、通風管道、消聲器、風機、控制系統(tǒng)組成。
??? 1、通風控制系統(tǒng)
??? 通風控制系統(tǒng)可根據不同的情況采用不同的控制方式，如單臺通風設備定風量通風控制系統(tǒng)、多臺通風設備變頻通風控制系統(tǒng)、多臺通風設備變頻+變風量通風控制系統(tǒng)。
??? (1)單臺通風設備定風量通風控制系統(tǒng)。單臺通風設備定風量通風控制系統(tǒng)是指每一臺排毒柜的排風由獨立的一組通風管和一臺風機，有效的排放于大氣層。風機的開關、排風系統(tǒng)的啟動安裝于排毒柜或通風設備上，
通風柜上方的控制閥為電動閥或手動閥。
優(yōu)點：
1)操作簡捷，系統(tǒng)的開關不影響其他同房的設備。
2)防止通風系統(tǒng)的串聯(lián)及廢氣的回流。
3)便于氣流的控制。
4）系統(tǒng)運作費用低廉。
缺點：
1)系統(tǒng)前期投入費用高。
2)安裝復雜，安裝空間需求大。
3)長期維修費用昂貴。
適用條件：特別功能實驗室如P2實驗室、P3實驗室、無菌間、放射性實驗室、PCR實驗室、動物實驗室、DNA實驗室等。
??? (2)多臺通風設備定風量通風控制系統(tǒng)。多臺通風設備定風量通風控制系統(tǒng)是指多臺的
通風柜或通風設備經由一組管道的串聯(lián)由一臺風機進行排放，排毒柜上方的控制閥為電動閥。本方式有兩種控制方式：
??? 1)定點控制。所有的通風設備僅用一個開關同時啟動或關閉。
??? 2)多點控制。在多臺通風設備上或實驗室里安裝開關，只要有其中一臺的開關還處于啟動階段，風機還是會處于運行狀態(tài)。只有所有的開關斷開，風機才會停頓，整個通風系統(tǒng)才會停止關閉狀態(tài)。
? 優(yōu)點：
? a減低材料的運用、減少前期的投資。
? b簡化通風系統(tǒng)的安裝、減少安裝空間的需求。
? c維護費用相對減低。
? d多點控制可達到“以人為本”的實驗室的理念，便于操作人員根據情況開關所需的設備。
??? 缺點：
??? a屬于定風量排風，需100%的排風，系統(tǒng)越大，越會浪費大量的能源。
??? b管道運作量大，易有噪聲大，風量不易于平衡，引出排風量不足的問題。
??? c排風量無法控制自如并根據實際所需量而排放。
??? 適用條件：
??? 要求不高的理化實驗室、準備間、調配室等，性能不是很好，不推薦使用。
??? (3)多臺通風設備變頻通風控制系統(tǒng)。在大型通風系統(tǒng)中，如果采用單臺排毒柜獨立的定風量排風方式，會導致排風管道太多，管井尺寸不夠用或外墻全是管道不美觀，一次性投資大。如果采用多臺通風設備運用一個定風量通風系統(tǒng)，雖然一次性投資減少了，但是運行不節(jié)能，在其中一些通風設備不使用時，其他通風設備的排風量將加大甚至超出正常排風量，影響實驗操作，而且風機運行費用也很高，存在一定的弊病。
??? 為了實現(xiàn)降低一次性投資且節(jié)省運行費用的目的，變頻通風系統(tǒng)應運而生。變頻通風系統(tǒng)是指多臺通風設備共用一臺風機，采用變頻控制技術，根據通風設備的使用量自動調節(jié)風機的運轉，從而達到節(jié)能的目的，其原理是：在通風管路的主管上加風管壓力傳感器，另設變頻柜，變頻柜里安裝變頻控制器，通過初設一個風管壓力值，由變頻控制柜對系統(tǒng)風量進行控制。當有一部分通風設備不使用時，通風主管的壓力產生變化，這時壓力傳感器檢測到壓力變化后，它將這種壓力變化轉換為0~10V的電壓信號，傳遞到變頻控制柜，變頻控制柜將這種信號轉換為一種電流值來控制變頻器，降低變頻器的工作頻率，由于變頻器的頻率變化，產生的電流變化控制風機的轉速，以達到降低風機的排風量的目的。
??? 變頻調速是一種先進且較成熟的技術，它是通過整流器、逆變器和控制電路將頻率一定的交流電變成直流，再將直流逆變?yōu)椴煌l率的交流，以達到對交流異步電機進行調速控制。
??? 排毒柜上方的控制閥為電子調風閥，它是一種新型的微電腦式風閥，具有下列優(yōu)點：
??? 1)電子調風閥的控制面板可以直接安裝在排毒柜的上立柱或下座，操作方便、直觀。
??? 2)風閥的角度可從0°到90°作任意調整，操作人員可以通過風閥的控制面板的觸摸按鈕任意設置風閥的角度，風閥會自動保存設定值。
??? 3)電子調風閥可以開關風閥和風機，可以多個風閥聯(lián)機開關風機，也可以作為變頻控制系統(tǒng)中的控制器，向PLC變頻器輸出信號來控制變頻器的輸出，從而控制系統(tǒng)風量，保持排毒柜的風量恒定。
??? 4)電子調風閥同時可以代替照明開關和系統(tǒng)開關等，減少排毒柜上的各種電器設備，提高了操作人員的安全保護。
??? 5)電子調風閥在關機狀態(tài)時能自動復位為0°，因此同時具備了止回閥的功能，其他正在工作的排毒柜產生的廢氣不會倒流到此排毒柜中。
??? 對于通風系統(tǒng)采用PLC變頻控制，具有以下優(yōu)點：
??? 1)高效：采用變頻調速，直接調節(jié)風量，使無用功減少，提高系統(tǒng)工作效率。
??? 2)節(jié)能：變頻調速后風機一般以30~45Hz運稈，節(jié)能達25%~70%以上，頻率越低，節(jié)電率越高。
??? 3)延長風機系統(tǒng)壽命：實現(xiàn)真正變頻軟啟動，減少電機啟動對電網的沖擊和對電機本身的危害，提高電機的壽命和系統(tǒng)的壽命。
??? 4)提高風機運行質量：以往，風機總是處于工頻50Hz滿速運行，風機的運行質量很低，而采用變頻調速后，隨風量適時調節(jié)頻率以調節(jié)轉速，風機運行質量大大提高。
? 缺點：
? 變頻系統(tǒng)由于是很多臺通風設備連接在一起，通風系統(tǒng)對房間的高度和管井的大小都有要求，只有高度足夠高的房間才適用做變頻系統(tǒng)，因為變頻系統(tǒng)的風管尺寸較大。
??? 適用條件：同一個房間或同時使用的多個房間有很多通風設備，宜采用變頻系統(tǒng)，能有效地節(jié)約能源，
??? (4)變頻+變風量通風控制系統(tǒng)。在大型通風系統(tǒng)中，多臺通風設備連在一起，采用變頻系統(tǒng)控制時，只能是對主風管的風量進行控制，只風閥控制有感受到主風管的風壓產生變化，才對風機作出相應調整，而對通風設備末端的面風速不能作任何調整，在一些通風設備要求變風量控制或面風速要求恒定的情況下，采用變頻系統(tǒng)就不能對通風設備末端進行有效控制。
??? 為了解決通風設備末端的變風量要求和面風速恒定的要求，實現(xiàn)進一步節(jié)能，出現(xiàn)了變頻+變風量通風控制系統(tǒng)。變頻+變風量通風控制系統(tǒng)包括：一個風速傳感器、紅外線探測器、一個變風量控制閥、一個自動控制器面板和操作終端。
??? 變頻+變風量控制系統(tǒng)的原理是：通風設備例如排毒柜，增加末端控制系統(tǒng)后，排毒柜上方布置一個風速傳感器及紅外線探測器，測得的排毒柜面風速通過傳感器與事先設定好的合理入口風速值在自動控制器中相比較，控制排毒柜風管上的變風量控制閥，調整排毒柜的排風量，保證拉門處的入口面風速恒定，確保柜內污染物被混合均勻，能徹底排除，紅外線探測器的目的是感應排毒柜本電腦前面是否有人存在，當有人操作時，排風自動加大，當人離開時，排風自動減小。有人在時，排毒柜的面風速設定在0.5m/s，無人操作時排毒柜的面風速設定在0.3m/s。
??? 主風管也附有一套變頻控制系統(tǒng)。主風管終端置有風壓傳感器，將測到變風量和設定好的風速值在自動控制器中相比較，通過控制箱的計算與調配來控制變頻器的輸出，以調整風機上電機的轉速，從而達到風量調節(jié)之目的，排毒柜上方的控制閥為變風量調風閥（VAV閥）。
對于變頻+變風量通風控制系統(tǒng)有以下優(yōu)點：
??? 1)高效：采用變頻調速，直接調節(jié)風量，使無用功減少，提高系統(tǒng)工作效率。
??? 2)更節(jié)能：變風量末端加傳感器控制變頻器，比單獨采用變頻系統(tǒng)在主管加壓力傳感器控制變頻器的控制精度要高得多，變頻調速后風機一般以30~45Hz運行，節(jié)能達50%~70%以上，頻率越低，越節(jié)能，一般采用變風量控制系統(tǒng)，三年左右就可以回收成本，運行10年可節(jié)約80%的運行費用。
??? 3)延長風機系統(tǒng)壽命：實現(xiàn)真正變頻軟啟動，減少電機啟動對電網的沖擊和對電機本身的危害，提高電機的壽命和系統(tǒng)的壽命、
??? 4）提高風機運行質量：以往，風機總是處于工頻50Hz滿速運行，風機的運行質量很低；而采用變頻調速后，隨風量適時調節(jié)頻率以調節(jié)轉速，風機的運行質量大大提高。
??? 缺點：
??? 變頻系統(tǒng)由于是很多臺通風設備連接在一起，通風系統(tǒng)對房間的高度和管井的大小都有要求，只有高度足夠的房間才適用做變頻+變風量系統(tǒng)。
??? 適用條件：同一個房間或同時使用的多個房間有很多通風設備，宜采用變頻+變風量系統(tǒng)，控制效果**，節(jié)能最多。
??? 四、噪音控制
??? 為減少通風系統(tǒng)運行中產生的噪音，可采取如下措施。
??? 1、減振設計
??? (1)由于大型離心風機運行時振動較大，為使風機運行時，其振動不至于影響周圍環(huán)境，必須對風機采取減振措施，風機底座采用混凝土基礎，在風機底座與混凝土之間采用或阻尼彈簧減振器，考慮經濟性小型離心風機可用橡膠減振墊減振。
??? (2)在風機進風口安裝軟接頭，可使風機運行時所產生的噪聲和振動不至通過風管傳遞到各層實驗室。
??? 2、在風機吸風口處加裝消聲器
??? 當采用玻璃鋼離心風機屋頂排風時，需在風機吸風口處加裝消聲器，消聲器是為了降低實驗室廢氣排放系統(tǒng)噪音水平而設計的消音裝備，消聲器防雨、抗腐蝕，殼體整體采用白色PP板材，內部采用消音材料。
五、實驗室通風系統(tǒng)參數(shù)
(1)實驗室的通風換氣8~15次/h。
(2)支管內風速6~8m/s，干管內風速8~12m/s。
(3)排毒柜柜面風速般控制在0.3~0.8m/s，驗收標準一般0.5m/s。
(4)室外噪聲應該控制在70dB (A)和實驗室內噪聲應該控制在55dB(A)，如果不能控制在此范圍內，通風系統(tǒng)末端必須配有消聲器。
(5)單臺1800×800型排毒柜設計排風量：1300~2100m3/h。
單臺1500×800型徘毒柜設計排風量：900~1700 m3/h。
單臺1200×800型排毒柜設計排風量為：700~1300 m3/h。
單臺萬向排煙罩設計排風量為：150~300 m3/h。
單臺500×500原子吸收罩設計排風量為：400~600 m3/h。
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排毒柜規(guī)格
及組合
|
設計排風
量(CMH)
|
表面平均
風速(m/s)
|
風管尺寸
(mm)
|
風管長度
(mm)
|
彎頭數(shù)量 |
排放方式 |
風機選型 |
1.2m |
1300 |
0.5 |
Φ250 |
≤6 |
≤3 |
直排排放 |
FSJG-3.0F N=0.18kW |
≤18 |
≤5 |
樓頂排放 |
F4-72-3.5A N=0.75kW |
1.5 m |
1700 |
0.5 |
Φ315 |
≤6 |
≤3 |
直排排放 |
FSJG-3.0F N=0.18kW |
≤18 |
≤5 |
樓頂排放 |
F4-72-4.0A N=1.1kW |
1.8 m |
2100 |
0.5 |
Φ315 |
≤6 |
≤3 |
直排排放 |
HTFC-1-9# N=0.55kW |
≤18 |
≤5 |
樓頂排放 |
F4-72-4.0A N=1.1kW |
1.2m×2 |
2600 |
0.5 |
Φ315 |
≤6 |
≤3 |
直排排放 |
HTFC-1-9# N=0.55kW |
≤18 |
≤5 |
樓頂排放 |
F4-72-4.0A N=1.1kW |
1.5 m×2 |
3400 |
0.5 |
Φ315 |
≤6 |
≤3 |
直排排放 |
HTFC-1-9# N=0.75kW |
320×320 |
≤18 |
≤5 |
樓頂排放 |
F4-72-4.5A N=1.5kW |
1.8 m×2 |
4200 |
0.5 |
Φ315 |
≤6 |
≤3 |
直排排放 |
HTFC-1-10# N=1.1kW |
400×320 |
≤18 |
≤5 |
樓頂排放 |
F4-72-5A N=1.1kW |
1.2m＋1.5 m |
3000 |
0.5 |
Φ315 |
≤6 |
≤3 |
直排排放 |
HTFC-1-9# N=0.75kW |
≤18 |
≤5 |
樓頂排放 |
F4-72-4.5A N=1.5kW |
1.2m＋1.8 m |
3400 |
0.5 |
Φ315 |
≤6 |
≤3 |
直排排放 |
HTFC-1-9# N=0.75kW |
320×320 |
≤18 |
≤5 |
樓頂排放 |
F4-72-4.5A N=1.5kW |
1.5 m＋1.8 m |
3800 |
0.5 |
Φ315 |
≤6 |
≤3 |
直排排放 |
HTFC-1-10# N=1.1kW |
320×320 |
≤18 |
≤5 |
樓頂排放 |
F4-72-4.5A N=1.5kW |
?
專業(yè)生產銷售實驗臺，通風柜相關儀器設備，
無錫瑞蒙特實驗設備有限公司
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