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化学实验室通风系统设计方案

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为实验室提供清新空气和安全环境的创新设计

在化学实验室中,通风系统的设计至关重要。合理的通风系统能够有效地排除有害气体和颗粒物,保障实验室内的空气质量和工作人员的安全。本文将详细介绍化学实验室通风系统的设计方案,包括空气净化、负压通风、风量控制、排风管道和设备维护等方面。
 

化学实验室通风工程设计施工验收标准


《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2002)

《简明通风设计手册》

《暖卫、通风、空调技术手册》

《城市区域环境噪声排放标准》

《机械工业环境保护设计规范》(JBJ16-2000)

《中华人民共和国机械行业通风柜标准》、

《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2012)

《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB50019-2003)

《实验室变风量排风柜》 (JGT222-2007)

《通风与空调工程施工质量验收规范》 (GB 50243-2002)

实验室排风系统

化学实验室通风排风设备


1、通风柜

通风柜材质结构说明:
主体左右旁板、前钢板、背板、顶板、下柜体可采用1.0厚钢板,德国进口2000W全自动数控激光切割机
下料,折弯采用全自动数控折弯机一次性一体折弯成型,表面经环氧树脂粉末静电流水线自动化喷涂及高温固化。

内衬板、导流板采用5mm厚实芯抗倍特板具有良好的防腐蚀、化学抗性。导流板固定件使用PP优质材质制作一体成型。

移动视窗玻璃两侧PP夹条包裹,拉手PP一体成型,嵌入5mm钢化玻璃,门开启高度为760mm,自由升降,移门上下滑动装置采用同步带结构,无级任意停留,移门导向装置由抗腐蚀的聚氯乙稀材质构成。

固定视窗框架为钢板制作环氧树脂喷涂,框内嵌入5mm厚钢化玻璃。

台面采用(国产)实芯理化板(12.7mm厚)耐酸碱,耐冲击,耐腐蚀,甲醛达到E1级别标准。

连接部分所有的内部连接装置都需隐藏布置和抗腐蚀,没有外露的螺钉,外部连接装置都抗化学腐蚀的不锈钢部件与非金属材料。

排气出口采用与顶板一体成型集气罩,出风口直径250mm圆孔,套管连接,减少气体扰流
 

2、万向排气罩

万向抽气罩特点:

关节:高密度PP材质,可360度旋转调节方向,易拆卸,重组及清洗

关节及密封圈:耐腐蚀高密度橡胶

关节连接杆:304不锈钢

关节松紧旋:纯不锈钢轴承,防止生锈抱死

气流调节阀:手动调节外部阀门旋钮,控制气体流量

集气罩:高密度PP/PC材质

伸缩导管:直径φ75mm/铝合金材质

万向:以固定架为中心活动半径≥1350mm

固定底座:铝合金方管制造,牢强度,耐腐蚀
 

3、原子吸收罩

不锈钢原子抽气罩 规格400*400*350;

抽气罩所有关节调整时可单手操作,整套组件可分解,重组及清洁;

抽气罩材质1.0厚304不锈钢,具有防腐蚀耐高温等特点;

抽气罩吸顶连接为特制的PVC管件制成,管径160MM气流量达到190立方米每小时,管件设有手动调节阀门旋转按钮装置。能有效的控制进去之气流;

风机功率75W,风量500m³/h。

 

4、排风试剂柜

  通风型试剂柜需求特点:

  一般试剂储存条件要求不是很高,一般存放于阴凉通风处,温度低于30°柜内即可,但要对这类物质进行定期察看,做到药品的密封性良好,要在保质期内用完。存放的物质包括:不易变质的无机酸碱盐、不易挥发燃点低的有机物。如硅酸、硅酸盐、没有还原性的硫酸盐、碳酸盐、盐酸盐、碱性比较弱的碱等。

  一般把对人的皮肤、黏膜、眼、呼吸道和物品等有强腐蚀性的液体和固体,归类为强腐蚀性物质。这些药品存放要求阴凉通风,并与其它药品隔离放置,应选用抗腐蚀性的试剂柜以保证存放安全。

  通风型智能试剂柜存放的物质包括:浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸、甲酸、五氧化二磷、无水氯化铝、氢氧化纳、氢氧化钾、硫化钠、苯酚等。

 
智能试剂柜

  智能通风型试剂柜的发展趋势:

  主柜集成控制系统、指静脉扫描、条码扫描等单元,可将操作人员、试剂信息、柜体信息系统的管理起来,形成完整的试剂信息管理系统,可实现对试剂的安全管理,适用于整套试剂信息管理的高端实验室。

 
通风试剂柜

  实验室等通风柜的分类

  是否通风的分类:通风型柜、非通风型柜。

  通风型又可以分为内置通风型和外置通风型两类。

  通风型试剂柜是实验室,特别是化学实验室的一种大型设备。用途是减少实验者和有害气体的接触。通风是保护人员防止有毒化学烟气危害的一级屏障,从而保护工作人员和实验室环境。

  普通实验室等地方通风柜的选择

  在实验室建设时,选择通风柜以及确定通风柜的安装位置,需要根据实验内容来选择通风柜的类型,材质、形状等,通常要考虑。

 
智能试剂柜内部

  使用的药品:当使用有机物或其他特殊试剂实验时,要充分考虑其控制风速。

  有放射性物质或过氯酸等实验时:要选用专用的通风柜,其进风风速必须设定大于0.5m/s。

  使用大型设备进行实验时:要考虑内部的有效尺寸,为排风留出必要的空间。

  耐热及耐酸碱腐蚀功能:通风柜内有的要安置电炉,有的实验产生大量酸碱等有毒有害气体具有极强的腐蚀性。通风柜的台面,衬板、侧板及选用的水阀、气阀等都应具有防腐功能。

 

化学实验室排风管道设计


一、设计原则

1.根据大楼的结构特点,就近开设风井,划分排风和补风系统,管道系统做到“短、平、顺、直”,减小系统阻力,降低系统噪声;

2.排风和补风系统达到风量平衡,保持室内-5Pa—-10Pa的负压,防止有害气体的散溢,保证实验人员的身心健康;

3.夏天补冷风、冬天补暖风,保证室内温湿度的舒适性;

4.采用智能变频控制系统,达到操作方便、节能降噪的目的;

5.综合考虑各项因素,采用投资少、运行稳定、运行费用低、运行效果好的成熟工艺;

6.所选择的工艺必须满足现场条件,平面布置简洁、紧凑、少占地,并方便生产操作和维护维修;

7.非标设备应符合国家或行业相关规范,并保证性能稳定、外表美观;

8.在设计中充分考虑噪声、臭味等,防止二次污染的产生,不给周围环境造成新的污染;

9.处理设施具备冲击负荷能力,确保废气达标排放;

二、设计参数

1.支管路内风速6~8m/s, 干管路内风速8~14m/s;

2.通风设备设计风量:

(1)通风柜面风速:0.3~0.8 m/s,单台1200*800*2350通风柜设计风量1500m3/h,单台1500*800*2350通风柜设计风量1800m3/h,单台1800*800*2350通风柜设计风量2200m3/h;

(2)万向抽气罩面风速:≥0.35 m/s,万向抽气罩排风量150~350 m3/h;

(3)原子吸收罩面风速:≥0.35 m/s,排风量350~600 m3/h;

3.换气次数:一般化学实验室的换气数:8~12次/小时;

4.通风系统使用终端噪声≤62db;

5.风机采用耐腐蚀玻璃钢离心风机,系统采用变频控制,以达到节能和降噪的目的;

三、系统控制

定风量系统控制

1.系统采用静压传感自动变频控制(或PLC编程控制),静压传感自动变频控制可以根据开启通风设备的数量变化,将其感应到的静压转变成0-10v的电信号输入变频器从而自动调节风机频率,使风机的抽风量与实际所需排风量相匹配,从而确保排风效果,达到节能节噪的效果。

2.每台通风柜安装一个电子风量调节阀,其控制开关和变频控制系统及风机联动,可实现单台或多台通风设备等不同工况下的控制。风量调节阀采用数显可调角度的电子风量调节阀,并且有记忆功能(即可以记住此次调节的角度,下次打开时仍然调到设计的角度)。 3.系统风阀和风机整体联锁,实现气流的有序流动,平衡系统风量,防止气流反串、倒流。


化学实验室排风风机选型


常用的风机参数(性能指标):

风量:风机每分钟输送的空气立方数,SI:m³/h。

全压:气体所具有的全部能量,等于动压+静压,SI:Pa。

动压:将气体从零速度加速至某一速度所需要的压力,SI:Pa 。

静压:流体某点的绝对压力与大气压力的差值,SI:Pa 。

风机转速:风机叶轮每分钟转过的转数,SI:RPM;

轴功率:电动机除去外部损耗因素,传递到风机轴上的实际功率,通常认为是风机实际所需功率,SI:KW 。

噪音:风机在正常运转过程中气动噪音和机械噪音叠加所形成的噪音;大多数厂家公布A记权噪音(dBA),1.5m处。SI:dBA。

全压效率:风量×全压/轴功率/1000/3600×100%

电源:380/50/3,220/50/1,220/50/3,690/50/3等等。

出口风速:风机出口截面积的风速,控制出口风速可间接控制噪音。SI:m/s

如何看懂风机曲线

风机曲线

根据样本选型:

样本选型

风机种类和型号甚多,应该如何选取?

风机按照叶轮形式分类,可分为离心风机,轴流风机、混流风机、贯流风机等等;

风机按照安装位置或按照安装形式可分为:屋顶风机、边墙风机、管道风机、风机箱等等;

风机按照用途可分为:排风机、送风机、过滤风机、除尘风机、排烟风机等等

这些分类还可组合,如屋顶离心排风机,边墙轴流排风机、排烟混流风机等。

最主要原则:合理组织气流,完成所需功能。

1:尽量利用自然形成的气流

举例1:某热处理车间,面积4000㎡,厂房高约6m,无空调,夏季车间内最高平均温度可达50℃,为降低车间内温度,使工作人员感觉舒适,采用机械送排风方式引入外界冷风。第一次,采用10台边墙排风机,百叶送风形式,但百叶安装位置较高(4m左右)。使用后,车间地表温度降低5℃,5.5米行车处,温度降低10℃,工作人员对其效果不太满意。后改造,原风机位置及台数均不变,加大送风百叶面积,将百叶高度降低至距地面0.5m处。改造后,车间内送排风总量基本不变,但车间内地表温度降低9℃,工作人员认为效果有明显改善。

原因分析:热处理设备为该车间主要热源,空气加热后向上方屋顶聚集,经过对流循环后,整个车间内温度升高。第一次方案中,采用机械送排风没有错,但是不应将百叶安装过高,这样进入室内的冷空气迅速被热空气混合加热,达不到给人员降温的作用。第二次方案中,降低了百叶的高度,使得冷空气先流过工作人员所在的地表,然后再混合热空气,降低最多的车间内地表温度。达到了设计目的。

举例2:某车间座北朝南,由于地形原因,常年刮东南风,导致车间内气流多以由南向北为主。由于车间内有比较重的醋酸味,所以业主想增加机械排风,而后在南墙上安装一排排风机。使用后,效果非常不理想。后经改造,将南墙上的排风机安装在北墙上,并在南墙原风机位置加装电动百叶。改造后效果非常明显。

原因分析:原方案机械排风和自然风方向相反,所以排风效果很不理想。改造后,机械排风与自然风形成合力,大幅度提高了排气效果,另外增加的百叶,也加强了自然通风的效果。所以效果会比较明显。

类似的场合:

1.需要排热或排热蒸汽,应尽量优先设置屋顶排风机

2.需要取暖、降温或送新风时,应尽量让暖气流或冷气流流经工作人员所在位置,所以多选用管道风机或边墙风机;

3.消防排烟,应优先采取屋顶风机或吊装的风管,故多选用管道风机

4.尽量利用自然风气流(应合理设置风机位置和形式);

2:控制气流分层/分区域

气流分层不仅可以使用在净化室,也可以使用在其他许多场合。气流分层仅需要考虑和控制某一空间内或某一高度范围内的气流。

例如:某水泥分装车间,如果整体换气则需要20次/小时的换气,如果采用气流分层技术,则只需要5次/小时的折合换气量。因此能大量节约设备成本和运行成本。

类似场合:手术室、细菌培养室、面粉厂灌装车间、食堂。焊接车间等。

3:局部送排风

有些情况下,车间内整体清洁,但有个别几处严重污染源(或严重发热),这是就需要用到局部排风

有些情况下,仅需要照顾到固定岗位的工作人员的气流,则应采取局部送新风。

例如:某开放空间,外界气温非常低(-30℃),但工作人员需要取暖。如果用整体采暖,只能是浪费能源。这种情况下,应首先考虑热辐射采暖,或者采用局部暖风机既可。

风机类型的选择:

比转数ns是一个无因次参数,它反映了不同类型通风机的流量、全压和转速之间的综合特性。

比转数主要应用于三个方面:

1.通风机的系列化和确定通风机的型式;

2.通风机的分类;

3.通风机的相似设计。

比转数

通风机的比转数都是指单级单吸入时的比转数:

• 求值于最高效率点;

• 在设计参数给定后,可计算出比转数。根据比转数的大小即可决定采用哪种类型的风机。

风机效率点

例:一台通风机,当转n=1040rpm时,其流量为1.2m³/s,全压为700Pa,通风机为标准进气状态。选择适合要求的通风机型式。

所以,该通风机可能是前弯离心通风机,可能是后倾离心通风机,也可能是混流风机

离心风机出口设计:

离心风机出口设计

离心风机进口设计:

进风条件:

进风条件

进风涡流:

进风涡流

进风涡流

进风涡流

增加导流叶片是解决进口涡流的最好办法。

离心风机(无进口风管)进口布置要求:

离心风机(无进口风管)进口布置

C>1.0x叶轮直径;D>0.75x叶轮直径。

轴流风机出口设计:

轴流式风机出口设计:

轴流式风机出口设计
轴流式风机出口设计2

轴流风机进口设计:

轴流风机进口设计1
轴流风机进口设计2
轴流风机进口设计3
轴流风机进口设计4
轴流风机进口设计5
轴流风机进口设计7
轴流风机进口设计6

进气箱:

风室效应:

装于进气箱内的风机进口与壁面对应尺寸的系统效应曲线。

风室效应曲线

风室效应

进气箱入口与风机进口不对称:

风室效应

轴流风机的平行安装:

轴流风机的平行安装

有障碍出口:

有障碍出口

好,L2>0.75D;差,L2<0.75D;

好,L1大于1.0;差,L1<1.0D。

管路支管设计:

合理的分支管路可以减少“T”形管中噪声的产生。

管路支管设计

支管,支管应远离风机出口。

支管应远离风机出口

风机出口增加一段直管段

风机出口增加一段直管段

进出口障碍:

进出口障碍
进出口障碍

典型安装:

典型的风管连接:

典型的风管连接
不推荐风管连接

正确的设计,可避免噪声的叠加:

避免噪声的叠加

下图说明了,在空气处理机组中由于管路的偏斜所产生的影响。

管路的偏斜所产生

整流格栅

AMCA 210标准整流栅:

AMCA 210标准整流栅

ISO 星形整流栅

ISO 星形整流栅

应用范围:

系统效应:

定义:任何置于风机前后足以影响风机性能之现象。

风机系统性能不佳的三个最普遍的原因:

进出口连接不当;进口气流不均;进口处产生涡流。

为什么系统效应是重要的?

会降低风机性能;会导致额外振动;会导致额外噪音;如欲达成所预期的工况点,需要更多的能源;可能需要更多的时间去了解及决定。

风机出风口风速之型态:

风机出风口风速之型态

有效管长:

有效管长=2.5倍出风口当量直径

风速低于12.5m/s时;

风速每增加5m/s,有效管长需增加一个当量直径;

对方形管道而言,当量直径相当于

实例:

已知:离心风机;风量:6,000m3/h,静压:250Pa。

风机出风口尺寸:330mm×330mm,有效出口面积:230mm×330mm,风管长度:300mm。

有效管道长度=2.5+ 1(每额外增加5m/s),有效管道长度=(2.5+1)×当量直径=3.5×0.37m=1.3m,300mm管道长度相当于有效长度的25%。

面积比=有效面积/出口面积=230×330/330×330=0.7。

系统效应曲线:

 

轴流风机出口弯头之系统效应曲线:

轴流风机出口弯头之系统效应曲线

圆形进风管道之系统效应:

圆形进风管道之系统效应

速度超过17.5m/s时,将产生系统效应。

弯管可改变气流之形态:

弯管与导流叶片:

弯管与导流叶片

工况点:

工况点:

被忽略了的系统效应:

被忽略了的系统效应

在出风口侧,至少2.5倍当量直径;在进风口侧,至少5-8倍当量直径;避免在进风口侧形成涡流。

系统中如有任何因素无法适从上述原则时,务必将这些因素考虑在系统效应之内。

压力梯度-风机测试时:

压力梯度-风机测试时:

压力梯度-风室效应:

压力梯度-风室效应:

压力梯度-出风口扩散(中断式):

压力梯度-出风口扩散(中断式):

压力梯度-排风系统

压力梯度-排风系统:

风机测试的配置:

风机测试的配置:

典型的商用通风系统:

开放式进风,开放式出风 (Type A):

开放式进风,开放式出风 (Type A)

开放式进风,管道式出风 (Type B)

开放式进风,管道式出风 (Type B)

管道式进风,开放式出风 (Type C)

管道式进风,开放式出风 (Type C)

管道式进风,管道式出风(Type D)

管道式进风,管道式出风(Type D)

如何降低风机噪音:

噪音小当然好,但必须兼顾其经济性。要求的噪音越低,整台设备的成本就越高。大约每降低10个分贝,风机成本上涨1倍(经验值,非线性)。大多数风机噪音最小不可能低于35dBA。

风机设备所在区域为无人区,那只要考虑噪音不超过“红线”即可。

风机设备所在区域存在更高噪音的设备时,可将风机设备的噪音设定为“最高设备的噪音-6dBA”,合成后噪音最多高出1分贝,而成本最为经济。如果“最高设备噪音-10dBA”,合成后噪音仍为最高设备的噪音,而低的噪音已被“湮没”。

风机所在设备如果有隔音或吸音效果,只要考虑噪音透射产生的影响即可。

有时候风机本身的噪音难以降低,为消除其有害影响,我们需要控制噪音。那么如何控制?

1.远离衰减法:将风机放置在距离目标较远的位置,通过声音的自然衰减,减小影响。下表为声音衰减表:

降低风机噪音:

2.隔音法:

将风机设备与目标区域隔离,通过隔离屏障的反射与吸收作用来达到降低噪音的效果。

举例:设备间/设备层隔音箱;隔音玻璃罩。

.隔音法:

3.物理消音法

利用消音材料消除噪音。利用疏松多孔,表面凹凸的材料,使声音钻入孔内不断反射衰减,波峰波谷叠加衰减,从而起到减小噪音的效果。

举例:消音器;消音箱;消音罩;吸音棉。

风管对风机性能有什么影响?

不正确的风管设计:

不正确的风管设计:

不正确的风管设计会大大增加管道阻力,产生风机风量减小、噪音过大、风机设备过载、缩短风机使用寿命、风机喘振、效率降低等危害。

正确的风管设计:

正确的风管设计:

 

 

化学实验室活性炭箱设计标准


活性炭吸附箱原理说明

废气由风机提供动力,进入活性炭吸附塔,由于活性炭固体表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学健力,当活性炭表面与废气接触时,就能吸引废气分子,使其浓聚并保持在固体表面,污染物质从而被吸附,最后进行排放。活性炭具有发达的空隙,表面积大,具有很强的吸附能力,可以吸附,醛类,醇类、酮类、苯类和恶臭气体等。

 

活性炭吸附箱原理说明

 

活性炭吸附箱参数及案例展示

活性炭吸附箱参数及案例展示


 

化学实验室VAV变风量控制系统


近几年,国内许多新建的化学实验大楼采取集中排风和全新风空调两套独立的送排风系统。这类实验室采用较多的一种通风方案是竖直集中排风,风管竖直安装在排风管井内,排风机安装在屋顶,一个排风机同时负责上下多个楼层多个房间通风系统的排风。排风设施以通风柜、移动风罩、固定风罩和试剂柜为主。

  为了节约能源,避免“大马拉小车”的现象,减少在少量房间使用时的能源损耗,实验室通风系统出现了一些新的控制思路与技术。本文对笔者参与的已建成及在建的化学实验室通风自控系统的设计方案和调试方法进行介绍,供同仁参考。

 

一、送排风开关控制

  1.1、设计要求要求每个房间的送排风阀都能单独开关。只要有一间房间开,送排风机就开,所有房间关,送排风机才关。为了方便实验人员操作和物业管理人员监控,要求每个房间的送排风阀都能做到就地开关,远程监控。

  1.2、设计方案

  以每个房间为一个送排风单元,在每个房间送排风支管与主管的连接处安装一个电动密闭阀,在门口安装一个送排风启停按钮。当该房间需要启用时,就地开启按钮,信号上传到楼宇设备自控(building automation,BA)系统控制柜,经直接数字控制(direct digital control,DDC),或可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)控制元器件确认后,打开该房间的电动密闭阀。电动密闭阀的开启信号反馈到BA自控柜,控制模块按程序同时启动送排风机,上述控制程序和状态在远程监控室计算机人机界面都能操作和显示(见图2)。

  1.3、调试方法

  1)先断开送排风机的电源,逐个开关每个房间的启停按钮,检查其电动密闭阀是否开关自如。

  2)合上送排风机电源,再逐个开启每个房间的启停按钮,检查送排风机能否启动;如能,则打开所有房间的启动按钮,然后再逐个关闭按钮,检查最后一个房间的按钮关闭后送排风机能否关闭。3)针对上述开关流程和工作状态,检查现场和远程计算机显示的状态是否一致。

 

二、送排风风量控制

  2.1、设计要求

  在所有房间正常使用的工况下,送排风机在满负荷运行情况下,能够满足所有房间所需要的风量。采取变风量(VAV)通风系统时,最大设计风量按照全部通风柜在有人操作时,移门开启高度0.5m,同时使用系数70%而设计;采取或含有定风量(CAV)通风系统时,按照实际风量的100%设计。

  房间的实际排风量大于设计最大排风量时要有房间报警装置,以提醒实验人员把通风柜的移门拉低,减少通风柜的排风量,以防某个房间的风量过大影响其他房间的风量分配和节约能源。在少量房间使用和变风量通风柜大风量变化的情况下,风机要能自动快速地进行无级变频调速,以节约能源。

  2.2、设计方案

  通风柜和房间的变风量范围相对该系统主风道的总风量变化较小,要求反应速度较快,而BA系统对风机的变频调速反应比较滞后,对小风量的变化不是很灵敏,因此采取两级控制的方法(见图1)。

  1)第一级主要是对通风柜排风和房间送风进行变风量控制。控制方法以每个房间为一个单元,主要是采用实验室专用的压力无关型的文丘里阀或蝶阀对通风柜的排风和房间的送风进行VAV控制。通风柜VAV阀能够根据移门开启高度的变化,在通风柜面风速保持不变的情况下快速调整排风量,VAV送风阀能够根据房间总排风量的变化信号,快速改变房间送风量,并始终与排风量保持一个负的余风量差,以保证房间负压和换气次数要求,因此VAV阀能够满足通风柜和房间风量快速变化的要求。房间送风量的控制也有两种模式,完全变风量控制模式和部分变风量控制模式。

  ① 完全变风量控制模式是变送变排,房间总送风量随着总排风量的变化而变化。房间所有通风柜瞬间的排风量为房间总的排风量。为了保证房间的负压,送风量与排风量始终维持一个负的风量差。该模式可采用两种控制方式,一种是VAV系统,由VAV阀及其控制器件、通风柜数据采集及其控制器件组成,VAV系统自身采集所有通风柜瞬间的排风量参数,联动控制VAV阀送风量,VAV阀供应商成套提供软件及相关设备。另一种是BA系统,由末端采集设备、控制模块及上位机组成,BA系统采集每个通风柜的参数,经DDC或PLC数据分析后控制变风量送风,一般由弱电系统集成商完成。

  ② 部分变风量控制模式是定送变排。送风采用压力无关型的CAV阀,手动方式设定一个固定的风量值,不受排风量变化控制,为了保证房间在最小排风量时也不出现正压,送入房间的风量始终略小于最小排风量。送风系统70%的风量送入室内,其余30%的风量送入走廊,送入走廊的这部分风量会随着室内排风量大小变化,通过门窗百叶或余压阀自然地补入室内。部分变风量控制系统经济可靠、调试简单,本例采用的就是部分变风量控制系统。2)第二级主要是对主风道进行变风量控制。采用定静压BA变频控制系统,在送排风各自主管道的末端(进房间之前)1/3处,设计安装静压传感器,根据实时测得的管道压力值与设定的基准压力值相比较,从而控制变频器对各自的送排风机进行无级调速。安装位置有时需要根据工程情况实际测定。当送排风机同时工作时,设置送风系统基准送风值,排风系统风量跟踪该值,保持排风量值在送风量值之上合理区间范围内,这样就不会出现瞬时总送风量大于总排风量,导致实验区出现正压、造成污染。

 

  2.3、调试方法

  2.3.1 排风调试

  1)先将排风机控制柜的变频器设置在手动挡,风管的基准静压值设定在满足最不利点排风设施———移动风罩所需的风压值350Pa,为防止在少量房间刚启动时,风管压力过大压爆静压传感器,所有房间的通风柜的移门都定位在房间最大设计排风量时的移门开启高度,频率暂设定为20Hz。

  2)逐个打开系统所有房间的启停按钮,将排风机的变频器频率逐步调高,达到风道动态静压值350Pa。此时每个通风柜的面风速和排风量还未调试和校正,所以该频率只能作为初调时最大风量的初设值。

  3)从上到下逐个调试和校正通风柜的面风速和排风量,使所有通风柜都能满足面风速和设定的排风量要求,此时最大风量值才是风机能够满足最大风量时的真实值。因VAV阀全部采用压力无关型阀,其最大特点是在风管压力变化很大(250~750Pa)的情况下,风量能保持不变;但在大压差的情况下,风阻较大,噪声可能很大。因此在证明风机能满足最大排风量需求后,逐步手动调低变频器的频率,使最后一个通风柜达到规定的面风速时的噪声最小。此时的风机频率为最大排风量所需的最佳频率值。此时的频率值和相应的压力传感器的压力值,为最大风量时的基准值。

  4)逐个关掉所有房间的风机启停按钮,每关掉一间房间的风机后静压值上升,手动逐步降低变频器的频率,直至稳定在原有的基准静压值,记下每关掉一间房间风机时的频率和静压值,确定最大风量值和最小风量值时所需的最大频率和最小频率值,形成一条与变风量相对应的风机变频曲线。依此数据曲线,编制BA系统控制程序。

  5)根据上述手动调试的控制流程和数据,编制自控程序和计算机人机界面,人机界面具有反映上面所有控制流程和状态的图(如图3所示),并能用远程计算机进行监控和调试,在编制完控制软件和人机界面后,将变频器放置在自动挡,在计算机上按上述手动调试的方法进行自动调试。以检验软件编程是否可行,与手动调试是否一致,微调基准静压值和变频曲线形状,使风量变化更趋平稳,与现场更加趋于一致,稳定可靠。

 

  2.3.2 送风调试

  主风道的大风量的变频调试程序方法与排风相同。房间内的送风量调试,本项目采取的是部分变风量系统,通风柜采用VAV系统,送风全部采用CAV送风,因此VAV阀的设备供应商仅对采用VAV阀的通风柜进行了调试,未对送风进行调试,大大简化了调试的难度。

三、温度控制

  3.1、设计要求

  在送风温度相同的情况下,送排风量不同,室内温度也会不同。因此,在新风换气次数大于8h-1的理化实验室,温度控制以新风为主,风机盘管为辅;在新风小于6h-1的仪器室,温度控制以风机盘管为主,新风为辅;需要24h温度控制的房间,如样品室、试剂室、留样室采用多联机空调系统

  3.2、设计方案

  在新风机组冷水进水管安装一个电动比例积分水阀,在出风口设置一温度测点,通过出风温度与设定的基准温度的差值,自动调节流经新风机组表冷器的水流量,调整出风温度以保证房间温度的稳定。调试方法与常规的新风机组温度调试相同。

 

  综上所述,通过对化学实验室通风空调自控系统设计与调试思路的探讨,在一般实验室使用要求下,采取房间一对一设置开关、部分变风量控制的模式是降低能耗、控制实验室压力的有效方法。为了能够更精准地控制房间压力,以及更快地提高响应时间,还需要对该系统进行更深入的研究,在实验室两级控制的基础上,VAV控制系统与BA系统可以有更多的信息互联互通,从而更加智能地分析房间压力的变化并进行调整。
vav排风系统


 


    化学实验室通风系统的设计方案是确保实验室内空气质量和人员安全的关键。通过合理的空气净化、负压通风、风量控制、排风管道和设备维护,能够有效地排除有害气体和颗粒物,为实验室提供清新空气和安全环境。化学实验室通风系统设计需要充分考虑实验室的特殊要求和使用环境,确保设计方案的可行性和有效性。

 

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