鑫睿实验通风系统方案
发布时间：2022-08-12来源：上海鑫睿实验室系统工程供应商
实验室的通风方式有两种，即局部排风和全室通风。局部排风是在有害物质产生后立即就近排出，这种方式能以较少的风量排走大量的有害物质，能量省而效果好，是改善现有实验室条件可行和经济的方法，也可能是适应新实验室通风建设的最好方式。对于有些实验不能采用局部排风，或局部排风满足不了排风要求时，采用全室通风。
实验室通风系统是整个实验室设计和建设过程中,规模最大、影响最广泛的系统之一。通风系统的完善与否，直接对实验室环境、实验人员的身体健康、实验设备的运行维护等方面产生重要影响。实验室通风系统是结合实验大楼给排水、消防、供电、采暖、空调、供气等专业，设计完备和科学的通风统统工程，保障实验室安全。为实验室工作人员提供最安全舒适的实验室环境。
一、通排风系统整体规划
根据实验大楼的实验流程,设计出完美的实验室平面布局，由平面布局结合整栋实验大楼的给排水、消防、供电、采暖、空调、供气等因素,且充分考虑管内空气流速对室内噪声的影响确定最佳管路,同时根据客户使用不同要求,结合管路特性，研制开发与之匹配的风机，设计出最佳通风排毒工程。
（1）实验室通排风系统的目标:安全、环保、低能耗、舒适;
（2）实验室通排风系统控制方案:CAV系统(定风量控制)、2S系统(双稳态控制)、VAV系统(变风量控制)、UBC系统(自适应控制)。通排风系统整体规划如图所示。
实验室过度负压，通风柜气体泄漏，实验室噪音等问题，一直是困扰实验室工作人员的难题。这些问题给长期在实验室中工作的人员,甚至工作在实验室周围的管理和后勤人员,造成了身体和心理上的严重伤害。
一个科学、合理的通风系统要求通风效果好、噪音低、操作简便、节约能源，甚至要求室内压差和温湿度都能保持人体的舒适性。
二、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。
三、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:通风柜面风速:0.3~0.8m/s,单台1200x800x2350通风柜设计风量1500m³/h,单台1500x800x2350通风柜设计风量1800m³/h,单台1800x800x2350通风柜设计风量2200m³/h,万向抽气罩面风速:≥0.35m/s,万向抽气罩排风量150~350m³/h,原子吸收罩面风速:≥0.35m/s,排风量350~600m³/h。
（3）换气次数:一般化学实验室的换气次数: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。
四、实验室通风系统设计方法
综上所述,实验室通风系统对设备(特别是通风柜)是有一定标准和要求的。抛开设备因素，单纯从系统设计上考虑,实验室通风空调系统的设计要考虑以下几个主要因素:
①保证实验室的安全性，保证一定数量的换气次数;
②解决实验室通风系统负压的设计和系统控制；
③在满足换气次数和全新风条件下,控制能耗；
④系统稳定可靠。
实验室通风设计采用以下步骤和方案:
①实验室根据工艺要求和功能布置选择一定数量的通风柜，有的还兼有部分局部排风罩。通常校核下来换气次数远远大于10次，一般在20~30次以上，满足换气次数要求。但是此换气次数是按照通风柜最大开启面积计算的通风量，资料和经验表明100台通风柜99%的时间只有18个或更少的人在使用。故还应校核通风柜最小开启面积时的通风量和换气次数，若小于换气次数要求，则增加综合排风系统。
②实验室通风采用全新风系统，通风柜的排气不在室内循环。由于实验室要求房间相对其他辅助区城为负压。所以实验室的新风量设计为排风量的70%-80%。另外20%-30%的新风送至实验室辅助房间、办公、管理用房内走道等，再由门窗缝欧补充到房间。
③通风柜的风量平衡可以采用定风量控制系统，即排风量恒定，送风量和门窗缝家补充风量恒定。此方法适用于最大排风量满足最小换气次数要求的实验室。
④对于排风量远大于最小通风量要求的房间还可以采用两段式通风控制系统保证风量平衡，即根据通风柜的位移信号，排风机、送风机有2种送风工况，低风量工况应用于维持最小换气次数的要求，节约能耗。此情形药检所采用了变风量控制系统。通风柜风量变化时，排风量也会相对变小,此时要求放置在屋顶的排风机随着通风柜柜门的位置变化而变频,降低风量,保证通风柜面风速恒定。
五、排风系统
通风柜的排风系统可分为集中式和分散式两种。集中式是把一层楼面或儿层楼面的通风柜组成一个系统,或者整个实验楼分成-两个系统。它的特点是通风机少，设备投资省，而且对通风柜的数量稍有增减,以及位置的变更,都具有一定的适应性。然而由于系统较大，风量不易平衡，尽管每个通风柜上都装有调节阀,但使用不方便，并且也不容易达到预定的效果。如果系统风管损坏需要检修时,那么整个系统的通风柜就无法使用。所以，原来采用集中式系统的实验室,先后都改为用分散式系统。
分散式是把一个通风柜或同房间的几个通风柜组成一个排风系统。它的特点是可根据通风柜的工作需要来启闭通风机，相互不受干扰，容易达到预定的效果，而且比集中式节省能源，因为集中式系统，只要一个通风柜在使用，就得开动大通风机。分散式由于系统小，排风量也小，阻力也小，所以通风机的风量、风压都不大，噪音与振动相应也较小。分散式还有一个特点，是对排出不同性质的有害气体易于处理。缺点是通风机的数量多、系统多，如果通风机集中于通风机房内，那么投资就会增大，如果通风机分散布置，而且就地安装，虽然通风机的投资增加，但风管的投资可节省,最后总投资不一定增大。建议使用分散式。
在划分系统时，同一个房间内如有两个以上的通风柜，应划为一个系统，避免个通风柜在使用，其他的通风柜产生倒流，使室内受到污染。同样，一个房间内除了一个排风系统外，不宜再装置其他排风设备。排风系统的通风机，一般都装在屋顶上,或顶层的通风机房内，这样可不占用使用面积，而且使室内的排风管道处于负压状态,以免有害物质由于管道的腐蚀或损坏，以及由于管道不严密而渗入室内,此外,通风机安装在屋顶上或顶层的通风机房内，检修方便，易于消声或减振。
排风系统有害物质排放高度应按现行的《工业企业设计卫生标准》和《工业三废排放标准》执行。在一般情况下,如果附近50米以内没有较高建筑物时,排放高度应超过建筑物最高处两米以上。
六、通风系统控制
1、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的电信号输人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,达到节能降噪的效果;
（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动，实现气流的有序流动，平衡系统风量,防止气流反串、倒流。
2、变风量系统(VAV)控制
（1）系统采用静压传感自动变频控制,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的电信号输人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，达到节能降噪的效果;
（2）每台通风柜安装一个文丘里变风量风阀，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。变风量调节阀门采用数显可调角度的文丘里风阀,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动,实现气流的有序流动，平衡系统风量，防止气流反串、倒流。
