实验室通风系统设计应用参考

1、通风柜的介绍
通风柜是一种特殊的密闭罩，产生有害物的操作过程*在罩内进行，为了防止有害物逸出，必须对通风柜进行抽风使柜内形成负压。通风柜在安装调试时应按柜门位移为信号来确定排风量，接受调节门感应器信号后可以计算调节门开启面积（即排风量），室内送风量跟随排风量即刻变化。实验室内压力梯度控制和小通风量的控制也是很关键的，否则也会导致通风柜排风不稳定。
2、通风柜的应用设计
实验室或厂房里经常会使用很多通风柜，往往多台通风柜并联至排风主管进行排风，且通风柜的使用时间和状态变化会比较大。这就需要对排风风机的风量进行适应性调节。比如使用的通风柜较少时自动降低风机频率，使用的通风柜较多时提高排风机频率。由于很难直接读取各风柜的使用状态，所以必须根据其它的参数来调节风机频率。在风柜使用的变化过程中，改变风机频率，来改变排风量以满足使用要求。
采用计算机监控DDC（Direct Digitial Control）系统，把系统控制调风阀开或关（通风柜使用状态）排列成不同组合，按设计风量设定各组风阀控制角度，风机频率控制运行（组合与频率保存在智能控制器）。当系统进入变频运行时智能控制器自动检测风阀开/关状态，自动输出此组合频率控制风机运行，自动调整风阀控制角度；风柜自动达到设计面风速。
3、工程实例通风系统
（1）洁净实验室为全新风系统，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，以满足洁净实验室的换气次数要求。但是此换气次数是按照通风柜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的排风量以满足洁净的要求。
（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域为负压。所以实验室的新风量设计为排风量的70%-80%。另外20%~30%的新风送至实验室的缓冲间和其他的洁净辅助房间，再由门窗缝隙补充到实验室内。
（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，送风量和门窗缝隙补充风量恒定。此方法适用于大排风量满足净化要求的小换气次数要求的实验室。
（4）对于排风量远大于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要求的小换气次数，节约能耗。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。同时自控系统改变全新风风机的频率，降低风量，维持洁净室的负压平衡。变风量系统可以降低系统能耗。系统大、小换气次数接近则考虑采用定风量系统，使得系统简单，降低初投资。例如某药厂洁净实验室系统中的通风柜的通风系统，这个药厂的洁净空调系统中某房间有4台通风柜，且4台通风柜开启时间均不定，使用时间也不定。每台通风柜的排风量均为1500m3/h，通风柜内所排放的气体为易爆气体，但浓度不大。该房间正常送风量为9000m3/h。考虑若4台通风柜开启时，则该房间的空调冷、热量将波动很大，整个系统也会随之不稳定，因此将排风柜系统独立设置，尽量避免影响整个空调系统的稳定性。设置防爆型排风机将排风柜内所排放易爆气体排至室外，尽量高排，以避免排入其他非防爆区域。排风量为4台同时开启的风量6000m3/h。另外根据洁净度要求设置组合式空调柜补充排风柜排走的风量，但由于补充给排风柜的风量为排风量的70%，因此将剩余的30%风量，通过送风口送入房间。该房间的送、回风系统按正常设计布置。一般洁净空调房间会保持相对正压，而通风柜内一般为负压，因此这种独立设置送、排风系统的方式能够保证通风柜内保持负压，能保证洁净房间所需的正压要求，又能保证通风实验柜内的负压要求。当通风柜运行时，连锁开启与其相对应的电动阀和排风机、组合式空调柜，关闭通风柜时关闭相应电动阀和排风机、组合式空调柜。排风机及组合式空调柜需3档变频，以便满足开启不同数量通风柜时所需的风量要求。当该药厂只开启一台通风柜时，风机只需变频到1500m3/h的档位，全部风柜开启时，则需要开启全档风机，才能达到要求。除了连锁的要求，在管道中还需设压力控制装置，通过该装置，保证管道的压力，以确保4台通风柜不同频率使用时，阻力波动不会太大。