实验室通风系统设计浅析

实验室通风系统与实验室研发人员的安全有着非常紧密的关联,需要所有实验室行业着重重视。实验室内合理的通风,气流组织和房间之间有序的压力梯度,并通过合理设置个人的保护设施、安装可靠的实验设备(实验室排风柜、实验室生物安全柜等)及可靠的通风控制系统来共同保证的。

实验室通风系统讲解:

一、 实验室通风系统的基本含义

1、 实验室通风和通风柜的含义:所谓通风,就是把室内的污浊空气直接或经净化后排至室外把新鲜空气补充进来,从而保持室内的空气条件,以保持卫生标准和满足生产工艺的要求,我们把前者称为排风,后者称为送风。而通风柜可以简单理解成一个 箱体和一个风机,产生于箱体中的气体被风机排出并被安全的排放到大气中。

2、 实验室通风的分类:按照动力不同,通风系统可以分为自然通风和机械通风,机械通风又可以分为全面通风和局部通风,全面通风是指在房间内整体的进行通风换气的 一种方式,局部通风是指通风的范围控制在有害物质形成比较集中的地方,或是工 作人员经常活动的局部地区的通风方式,例如通风柜、万向排烟罩、原子吸收罩等。

3、 实验室通风系统:通风系统工程是研究控制实验室有害物质对室内外空气环境的影响和破坏的技术。

二、实验室通风系统的基本组成

1、通风末端设备:主要包括通风柜、万向排烟罩、原子吸收罩、吹吸式排风罩等。

2、通风管路系统:主要有风机、风管、风阀、消声器、废气处理塔等。

三、实验室通风系统设计参数

1、对于客户要求对实验室进行通风设计的,通风换气量可根据房间的换气次数来确定,实验室的换气次数取每小时 10-12 次,特殊情况可以相应增大。[房间 通风一般选择 500×500 的铁皮罩作为通风末端设备,每个通风罩通风量可达到 600m3/h,房间的长×宽×高×10(换气次数)=房间每小时的通风量,然后房间每小时的通风量除以600来确定通风罩的数量,支、干管风速按照6m/s 计算]。

2、通风柜支管风速为 6-10m/s(计算时一般选择 10m/s),特殊情况可超过 10m/s,但不宜超过12m/s;干管风速为 10-14m/s(计算时一般选择 10m/s,如果管道比较长选择 12m/s,如果风量大选择 14m/s)。

3、通风柜面风速一般控制在 0.375-0.75m/s之间,验收标准一般取0.5m/s,最佳面风速为 0.508m/s。(测量面风速时,一般将拉门拉至5cm 高度测量,风速达到 0.3-0.5 m/s 即算合格,如果拉门高度过大时,测量拉门下方 5cm 高度处风速,也可合格)。通风柜的危险等级平均面风速(m/s)最低面风速(m/s)备注:高0.622-0.75m/s 0.5m/s;中0.5m/s 0.4 m/s;低0.375-0.4m/s 0.25m/s。

4、室外噪声应控制在 70dB(A),实验室内噪声应控制在 55dB(A),(室内噪声 GB60 分贝超标,室外噪音大约为 75 分贝)。风机的噪声可以分为本身的机械噪声(此噪声主要由风扇质量不同引起)和风声(为主要噪声)。在风机功率不大的情况下,可通过在风机上方加防雨罩来消除风声,在使用大功率风机时一般在风机进出口加消声器来消除风声,机械噪声主要靠建隔音墙、小黑屋或在风机进出口加软 接头来解决。减振的主要方法为风机底座做成减振底座并安装减振器或加装减振垫。

5、通风量(Q)=表面风速(vs)×排毒柜开口面积。电子调风阀的作用是通过调节每台通风柜的风管半径来调节每台通风柜的通风量,来达到当通风柜开口面积变化时保持表面风速不变。

6、排风量(Q)=表面风速(vs)×排毒柜开口面积。变频系统的作用是改变风机的转速来改变风机的通风量,当一套通风系统中只有少量几台通风柜工作时,变频系统自动调节风机的转速,从而改变风机的通风量,从而保证通风柜的面风速恒定。变频系统和调风阀的作用类似,但如果只使用调风阀,则当一套通风系统中只有少量几台通风柜工作时,风机仍然以最高转速工作,而使用变频系统后,调整风机转 速可节省能源。

四、实验室通风工程管路设计

1、先根据平面图确定每个系统包括多少通风柜,再根据每个系统包括通风柜的数 量确定本系统的大致通风量(每台1200mm的通风柜设计风量为1300m3/h,每台1500mm的通风柜设计风量为 1700m3/h,每台1800mm的通风柜设计风量为2100m3/h,每台原子吸收罩的设计风量为600m3/h,每台万向排烟罩的设计风量为250或300m3/h),然后选择通风量稍大于系统通风量的风机。

2、计算通风过程中损失的压力:单台排毒柜系统阻力约 80-100Pa,一般 1m 的管道损失 5-6Pa,一个弯头损失 40-50Pa,风机出口和抽风口各损失 60Pa,消声 器损失 50Pa,然后根据所计算出的风机的通风量和压力在图表曲线中选择合适的风 机(在计算过程中只计算最远端通风柜的压差,然后留 200-300Pa 的余量)。

3、然后根据通风量=风管截面×管内风速来计算风管半径(支管根据通风柜 尺 寸选择 315mm)