實驗室是進行試驗研究的特殊場所，可對生物學、化學、物理學或其他特殊科學做實驗。實驗室通風系統(tǒng)是整個實驗室設(shè)計和建設(shè)過程中，規(guī)模最大、影響最廣泛的系統(tǒng)之一。其通風系統(tǒng)的設(shè)計，對于實驗室環(huán)境的舒適度、實驗工作人員的身體健康、實驗設(shè)備的運行維護等方面產(chǎn)生重要影響，博泰小編帶大家了解實驗室通風系統(tǒng)的設(shè)計與應用。

  實驗室通風系統(tǒng)設(shè)計的目的，是為工作人員提供安全、舒適的工作環(huán)境，減少人員暴露在危險空氣下的可能。由于在實驗操作過程中可能產(chǎn)生有毒有害氣體，為確保實驗人員安全，此類可能產(chǎn)生有毒有害氣體的實驗，要求盡量在排風柜或生物安全柜內(nèi)進行，不能在排風柜內(nèi)進行的，要設(shè)局部排風設(shè)施，例如原子吸收罩、萬向排氣罩等，同時,實驗室要設(shè)全面通風（或稱輔助排風）系統(tǒng)滿足實驗室最小換氣量要求。通風系統(tǒng)的設(shè)計目標是使得實驗室通風效果好、噪音低、操作簡便、節(jié)約能源，室內(nèi)壓差和溫濕度都能保持人體的舒適。

一、實驗室通風系統(tǒng)的形式

1、定風量系統(tǒng)

排風機采用單速定頻風機，排風量基本恒定不變，系統(tǒng)無法隨排風柜使用數(shù)量及排風柜門開啟高度而調(diào)節(jié)風量。該系統(tǒng)優(yōu)點是設(shè)計直接、投資小、控制簡單；缺點是靈活性差、噪音大、排風柜面風速難以保證，會有部分有毒有害氣體從排風柜中逸出。

2、雙風量系統(tǒng)

排風機采用雙速風機，在兩個預定的風流量值之間進行高-低（或者稱為最大-最小）切換，較定風量系統(tǒng)有所改進，但沒有從根本上改變定風量系統(tǒng)的缺點，目前應用不多。

3、變風量系統(tǒng)

排風機采用變頻風機，在排風或補風主風道上設(shè)壓力傳感器，利用靜壓控制器PID控制變頻器調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速，達到恒定靜壓或動壓調(diào)節(jié)風量的目的。高性能的氣流控制器可以快速、穩(wěn)定的在大流量變化范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。在變風量系統(tǒng)中排風柜一般采用面風速控制，通過在排風柜前采用人體感應器檢測人員是否存在，來控制柜門面風速，當操作人員在排風柜前作業(yè)時，將排風柜面風速設(shè)定為工作模式，當操作人員離開的時候，將排風柜面風速設(shè)定為待命模式。

二、實驗室全面排風，或稱輔助排風

當排風柜排風量不滿足實驗室最小排風量要求時，輔助排風自動打開，保證實驗室最小排風量，排風量換氣次數(shù)依照房間的功能與要求。

1、補風系統(tǒng)

為了確保不出現(xiàn)氣流回溯，實驗室一般會設(shè)定較高的排風量，且連續(xù)排風時間較長，因此實驗室室內(nèi)負壓過大的情況非常常見。為平衡室內(nèi)外壓差，避免出現(xiàn)負壓過大的情況，實驗室在設(shè)計時就需要規(guī)劃實驗室補風系統(tǒng)，以維持房間設(shè)定的壓力，負壓防止實驗過程中有毒氣體和顆粒以及化學品存放過程中揮發(fā)的有害氣體向其他空間外溢，正壓實驗室不受外部空氣污染影響檢驗結(jié)果，并使得實驗室內(nèi)換氣率能有效控制，室內(nèi)空氣應充分置換，保證其新鮮度。

2、自然補風

不安裝補風機，通過實驗室內(nèi)外的壓差將室外新風經(jīng)過濾器、管道吸入室內(nèi)達到補風效果，由于新風是被室外的正壓壓入負壓的室內(nèi)，所以自然補風可以使得氣流達到動態(tài)平衡，同時也保證實驗室氣流流向穩(wěn)定，且始終處于負壓狀態(tài)。自然補風的優(yōu)點主要是不需安裝補風機，節(jié)省了前期投資和補風機運行的電費；缺點是在設(shè)計裝修時需要提前擴大進風井或進風百頁面積，這需要占用建筑使用面積或影響建筑立面效果，其次是不通過補風機的自然風無法進行加熱或冷卻處理。

3、機械補風

設(shè)置引風機形成理想的氣流組織，將室外新風經(jīng)集中處理后，由補風機經(jīng)管道送入房間內(nèi)，機械補風可以對其加熱或冷卻處理及過濾等預處理，進行采用定風量補風還是變風量補風系統(tǒng)，一般與排風系統(tǒng)對應，即排風為定風量系統(tǒng)，補風也為定風量系統(tǒng)，排風為變風量系統(tǒng)，補風也為變風量系統(tǒng)。

三、排風柜變風量控制器

1、排風柜變風量控制器有一類是測量柜門面風速，通過與設(shè)定風速比較，調(diào)節(jié)風閥開度以達到設(shè)定值，風閥一般采用蝶閥，其缺點有：精度受測量點的位置和數(shù)量影響，比較容易受到安裝位置和內(nèi)外氣流（紊流）影響，測量到的風速需要通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號調(diào)節(jié)風閥，系統(tǒng)反映速度稍慢，控制信號響應時間：<3秒，面風速控制精度一般在±20%。

2、另一類排風柜變風量控制器，目前主流使用的是文丘里風量控制器，通過測量移門位置，借助位移傳感器測得移門開度并傳輸給控制器，控制器根據(jù)“流量=平均流速×面積”的公示計算出的風量來實時改變閥門的開度大小來調(diào)節(jié)排風量。該系統(tǒng)抗干擾性好，控制穩(wěn)定，從理論上屬開環(huán)控制，在試劑應用中需另設(shè)風速儀或其他反饋裝置，以保證控制的準確性和可靠性。

四、常用的實驗室變風量通風系統(tǒng)控制原理

1、風量的控制方法

目前對于風量的控制方法有面風速法和位移法。面風速法，通常是利用安裝在排風柜入口邊緣處的風速傳感器測得風速并傳輸?shù)娇刂破?，通過比較和計算得到所需風量，然后改變風閥開度調(diào)整排風量，最終使其面風速保持在0.3m/s~0.6m/s（OSHA）的某個設(shè)定值或是某個較小的范圍。

2、位移法

配合使用VAV變風量文丘里閥，借助位移傳感器測得柜門開度并傳輸給控制器，控制器根據(jù)“流量=平均流速×面積”的公示計算出的風量來實時改變閥門的開度大小來調(diào)節(jié)排風量。該系統(tǒng)抗干擾性好，控制穩(wěn)定，從理論上屬開環(huán)控制，在實際應用中需另設(shè)風速儀或其他反饋裝置，以保證控制的準確性和可靠性。調(diào)節(jié)風閥開度具有精度不受柜前有無人員遮擋影響，調(diào)整風量過程迅速精準，響應時間短，可實現(xiàn)傳統(tǒng)的變風量閥不可能實現(xiàn)的高調(diào)節(jié)比等特性。

六、設(shè)計中要注意的問題

1、在設(shè)計實驗室通風系統(tǒng)時，要將實驗性質(zhì)相同或相近的排風設(shè)在一個系統(tǒng)，如果有混合后可能引起燃燒、爆炸或形成毒性更強的有害物質(zhì)的可能，則需要另外分設(shè)排風系統(tǒng)。實驗室使用的通風系統(tǒng)設(shè)計首先要確保實驗室的安全性，就要確保有一定數(shù)量的換氣次數(shù)；還有實驗室的通風系統(tǒng)負壓的設(shè)計和系統(tǒng)控制很重要，要解決好；系統(tǒng)要能穩(wěn)定可靠的運行；最后就是在確保了一定數(shù)量的換氣次數(shù)和全新風條件下，要將能耗降低到最低。要達到這些要求，通風設(shè)備尤其是通風柜就得有一定標準和要求。

2、通風系統(tǒng)不僅對實驗室通風柜有特殊要求外，還對控制系統(tǒng)和其他設(shè)備有一定的要求和標準。設(shè)備型號、通風系統(tǒng)設(shè)計和控制系統(tǒng)都會影響到實驗室的壓力控制和最小通風量的控制，通風系統(tǒng)設(shè)計和控制系統(tǒng)最主要。通風系統(tǒng)不平衡會導致通風柜排風和捕捉能力散失，氣流流出實驗室，建筑物內(nèi)壓力不穩(wěn)定。

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