1. 引言
化學實驗室是進行科學研究的重要場所,在日常的實驗時,經常需要進行如傾倒、混合、配置藥品等操作,而這些操作常產生一些有毒、有害的氣體、煙霧等,給實驗室人員的健康造成一定的危害。通風柜是能為操作者提供一個更安全的操作空間,并能高效地將煙霧、氣體排放出去地設備;使實驗室人員遠離化學試劑及有害氣體地侵害,同時,如果遇到火災或爆炸等意外事故,通風柜可以最大程度地降低事故地破壞程度。
在大量使用通風柜的實驗室,會遇到如下問題:
(1)通風柜的面風速隨著通風柜柜門的控制而變化,安全要求要保持到規定的范圍,才能有效的控制污染,保護實驗室人員。
(2)化學實驗室要求全新風控制,而且化學實驗室一般都有溫度要求,當使用全新風時,能源的消耗是非常大的。
(3)安全要求化學實驗室需要控制為負壓,而通風柜的風量為變風量時,送風,排風量均是變化的,需要進行自動控制,以保持負壓。
使用變風量控制裝置,可以有效的解決上述問題:
(1)使用通風柜的變風量控制裝置,可以及時有效保持面風速控制在有效范圍。
(2)當使用變風量控制裝置時,可以有效的根據使用情況維持較低的風量,達到節能的目的。
(3)變風量控制裝置可以有效的調整送風量以及排風量的數值,以達到實驗室負壓的目的。
1. 工程實例
本項目為某化工跨國公司研發中心,本項目實驗室采用了某品牌的變風量系統來保證實驗室人員的安全以及使用時的節能控制。
對該項目的實驗室變風量控制裝置介紹如下:
通風柜的照片及截面圖:
圖1
2. 實驗室變風量系統
實驗室通風控制系統滿足高標準的通風控制需要,應用于實驗室通風系統中,可以控制通風柜的入口平均面風速和實驗室壓力,從而達到安全和節能的運行效果。系統整合了LONWORKS網絡通信技術,具有強大的協同工作能力。
實驗室通風控制系統的用戶操作界面說明如下。
圖2 排風柜上的紅外探測器
圖3 實驗室的房間工況切換開關
(1)排風柜的3種工況。
日間工況 排風柜處于自動工作狀態,即排風柜的排風量隨著柜門的開大而增加,始終保持柜門開口的平均面風速在有人狀況時為0.50m/s,無人狀況時為0.30m/s。
緊急排風工況排風柜的排風量始終保持緊急排風量,而無論柜門處于什么樣的位置。
夜間工況排風柜的排風量始終保持最小排風量,而無論柜門處于什么樣的位置。
(2)如何使實驗室或排風柜進入以上3種工況。
日間工況當房間夜間工況開關沒有按下,排風柜控制面板的緊急排風按鈕(Vmax)也沒有按下時,就處于日間工況。在每個排風柜上面安裝有紅外探測器(如圖1所示),有人操作時,排風柜處于有人模式(其上綠燈亮表示),即排風柜開口的平均面風速保持為0.50 m/s,否則為0.30 m/s。
緊急排風工況當房間的緊急排風開關“Emergency”(如圖2所示)按下時,房間內所有排風柜都處于緊急排風工況;當每臺排風柜的控制面板的緊急排風按鈕“Vmax”按下時,對應的那臺通風柜處于緊急排風工況。
夜間工況當房間的夜間工況開關“Night”(如圖2所示)按下而房間的緊急排風開關“Emergency”沒有按下時,房間內所有排風柜都處于夜間工況。
圖4排風柜控制面板
3. 實驗室通風柜變風量控制邏輯
實驗室排風設備由通風柜,肘狀排風罩,工藝排風罩和烘箱排風點位構成。
(1)實驗室的新風換氣次數控制:新風送風管上設置流量傳感器,用來保證送風管的新風量最低保持在室內的最低換氣次數要求。
(2)實驗室的送排風按照定風量差的控制邏輯進行控制:實驗室送風總管和排風總管上設置壓力傳感器,變頻控制送風機和排風機來調整風機的轉速來達到節能和滿足使用的要求。
4. 節能舉例
以本項目中的某實驗室為例:
室內面積254 m2
最小排風量 8047 m3/h,根據室內新風6次換氣次數得出的最小室內排風量
4023 m3/h,根據室內新風3次換氣次數得出的最小室內無人工況室內排風量
5. 結論
化學實驗室通風柜使用變風量裝置,是安全的要求,實現精確控制,以及同時實現顯著節能的效果。
