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通風柜面風速的控制簡介與意義

作者:Admin 日期:2018-01-16 點擊:3001

通風柜面風速的控制簡介與意義

隨著科學技術的發展,實驗室已經應用到越來越多的領域。從研究、教學到質量控制,從科研院所到工礦企業,從物理化學、工程材料到生命科學,都普遍設有供試驗研究用的實驗室。實驗室在試驗過程中,伴隨著大量有害物質(如氣體、蒸氣、粉塵和懸浮顆粒等)的產生,對試驗人員的身體健康造成了嚴重地威脅,直接排放的有害物質對大氣環境造成一定程度的破壞。實驗室中配備有許多設備及儀器、儀表,其中重要的安全設備是排風柜。

根據德國實驗室通風標準的定義,排風柜是“一個封閉的通風操作空間,用以吸收、存放、排出煙氣、蒸氣和其他有害物質”。排風柜基本上包括側壁、后壁、上部封閉平板,一個底板或頂板、一個稱為“面部”的拉門入口、一個擋板、一個氣流分布導流板系統。排風柜也可裝備一系列的附件,包括內置燈光、檢修通風口、洗滌槽、空氣旁通口、翼面進口裝置、氣流報警、特定襯墊、通風機座貯存單元、廢氣過濾器。面風速是衡量排風柜性能的主要指標,是指排風柜開口拉門處的平均入口風速。

降低能耗的前提是保證排風柜的可靠性、安全性。國內外大量的研究表明,合理的、恒定的面風速能夠有效地控制排風柜內的有害物溢出,危及操作人員的安全。如果面風速過小,人經過排風柜前時氣流會把污染物帶出;如果面風速過大,操作時操作人員的胸前會形成渦流從而會把污染物帶出。北京中科斯麥如果排風柜前有操作人員,為了保障其安全,必須把排風柜面風速保持在0.5m/s左右;如果排風柜前沒有人員移動的影響,保持0.3m/s的進口風速也可以很好地保障實驗室的安全。

因此,在系統無人操作,并且無有害污染物的實驗情況下,變風量排風柜可以通過控制系統自動降低到最小排風量,達到降低系統能耗的目的。各國規定的變風量排風柜面風速值見下表。

各國變風量排風柜面風速標準

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現代實驗室通風空調系統同一班商用建筑的通風空調系統相比其運行費用要昂貴的多。為了保證實驗室內有害物質的徹底排放并保證試驗人員的安全,絕大多數實驗室都采用全新風系統。據統計,一個裝有空調系統的商業建筑空間的年能耗為$0.2/m2~$0.3/m2,而實驗室通風空調系統的年能耗為$0.62~$1.0m2。對于一個特殊的實驗室建筑,其能耗為相通空間大小的辦公建筑的6倍~10倍。變風量通風空調系統為降低實驗室通風能耗找到了一個途徑。一個定風量的實驗室通風系統中,與之相相對應,排風柜也是定風量運行,并且是基于拉門開啟時的排風量。定風量排風柜不論拉門大小都連續排出額定的風量,因此其罩面風速隨著拉門大小會發生急劇的變化。若以拉門完全開啟時的設計面風速0.15m/s計算,在拉門25%開啟時面風速增至2.10m/s~2.15m/s,而接近完全關閉時的罩面風速增至5.11m/s~10.2m/s。過高的面風速可導致排風柜內工作臺上方空間內氣流紊亂,污染物也可能在柜內某個角落積聚,還有可能吹熄火焰,破壞正在進行的試驗;過低的罩面風速勢必造成污染物的逃逸,危害試驗人員的安全。但是在變風量實驗室通風系統中,排風柜的排風量可以根據排風柜內操作臺面上反應量的大小,內部壓力和負荷大小來調節,在排風柜拉門大小變化時其面風速維持在設定的某個恒定值。整個變風量系統實驗室能耗大大減小。變風量通風系統實驗室相對于定風量通風系統實驗室,其送排風量相對減少了月20%,風機的能耗也相應大大減少。對于一個要求換氣次數在6~60的實驗室來說,其節能量是相當可觀的。因此,現代實驗室的通風系統大多采用變風量系統。

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