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实验室通风柜变风量控制技术

 

1. 引言 
  化学实验室是进行科学研究的重要场所,在日常的实验时,经常需要进行如倾倒、混合、配置药品等操作,而这些操作常产生一些有毒、有害的气体、烟雾等,给实验室人员的健康造成一定的危害。通风柜是能为操作者提供一个更安全的操作空间,并能高效地将烟雾、气体排放出去地设备;使实验室人员远离化学试剂及有害气体地侵害,同时,如果遇到火灾或爆炸等意外事故,通风柜可以最大程度地降低事故地破坏程度。 
  在大量使用通风柜的实验室,会遇到如下问题: 
  (1)通风柜的面风速随着通风柜柜门的控制而变化,安全要求要保持到规定的范围,才能有效的控制污染,保护实验室人员。 
  (2)化学实验室要求全新风控制,而且化学实验室一般都有温度要求,当使用全新风时,能源的消耗是非常大的。 
  (3)安全要求化学实验室需要控制为负压,而通风柜的风量为变风量时,送风,排风量均是变化的,需要进行自动控制,以保持负压。 
  使用变风量控制装置,可以有效的解决上述问题: 
  (1)使用通风柜的变风量控制装置,可以及时有效保持面风速控制在有效范围。 
  (2)当使用变风量控制装置时,可以有效的根据使用情况维持较低的风量,达到节能的目的。 
  (3)变风量控制装置可以有效的调整送风量以及排风量的数值,以达到实验室负压的目的。
  1. 工程实例 
  本项目为某化工跨国公司研发中心,本项目实验室采用了某品牌的变风量系统来保证实验室人员的安全以及使用时的节能控制。 
  对该项目的实验室变风量控制装置介绍如下: 
  通风柜的照片及截面图: 
  图1 
  2. 实验室变风量系统 
  实验室通风控制系统满足高标准的通风控制需要,应用于实验室通风系统中,可以控制通风柜的入口平均面风速和实验室压力,从而达到安全和节能的运行效果。系统整合了LONWORKS网络通信技术,具有强大的协同工作能力。 
  实验室通风控制系统的用户操作界面说明如下。 
  图2 排风柜上的红外探测器 
  图3 实验室的房间工况切换开关 
  (1)排风柜的3种工况。 
  日间工况 排风柜处于自动工作状态,即排风柜的排风量随着柜门的开大而增加,始终保持柜门开口的平均面风速在有人状况时为0.50m/s,无人状况时为0.30m/s。 
   紧急排风工况排风柜的排风量始终保持紧急排风量,而无论柜门处于什么样的位置。 
   夜间工况排风柜的排风量始终保持最小排风量,而无论柜门处于什么样的位置。 
  (2)如何使实验室或排风柜进入以上3种工况。 
   日间工况当房间夜间工况开关没有按下,排风柜控制面板的紧急排风按钮(Vmax)也没有按下时,就处于日间工况。在每个排风柜上面安装有红外探测器(如图1所示),有人操作时,排风柜处于有人模式(其上绿灯亮表示),即排风柜开口的平均面风速保持为0.50 m/s,否则为0.30 m/s。 
   紧急排风工况当房间的紧急排风开关“Emergency”(如图2所示)按下时,房间内所有排风柜都处于紧急排风工况;当每台排风柜的控制面板的紧急排风按钮“Vmax”按下时,对应的那台通风柜处于紧急排风工况。 
   夜间工况当房间的夜间工况开关“Night”(如图2所示)按下而房间的紧急排风开关“Emergency”没有按下时,房间内所有排风柜都处于夜间工况。 
  图4排风柜控制面板 
  3. 实验室通风柜变风量控制逻辑 
  实验室排风设备由通风柜,肘状排风罩,工艺排风罩和烘箱排风点位构成。 
  (1)实验室的新风换气次数控制:新风送风管上设置流量传感器,用来保证送风管的新风量最低保持在室内的最低换气次数要求。 
  (2)实验室的送排风按照定风量差的控制逻辑进行控制:实验室送风总管和排风总管上设置压力传感器,变频控制送风机和排风机来调整风机的转速来达到节能和满足使用的要求。 
  4. 节能举例 
  以本项目中的某实验室为例: 
  室内面积254 m2 
  最小排风量 8047 m3/h,根据室内新风6次换气次数得出的最小室内排风量 
  4023 m3/h,根据室内新风3次换气次数得出的最小室内无人工况室内排风量 
  5. 结论 
  化学实验室通风柜使用变风量装置,是安全的要求,实现精确控制,以及同时实现显著节能的效果。 

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