通风柜面风速的控制简介与意义

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点击次数:558 更新时间:2018年01月16日13:02:08 打印此页 关闭

通风柜面风速的控制简介与意义

随着科学技术的发展,实验室已经应用到越来越多的领域。从研究、教学到质量控制,从科研院所到工矿企业,从物理化学、工程材料到生命科学,都普遍设有供试验研究用的实验室。实验室在试验过程中,伴随着大量有害物质(如气体、蒸气、粉尘和悬浮颗粒等)的产生,对试验人员的身体健康造成了严重地威胁,直接排放的有害物质对大气环境造成一定程度的破坏。实验室中配备有许多设备及仪器、仪表,其中最为主要的安全设备是排风柜。

根据德国实验室通风标准的定义,排风柜是“一个封闭的通风操作空间,用以吸收、存放、排出烟气、蒸气和其他有害物质”。排风柜基本上包括侧壁、后壁、上部封闭平板,一个底板或顶板、一个称为“面部”的拉门入口、一个挡板、一个气流分布导流板系统。排风柜也可装备一系列的附件,包括内置灯光、检修通风口、洗涤槽、空气旁通口、翼面进口装置、气流报警、特定衬垫、通风机座贮存单元、废气过滤器。面风速是衡量排风柜性能的主要指标,是指排风柜开口拉门处的平均入口风速。

降低能耗的前提是保证排风柜的可靠性、安全性。国内外大量的研究表明,合理的、恒定的面风速能够有效地控制排风柜内的有害物溢出,危及操作人员的安全。如果面风速过小,人经过排风柜前时气流会把污染物带出;如果面风速过大,操作时操作人员的胸前会形成涡流从而会把污染物带出。北京中科斯麦如果排风柜前有操作人员,为了保障其安全,必须把排风柜面风速保持在0.5m/s左右;如果排风柜前没有人员移动的影响,保持0.3m/s的进口风速也可以很好地保障实验室的安全。

因此,在系统无人操作,并且无有害污染物的实验情况下,变风量排风柜可以通过控制系统自动降低到最小排风量,达到降低系统能耗的目的。各国规定的变风量排风柜面风速值见下表。

各国变风量排风柜面风速标准

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现代实验室通风空调系统同一班商用建筑的通风空调系统相比其运行费用要昂贵的多。为了保证实验室内有害物质的彻底排放并保证试验人员的安全,绝大多数实验室都采用全新风系统。据统计,一个装有空调系统的商业建筑空间的年能耗为$0.2/m²~$0.3/m²,而实验室通风空调系统的年能耗为$0.6²~$1.0m²。对于一个特殊的实验室建筑,其能耗为相通空间大小的办公建筑的6倍~10倍。变风量通风空调系统为降低实验室通风能耗找到了一个最佳的途径。一个定风量的实验室通风系统中,与之相相对应,排风柜也是定风量运行,并且是基于拉门最大开启时的排风量。定风量排风柜不论拉门大小都连续排出额定的风量,因此其罩面风速随着拉门大小会发生急剧的变化。若以拉门完全开启时的设计面风速0.15m/s计算,在拉门25%开启时面风速增至2.10m/s~2.15m/s,而接近完全关闭时的罩面风速增至5.11m/s~10.2m/s。过高的面风速可导致排风柜内工作台上方空间内气流紊乱,污染物也可能在柜内某个角落积聚,还有可能吹熄火焰,破坏正在进行的试验;过低的罩面风速势必造成污染物的逃逸,危害试验人员的安全。但是在变风量实验室通风系统中,排风柜的排风量可以根据排风柜内操作台面上反应量的大小,内部压力和负荷大小来调节,在排风柜拉门大小变化时其面风速维持在设定的某个恒定值。整个变风量系统实验室能耗大大减小。变风量通风系统实验室相对于定风量通风系统实验室,其送排风量相对减少了月20%,风机的能耗也相应大大减少。对于一个要求换气次数在6~60的实验室来说,其节能量是相当可观的。因此,现代实验室的通风系统大多采用变风量系统。

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