1. 引言
化學(xué)實驗室是進行科學(xué)研究的重要場所,在日常的實驗時,經(jīng)常需要進行如傾倒、混合、配置藥品等操作,而這些操作常產(chǎn)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(fēng)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(shè)備;使實驗室人員遠離化學(xué)試劑及有害氣體地侵害,同時,如果遇到火災(zāi)或爆炸等意外事故,通風(fēng)柜可以地降低事故地破壞程度。
在大量使用通風(fēng)柜的實驗室,會遇到如下問題:
(1)通風(fēng)柜的面風(fēng)速隨著通風(fēng)柜柜門的控制而變化,安全要求要保持到規(guī)定的范圍,才能有效的控制污染,保護實驗室人員。
(2)化學(xué)實驗室要求全新風(fēng)控制,而且化學(xué)實驗室一般都有溫度要求,當(dāng)使用全新風(fēng)時,能源的消耗是非常大的。
(3)安全要求化學(xué)實驗室需要控制為負壓,而通風(fēng)柜的風(fēng)量為變風(fēng)量時,送風(fēng),排風(fēng)量均是變化的,需要進行自動控制,以保持負壓。
使用變風(fēng)量控制裝置,可以有效的解決上述問題:
(1)使用通風(fēng)柜的變風(fēng)量控制裝置,可以及時有效保持面風(fēng)速控制在有效范圍。
(2)當(dāng)使用變風(fēng)量控制裝置時,可以有效的根據(jù)使用情況維持較低的風(fēng)量,達到節(jié)能的目的。
(3)變風(fēng)量控制裝置可以有效的調(diào)整送風(fēng)量以及排風(fēng)量的數(shù)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(fā)中心,本項目實驗室采用了某品牌的變風(fēng)量系統(tǒng)來保證實驗室人員的安全以及使用時的節(jié)能控制。
對該項目的實驗室變風(fēng)量控制裝置介紹如下:
通風(fēng)柜的照片及截面圖:
圖1
2. 實驗室變風(fēng)量系統(tǒng)
實驗室通風(fēng)控制系統(tǒng)滿足高標(biāo)準(zhǔn)的通風(fēng)控制需要,應(yīng)用于實驗室通風(fēng)系統(tǒng)中,可以控制通風(fēng)柜的入口平均面風(fēng)速和實驗室壓力,從而達到安全和節(jié)能的運行效果。系統(tǒng)整合了LONWORKS網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),具有強大的協(xié)同工作能力。
實驗室通風(fēng)控制系統(tǒng)的用戶操作界面說明如下。
圖2 排風(fēng)柜上的紅外探測器
圖3 實驗室的房間工況切換開關(guān)
(1)排風(fēng)柜的3種工況。
日間工況 排風(fēng)柜處于自動工作狀態(tài),即排風(fēng)柜的排風(fēng)量隨著柜門的開大而增加,始終保持柜門開口的平均面風(fēng)速在有人狀況時為0.50m/s,無人狀況時為0.30m/s。
緊急排風(fēng)工況排風(fēng)柜的排風(fēng)量始終保持緊急排風(fēng)量,而無論柜門處于什么樣的位置。
夜間工況排風(fēng)柜的排風(fēng)量始終保持最小排風(fēng)量,而無論柜門處于什么樣的位置。
(2)如何使實驗室或排風(fēng)柜進入以上3種工況。
日間工況當(dāng)房間夜間工況開關(guān)沒有按下,排風(fēng)柜控制面板的緊急排風(fēng)按鈕(Vmax)也沒有按下時,就處于日間工況。在每個排風(fēng)柜上面安裝有紅外探測器(如圖1所示),有人操作時,排風(fēng)柜處于有人模式(其上綠燈亮表示),即排風(fēng)柜開口的平均面風(fēng)速保持為0.50 m/s,否則為0.30 m/s。
緊急排風(fēng)工況當(dāng)房間的緊急排風(fēng)開關(guān)“Emergency”(如圖2所示)按下時,房間內(nèi)所有排風(fēng)柜都處于緊急排風(fēng)工況;當(dāng)每臺排風(fēng)柜的控制面板的緊急排風(fēng)按鈕“Vmax”按下時,對應(yīng)的那臺通風(fēng)柜處于緊急排風(fēng)工況。
夜間工況當(dāng)房間的夜間工況開關(guān)“Night”(如圖2所示)按下而房間的緊急排風(fēng)開關(guān)“Emergency”沒有按下時,房間內(nèi)所有排風(fēng)柜都處于夜間工況。
圖4排風(fēng)柜控制面板
3. 實驗室通風(fēng)柜變風(fēng)量控制邏輯
實驗室排風(fēng)設(shè)備由通風(fēng)柜,肘狀排風(fēng)罩,工藝排風(fēng)罩和烘箱排風(fēng)點位構(gòu)成。
(1)實驗室的新風(fēng)換氣次數(shù)控制:新風(fēng)送風(fēng)管上設(shè)置流量傳感器,用來保證送風(fēng)管的新風(fēng)量保持在室內(nèi)的換氣次數(shù)要求。
(2)實驗室的送排風(fēng)按照定風(fēng)量差的控制邏輯進行控制:實驗室送風(fēng)總管和排風(fēng)總管上設(shè)置壓力傳感器,變頻控制送風(fēng)機和排風(fēng)機來調(diào)整風(fēng)機的轉(zhuǎn)速來達到節(jié)能和滿足使用的要求。
4. 節(jié)能舉例
以本項目中的某實驗室為例:
室內(nèi)面積254 m2
最小排風(fēng)量 8047 m3/h,根據(jù)室內(nèi)新風(fēng)6次換氣次數(shù)得出的最小室內(nèi)排風(fēng)量
4023 m3/h,根據(jù)室內(nèi)新風(fēng)3次換氣次數(shù)得出的最小室內(nèi)無人工況室內(nèi)排風(fēng)量
5. 結(jié)論
化學(xué)實驗室通風(fēng)柜使用變風(fēng)量裝置,是安全的要求,實現(xiàn)精確控制,以及同時實現(xiàn)顯著節(jié)能的效果。
