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化学实验室通风空调系统的设计

作者:小编2021-10-31 16:19:53
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    化学实验室通风空调系统的设计(1/1)

一、实验室通风空调系统的设计

1、排风系统

实验室的排风系统包括通风柜的排风和无通风柜房间的排风。它们所排出的空气不可再循环使用。一个好设计的排风系统与通风柜相配合,可使有害气体经过最短途径从管道排出屋面,并远离相近的其它建筑物。

1.1传统的排风系统

传统通风柜排风系统有以下两种模式,即“通风柜+定频风机”和“通风柜+电动阀+变频风机”模式。这两种模式均能满足风速指标控制,有效的排除污染气体,且系统简单可靠,但用电量较大,增加了运行成本。

1.2新的排风系统

(1)“通风柜+文丘里阀+风道静压传感器+变频风机+自动控制系统”模式

通风柜上设置控制面板、风速传感器、风机的启动按钮(若室内有多台通风柜也可设置在门边等方便控制的地方),通风柜支管上设置文丘里阀,在总风管上距风机不远处设置风道静压传感器,风机附近设置变频控制器。风速传感器实时监测通风柜工作面面风速,并将风速值信号传递给监控器;监控器收到信号后,与设定值比较,当面风速不在设定范围内时监控器发出声光报警,同时调节变风量阀上的执行器,改变阀门开度来调节排风量,使面风速快速回归设定值;通风柜排风量变化,会改变总风管的排风量及管内静压,总风管上的风道静压传感器根据感应结果与设定值比较,将结果通知变频控制器,变频控制器调节风机转速,使风机的排风量相应变化,使风道静压传感器的监测数值回归设定值,从而使排风系统稳定运行。

这套系统控制相对精准、及时,但造价颇高,但排风效果非常好。

化学实验室通风空调系统的设计(图1)

(2)“通风柜+VAV变风量阀+风道静压传感器+变频风机+自动控制系统”模式。

电动抗腐蚀变风量阀安装在通风柜的排风支管上,因此,可根据通风柜柜门开启的位置调整到对应风量,以保证面风速稳定在设定值0.5m/s左右。阀门上安装连续比例型调节的电动风阀执行器。通风柜安装有门高传感器来测量柜门高度变化,实时检测柜门开启程度,同时,将信号传至通风柜VAV控制器,VAV控制器计算设定风速0.5m/s所对应的排风量,通知通风柜排风阀调至此风量,使通风柜面风速始终在设定值0.5m/s。通风柜的排风支管上装有风量传感器对实际排风量进行实时测量,并将测得的风量值通知风量控制器;风量控制器将计算的风量和实际风量进行实时比较,当出现偏差时调节排风变风量阀门开度,实现要求的风量和面风速。

这套系统通风柜工作面风速的参数,且达到安全卫生和节能的要求。对于这两种比较先进的控制模式,可以增加有红外探测器接口功能的控制器,实现红外监测控制排风量

二、空调系统

定风量空调系统经过空调设备处理过的空气其送风温度一定,为了适应某个房间的负荷变化(如通风柜的使用状态,发热设备的启与停等),往往需要设置再热装置,才能维持该房间的温湿度在所要求的范围内。否则,因为送到各房间去的风量是按它们的最大负荷求得的风量,且送风温度相同,在这些房间出现部分负荷时,势必产生过冷现象。迫使经过冷却去湿处理过的空气又需进行再热处理,这种冷热抵消的处理过程,显然是能量的浪费。根据实验室的这一特点,一天中最大负荷出现的时间很少(如实验状态等),而通常为部分负荷时间(如夜间等),因此采用定风量系统会造成能量和设备的大量浪费。

化学实验室通风空调系统的设计(图2)

变风量系统则具有如下优势:

(1)能充分利用了实验室各个房间在同一时刻负荷参差不齐这一特点,减少整个系统的负荷总量,能实现局部区域的灵活控制,从而使设备规格减小,初投资和运行费都可以减少。

(2)自动调节各个房间的送人能量,在考虑同时使用系数的情况下,空调器总装机容量可以减少10%~30%。

(3)配以合理的自动控制,空调和制冷设备只按实际需要运行,耗电降低,运行费可进一步减少。

(4)室内无过冷过热现象,由此可减少空调负荷15%~30%左右。

(5)可适合实验室的改建和扩建。

因此,根据实验室内各种设备的同时使用系数,采用变风量空调系统,即可减小空调设备的规格和风管尺寸,又可降低运行费用,是实验室较为合理的空调方式。

综合以上特点,实验室房间空调系统可设计为通过排风量来控制空调系统的送风量,但是与排风量对应的送风量并不是都能满足室内空调设计参数的要求。因此在此基础上可进一步进行改进,增加一个综合排风。使室内每一刻的送风量都能满足室内空调设计参数的要求,并仍使室内保持相对负压,即通过综合排风排出多余空气。