淺談實驗室通風空調系統(tǒng)設計

1、淺談實驗室通風空調系統(tǒng)設計 摘要：通風系統(tǒng)引起的空調補風能耗在實驗室空調能耗中占較大比例，是實驗室最具節(jié)能潛力的局部。按照我國現(xiàn)實國情，從各地工程的經濟條件出發(fā)，選用合理的實驗室空調通風設計標準，采取靈活適用的空調冷熱源方案，研究實驗室變風量通風系統(tǒng)的設計方案，是較大幅度地減少實驗室新風能耗的一些方法，目的是從總體上降低實驗室空調能耗。同時，排風柜自循環(huán)過濾系統(tǒng)的應用，相比傳統(tǒng)的排風柜形式，其在新風能耗方面的節(jié)能潛力優(yōu)勢明顯，值得進一步研究及推廣。關鍵詞：實驗室；通風空調；系統(tǒng)設計有資料說明，一個完全滿足實驗室標準及人員舒適性要求的實驗室，其單位面積的空調負荷明顯大于一般的辦公室需求，有些實驗

2、室的空調負荷制冷實際需求甚至超過300w/m2，遠大于甲級辦公樓的負荷值。因此，如何在工程設計上有效降低實驗室空調能耗，為用戶帶來客觀的運行費用節(jié)省，有其探討價值。一、實驗室通風空調設計1實驗室概況及環(huán)境要求本建筑內質量實驗室、車間實驗室、化學室位于2層，環(huán)保實驗室、樣品室位于3層，室內布置有臺式通風柜、萬象抽氣罩、平安柜及烤箱架等需要通風的實驗設施；根據(jù)業(yè)主方的要求，實驗室及樣品室的濕度均要求在50%，質量實驗室、車間實驗室及環(huán)保實驗室有恒溫要求。實驗室及樣品室均要求為室內負壓，負壓數(shù)值無需準確控制。2實驗室通風設計實驗室的通風設計應滿足實驗室的平安性、經濟性、技術先進性與安裝使用維護的便利

3、。實驗室通風必須保證工作人員的平安和健康，即需保證排風柜入口適宜的面風速，送排風閥的快速啟動及風機風量的匹配，實驗室內相對于建筑其他區(qū)域一定為負壓，回風不可利用，全新風，并保證室內最小的換氣次數(shù)。據(jù)以上原那么，本工程實驗樓根據(jù)樓層布局采用獨立的空調新風送風系統(tǒng)和獨立的排風系統(tǒng)。實驗室每個排風柜為變風量排風，保持其入口平均面風速隨著柜門開度的變化快速反響。在平安柜等排風設備為定風量排風。根據(jù)實驗室的具體情況，可能配置變風量或定風量室內輔助排風閥從吊頂上排風。通過這些排風控制閥，既保證了通風設備的正常工作，又能滿足室內換氣次數(shù)的要求?？紤]實驗室的實際需要和使用情況，配置有變風量閥的通風柜的實驗室設

4、置2個開關：緊急排風工況開關和夜間工況開關。在緊急排風工況時，排風柜的排風量始終保持最大排風量，而無論柜門處于什么樣的位置。當實驗室有藥品試劑打翻等緊急情況下，或某臺排風柜需要大量排風時，可以置于此種工況。當晚上下班后可置于夜間工況，關閉房間送風及排風柜的排風，維持實驗室最小風量排風，節(jié)約能耗。下面以車間實驗室為例進行說明實驗室風量確實定。車間實驗室內有2臺排風柜，1臺平安柜排風量為180m3/h。1實驗室負壓控制。為防止實驗室的氣體擴散到周圍區(qū)域，實驗室內需保持負壓，也就是說實驗室內總排風量應始終大于送風量。實驗室的負壓就由2臺通風柜排風，1臺平安柜排風，1臺房間送風閥送風和自然滲透風之間的

5、平衡來保證。根據(jù)工程經驗，當送排風量差為2次換氣次數(shù)對應的風量時，室內負壓約為-5Pa。該實驗室面積為25m2，層高為3m，2次換氣次數(shù)對應的風量為：ΔV=25x3x2=150m3/h。室內送排風量差確定為150m3/h時，門窗關閉時室內負壓通過自然滲透可維持在-5Pa左右。實際上由于門窗的縫隙和吊頂?shù)拿芊庑砸约暗蹴斏戏块g與走廊的隔墻的密封性差異，維持-5Pa的負壓可能需要不同于150m3/h的風量差，這個問題可以在調試時再根據(jù)實際情況來確定風量差加以解決。2實驗室總排風量確實定。排風柜最大排風量：排風柜規(guī)格為面長x高度x深度：1.2mx2.4mx0.85m。柜前有人操作時

6、面風速可選0.5m/s，柜門拉起開度取0.7m，此時為排風柜最大排風量。柜門最大開口凈面積為：A排=1.2x0.7=0.84m2。排風柜最大排風量：V柜max=A排x0.5x3600=1512m3/h。排風柜最小排風量：V柜min=300m3/h。室內排風量除了要考慮實驗室排風設備的需要，還要考慮實驗室日間工作工況最小換氣次數(shù)12次/h的室內排風量要求。室內排風設備最大排風量：V室max=2x1512+180=3204m3/h。室內排風設備最小排風量：V室min=2x300+180=780m3/h。室內夜間工況排風量：V室reduce=25x3x2=150m3/h。室內日間工作工況，按照室內最

7、小換氣次數(shù)12次/h確定排風量，最小排風量為900m3/h。當通風柜處于最小排風量時，房間的總排風量780m3/h，不能滿足最小換氣次數(shù)的要求，需要加裝室內輔助排風，輔助排風量設為120m3/h。加設輔助排風后室內最大排風量：Vmax=2x1512+180+120=3324m3/h。加設輔助排風后室內最小排風量：Vmin=2x300+180+120=900m3/h。室內夜間工況，關閉輔助排風及通風柜排風，保存平安柜排風，用以保證室內負壓，因此室內夜間工況排風量：Vreduce=180m3/h。3實驗室送風量確實定。此系統(tǒng)為變風量送風系統(tǒng)，送風量應根據(jù)室內總排風量確定，為維持室內負壓，本實驗室取

8、送排風量差為150m3/h。室內日間工作工況時，根據(jù)送排風量差，確定送風量為：室內最大送風量：V送max=3324-150=3174m3/h。室內最小送風量：V送min=900-150=750m3/h。室內夜間工況時，根據(jù)送排風量差，確定送風量為：室內夜間工況送風量：V送reduce=0m3/h。變風量通風系統(tǒng)安裝這些設備后，可分成日間工作工況變風量運行、緊急運行工況及夜間運行工況定風量運行。在實驗室工作時間，排風柜排風控制器保證排風柜適宜的面風速，能迅速跟蹤排風柜門位置和門前空氣流動阻擋物自動調整排風量。室內平安柜排風及輔助排風采用完全開啟、定風量運行，保證實驗室最小換氣次數(shù)不低于12t/h

9、。室內送風量始終保持比排風量少150m3/h，送風系統(tǒng)能根據(jù)控制系統(tǒng)獲得所有排風設備的排風量，通過風量差限定計算送風量，在1s內跟隨排風柜排風量相應調整送風量，從而保證室內負壓的穩(wěn)定。二、實驗室空調設計1溫度控制質量實驗室及樣品室均采用獨立全新風空調送風系統(tǒng)及獨立排風系統(tǒng)，質量實驗室、車間實驗室同時選用一套多聯(lián)機空調系統(tǒng)負擔室內冷熱負荷。環(huán)保實驗室采用一臺分體空調器負擔室內冷熱負荷。新風送風系統(tǒng)采用組合空調機組，在主風管上設溫度傳感器，送風溫度為室內溫度231，送風溫度控制通過控制冷熱盤管的冷熱水進管上的電動二通閥開度調整冷熱水量實現(xiàn)。實驗室獨立全新風送風系統(tǒng)的冷熱源采用風冷熱泵機組，機組設在實驗室的屋頂上，夏季供回水溫度為712，冬季供回水溫度為4045。室內維護結構及設備人發(fā)熱的冷熱負荷由多聯(lián)空調系統(tǒng)及分體空調器負擔，根據(jù)計算，選用適宜的機型。2濕度控制實驗室內人員不多，且無大量散濕設備，因此室內主要濕負荷為新風濕負荷，當新風處理到送風溫度時的相對濕度不小于50%時，新風由新風空調機組設有的表冷