实验室通风系统设计规范(教你设计实验室通风系统)

一、 实验室通风的基本概念

1、 通风和通风柜的概念:所谓通风,就是把室内的污浊空气直接或经净化后排至室外把新鲜空气补充进来,从而保持室内的空气条件,以保持卫生标准和满足生产工艺的要求,我们把前者称为排风,后者称为送风。而通风柜可以简单理解成一个箱体和一个风机,产生于箱体中的气体被风机排出并被安全的排放到大气中。

实验室通风系统设计规范(教你设计实验室通风系统)

2、 通风的分类:按照动力不同,通风系统可以分为自然通风和机械通风,机械通风又可以分为全面通风和局部通风,全面通风是指在房间内整体的进行通风换气的一种方式,局部通风是指通风的范围控制在有害物质形成比较集中的地方,或是工作人员经常活动的局部地区的通风方式,例如通风柜、万向排烟罩、原子吸收罩等。

3、 实验室通风:实验室通风是研究控制实验室有害物质对室内外空气环境的影响和破坏的技术。

二、实验室通风系统的基本组成

1、通风末端设备:主要包括通风柜、万向排烟罩、原子吸收罩、吹吸式排风罩等。

2、通风管路系统:主要有风机、风管、风阀、消声器、废气处理塔等。

三、实验室通风设备简介

1、通风柜:{ASL的型号主要有P1168(全钢)、S1268(全钢)、W1368(钢木)、W1468(铝木)、P1568(P1168款式的落地通风柜)、S1568(S1268款式的落地通风柜)、     W1568(W1368款式的落地通风柜)、P1668(P1168款式的连体通风柜)、S1668(S1268 款式的连体通风柜)、W1668(W1368款式的连体通风柜,也可称为J1668通风柜)}主要有木制、钢制、全钢三种规格,主要尺寸宽度为1200mm、1500mm、1800mm,深度为800mm,高度为2350mm或者2500mm。通风柜的主要结构为:

①柜体:通风柜的柜体可根据使用要求做成钢制、木制、塑料、不锈钢等材料;

②台面及衬板:耐腐蚀、耐酸碱、耐高温的各种材质,如Compact、Epoxy等,进行高温或强酸碱操作的内层板要用不锈钢除渣除油静电喷涂环氧树脂粉末;

③活动拉门:装在柜体表面上的透明玻璃,使用户远离有害的化学物质和气体,同时使有害气体通向通风柜的内部管道;

④导流板:控制气流流经通风柜时的形状,减少空气流入通风柜时产生的由于方式不定造成的回流或涡流,提高使用效率(会对噪声及静压产生影响);

⑤集流环:位于通风柜的顶部,将通风柜的气体导向风排放(对通风柜的效率和噪声有着重要的影响);

⑥调风阀:通风柜的附属部件,来调节通风柜的排气量以及最佳表面风速;

⑦水龙、考克水杯等配件。

2、万向排烟罩:主要为PP材质,规格Φ500mm,来源主要为丹麦(ASL)和台湾进口。

3、原子吸收罩:主要为不锈钢材质,规格一般为500×500mm。

四、通风管路的材质要求

1、圆形风管通风效率高但直径不宜太大,(ASL主要选用福建台塑集团生产的华亚牌白色管)。由于北方冬季室内外温差较大,室外管道可选用玻璃钢产品,对于一般的实验室,若室内排放的气体没有腐蚀性,风管可以采用镀锌铁皮。

2、若实验室排放的废气有一定的腐蚀性,风管应采用耐腐蚀材料的PVC、玻璃钢风管;如果通风系统废气含强酸(如盐酸、硝酸等),通风管道应该选用PP材质。对于没有或只有轻微腐蚀或客户要求的话,也可选用不锈钢风管。

3、如果客户要求对系统进行补风,可选用镀锌管进行补风,补风风机也可选用低噪音轴流风机,在特殊情况下,也可考虑软管连接(如铝箔管、塑料软管等)。

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五、通风管路的尺寸及计算方法

1、常用圆形风管尺寸:

①单台原子吸收罩主要选用Φ160(DN150)管;

②万向排烟罩主要选用Φ110(DN100)管;

③单台通风柜支、干管主要选用Φ250(DN250)管;

④两台排毒柜干管选用Φ315(DN300)管,支管选用Φ250(DN250)管。

2、常用方形风管尺寸:如果系统较复杂,或同一房间平行设有三台或三台以上的通风柜,或实验室高度有限,圆形风管无法安装,可以考虑选用方形风管。方形风管的边长标准尺寸如下(单位为mm):120、160、200、320、400、500、630、800、1000、1250,由于我司通风柜宽度为800mm,故选用方管长边尺寸不宜超过630mm,而且最好选择正方形,如果条件不允许也可选用矩形,但每个单最好统一。

3、风管尺寸方法:

①圆形风管计算方法:Q=(3600×πd2v)/4,{Q–排风量,m/h;d–风管直径,mm;v—管内风速,m/s;

②方形风管计算方法:Q=3600×a•b•v,{Q–排风量,m/h;a、b–风管边长,mm;v–管内风速,m/s}。

4、风管厚度标准:根据国家标准,我公司选用通风系统属于中、低压系统。

中、低压系统PVC圆形风管厚度标准如下:

风管直径d(mm) 板材厚度(mm)

d≤320 3.0

320<d≤630 4.0

630<d≤1000 5.0

1000<d≤2000 6.0

中、低压系统PVC方形风管厚度标准如下:

风管长边尺寸b(mm) 板材厚度(mm)

b≤320 3.0

320<b≤500 4.0

500<b≤800 5.0

800<b≤1250 6.0

中、低压系统玻璃钢圆形风管厚度标准如下:

风管直径d(mm)或方形风管长边b(mm) 板材厚度(mm)

d(b)≤200 2.5

200<d(b)≤400 3.2

400<d(b)≤630 4.0

630<d(b)≤1000 4.8

六、风机分类及选用

1、风机的分类:按照气流方式,风机分为离心式(常放置在屋外)、轴流式(常放置在屋内)和混流(斜流)式三种;按照材质分类,风机主要有普通钢制风机、不锈钢风机、PVC风机和玻璃钢风机等。我公司主要选用的风机有玻璃钢离心风机、玻璃钢斜流风机、PVC离心风机和不锈钢离心风机。风机风口粗细一般分为2.8、3.2、3.6、4.0、4.5、5、6几种,选择风机要让风机风口大于主管道尺寸。

2、①轴流风机的特点是:耗电量小,运行费用低,但噪音大,风机抽力小(风压小),适用于简单系统,一般安装在墙上或管道上;

②离心风机的特点是:耗电量大、运行费用较高,噪音较大,风机抽力大(风压大),适用于复杂系统,主要安装在室外或楼顶;

③斜流风机的特点是:耗电量、运行费用、风机抽力处于前两者之间,噪音较小,适用于简单系统,一般安装在室内。

3、风机的几个主要参数:

①流量(Q)单位时间内流经某一流道截面的流体体积;

②风机转速(n)风机转子的速度,单位r∕min;

③效率(η)风机的做功效率η=(W有用∕W总)×100%;

④压力(P)风机的全压(Pt)分为动压(Pd)和静压(Ps)两部分。静压是指风机克服整个通风系统的摩擦阻力所必须具备有的压力,它由通风柜、百叶、调风阀、风管、风机整个系统的特性决定,动压是气体以一定的速度排放所具有的那部分压力,在标准状况下计算Pd=0.5PV2(P空气密度,通常为1.2;V风速,单位m/s)。

4、风机的选用:在3.5F以下,4000m∕h以下,2台通风柜以下可以选择斜流风机,以上选择离心风机。

①单台万向排烟罩、原子吸收罩,如果管路较简单,直接从房间穿墙或穿窗对外排放,则可选用玻璃钢斜流风机。设计人员可根据系统的情况,选用FSJG-2.5F型(配用电机功率为N=0.09kw)或FSJG-3.0F型(配用电机功率为N=0.18kw)斜流风机;如果管路较复杂,弯头较多,则可选用F4-72-3.0A型(配用电机功率为N=0.55kw或0.75kw)或F4-72-3.2A型(配用电机功率为N=0.55kw或0.75kw)离心风机;

②单台排毒柜,如果管路系统较简单,直接从房间穿墙或穿窗对外排放,则可选用FSJG-3.0F型(配用电机功率为N=0.18kw)斜流风机;如果系统较为复杂的话,应该选用离心风机。管路不太复杂,则可选用F4-72-3.5A(3.6A)型,配用电机为0.75kw或1.1kw。如果客户要求风量比较大,系统较为复杂,则可选用F4-72-4A型风机,配用电机功率为1.1kw。单台排毒柜系统阻力约80-100Pa,单个弯头阻力约40-50Pa。选用风机时,由于国内厂家风机参数有一定水分,应该适当放一定的余量;

③多台排毒柜及复杂系统,对于两台或两台以上排毒柜的通风系统,一般采用楼顶高空排放或室外排放,风机一般选用离心风机。风机的型号可根据系统的总排风量和系统阻力选用。对于同时能满足系统的排风量和系统压力的风机,我们应该尽量选用型号偏大,电机功率偏小的风机。

④一台风机带动两台或几台排毒柜的系统,为了能单独控制排毒柜的开闭,应该在每一台排毒柜上设计一个电子调风阀。电子调风阀的型号一般为Φ250mm。

七、实验室通风系统设计参数

1、对于客户要求对实验室进行通风设计的,通风换气量可根据房间的换气次数来确定,实验室的换气次数取每小时10-12次,特殊情况可以相应增大。[房间通风一般选择500×500的铁皮罩作为通风末端设备,每个通风罩通风量可达到600m3/h,房间的长×宽×高×10(换气次数)=房间每小时的通风量,然后房间每小时的通风量除以600来确定通风罩的数量,支、干管风速按照6m/s计算

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