【實驗室臺柜】排風柜(又稱通風柜)是實驗室使用zui多的通風設(shè)施.它對保護實驗室環(huán)境,尤其對在排風柜前操作有毒有害物質(zhì)的科研人員起到直接的保護作用.
目前常用的排風柜有以下幾種:
(1)標準型:排風柜【通風柜】的面風速是隨操作門的啟閉而變化的,但排風量幾乎是恒定的.排風柜的操作門是可以垂直或水平方向移動以及垂直和水平兩個方向均能移動.
(2)旁通型:排風柜的面風速和風量幾乎是恒定的.在操作門的上方或下方設(shè)置進風百葉,排風柜的操作門只能垂直移動,通過操作門的開啟大小來修正進風百葉的進風量.進風百葉的進風面積是根據(jù)操作面風速zui小變化的要求來確定,當操作門處于低位時(即處于關(guān)閉狀態(tài))進風百葉的進風速度一般是操作門全開時面風速的3-4倍.
(3)變風量型:排風柜的面風速是恒定的.排風柜設(shè)有當操作門關(guān)閉時提供規(guī)定的zui小風量的旁通進風百葉,實際上該排風柜與標準型排風柜差別不大,但要求排風系統(tǒng)的風量隨排風柜操作門不同開啟度而變化的變風量系統(tǒng).
(4)補風型:排風柜柜面上部設(shè)有進風靜壓箱,通過靜壓箱向柜內(nèi)補人部分經(jīng)空調(diào)處理或未經(jīng)處理的室外新風.這種型式的排風柜由于能通過補風系統(tǒng)補入一部分室外新風從而減少了室內(nèi)的排風量.
上述四種通風柜是實驗室內(nèi)使用zui多的幾種型式,其中變風量型和補風型均從節(jié)能的角度進行了考慮.
補風型排風柜由于涉及到下列的要求和問題而受到了使用上的限制:必須協(xié)調(diào)控制排風,補償風和室內(nèi)送風的氣流,在排風柜內(nèi)提供輔助風量的同時,必須通過排風柜操作門流人一定的風量以保持一個合適的面風速,使研究人員處于安全的操作位置.補償風的氣流型式不能影響排風柜的封閉效果.
冬季為了避免室外冷空氣進人柜內(nèi)直接接觸正在做實驗的研究人員,必須加熱處理補償風.夏季補償風亦常需要冷卻處理以保持排風柜內(nèi)的溫度要求,但對柜內(nèi)的濕度要求很難滿足.增加的風管系統(tǒng)會占用更多的空間.據(jù)ASHARE手冊介紹,美國工業(yè)衛(wèi)生協(xié)會(AI-HA)標準Z9.5就不鼓勵使用補風型排風柜.
排風柜的封閉效果是衡量實驗室空調(diào)通風系統(tǒng)成功與否的一個重要環(huán)節(jié).排風柜的封閉效果除了受旁通百葉的位置(旁通型)和補償空氣氣流(補風型)的影響外,還受到室內(nèi)干擾氣流的影響.為了達到排風柜的封閉效果,在設(shè)計中必須考慮到室內(nèi)千擾氣流對通風柜柜面風速的影響,產(chǎn)生干擾氣流的因素有:
(1)實驗室內(nèi)送回風口的型式與布置;
(2)做試驗人員的動作及通風柜前人員的走動;
(3)室內(nèi)熱對流;
(4)門窗的開啟.
國外學者曾于1977,1978年做過實驗室室內(nèi)氣流與排風柜柜面風速兩者的相互作用對排風柜封閉效果影響的試驗.試驗表明室內(nèi)氣流會對排風柜面風*果產(chǎn)生影響.設(shè)計中如果考慮不周或者室內(nèi)送風口位置安裝不恰當都會削弱排風柜的作用.通過試驗得出排風柜前的擾動氣流的速度應(yīng)不大于柜面風速的二分之一,其速度是柜面風速的五分之一,但如果按柜面風速是擾動氣流五倍考慮則將造成排風柜面風速過大的后果,因此一般按柜面風速是擾動氣流一倍考慮.例如排風柜柜面風速是0.5m/s,則柜前能允許的干擾風速zui大為0.25m/s,在可能的情況下排風柜應(yīng)該設(shè)置在干擾氣流zui小的位置處.避開從室外進人的氣流或送風口送風氣流的干擾.對排風柜的設(shè)計不僅僅是簡單地考慮每個排風柜多少排風量,而是應(yīng)從室內(nèi)氣流組織,柜前干擾氣流的速度等因素來確定排風柜面風速.排風柜面風速的取值除了從封閉效果來考慮,還應(yīng)從節(jié)能這個角度去看問題.例如一個標準的排風柜,它的操作面的zui大開啟面積大約是1.16平方米,當排風柜前的室內(nèi)干擾氣流速度為0.4m/s,為了達到排風柜的封閉效果,柜面風速設(shè)定為0.8m/s,那么排風量將是3340m'/h,在上海地區(qū)夏季(室內(nèi)溫度:26`C,室內(nèi)相對濕度:55%)的條件下,其冷負荷大約是50kW,如果柜面風速設(shè)定為0.5m/s,其冷負荷大約是26kW,冷負荷僅為0.8m/:的50%,考慮到風機的運行能耗等,兩者之間的能耗差距將更大.國外在實驗室空調(diào)通風工程設(shè)計中對通風柜柜面風速的取值在0.6m/s-0.3m/s之間.在一般情況下面風速取值為0.5m/s,也就是說室內(nèi)干擾氣流的流速必須控制在0.25m/s以下.在設(shè)計中除應(yīng)使排風柜處于合適的位置外.還應(yīng)正確選擇空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)送風的方式,盡可能地限制室內(nèi)氣流的速度,以確保在zui大送風量時,不會因氣流干擾而造成有害氣體在室內(nèi)擴散.國外實驗室調(diào)送風系統(tǒng)的送風口除了采用散流器外還經(jīng)常采用孔板送風方式.送風口的位置應(yīng)避免直接對著排風柜的操作門,生物安全柜及其它排風設(shè)施,以免由于風口布置不當而造成降低排風設(shè)施排風效果的后果.