Comprender la función del laboratorio es el factor determinante para la selección y diseño del sistema de ventilación. Proporcionar un entorno seguro para el personal es el objetivo principal. En el diseño del sistema del laboratorio, el diseñador debe estudiar a fondo todos los factores y encontrar el diseño más adecuado. . El laboratorio químico consta de una sala química húmeda, una sala de calefacción, una sala de temperatura y humedad constante, una sala de pruebas generales, una sala de inyección y una sala de oficina. A excepción del ambiente de sala de temperatura y humedad constante, otras salas solo necesitan control de temperatura y no hay requisitos de limpieza. ASHRAE estipula que los parámetros de diseño de aire acondicionado y ventilación del laboratorio incluyen lo siguiente:
1) Requisitos de temperatura y humedad interior y exterior;
2) Calidad del aire;
3) Carga de calor del proceso y del equipo, incluido el calor sensible y el calor latente;
4) El aumento esperado de la carga interna;
5) Número mínimo de cambios de aire;
6) Aspirar y compensar el viento;
7) Tipo de equipo de escape;
8) Control y alarma;
9) Es posible ajustar el tamaño y la cantidad de la campana extractora;
10) Diferencia de presión ambiental;
11) Respaldo de equipos y suministro de energía.
1. Selección del número de cambios de aire.
El" Código de diseño de regulación de calefacción, ventilación y aire acondicionado químicos" estipula que la tasa mínima de intercambio de aire de la sala del laboratorio es generalmente de 6 veces / ha 8 veces / h. ASHRAE estipula que el número total de cambios de aire en el laboratorio debe ser determinado por el siguiente volumen de aire: el volumen total de aire descargado del equipo de extracción local u otro escape de la sala; el volumen de aire de refrigeración necesario para eliminar la carga de calor de la habitación; el número mínimo de cambios de aire requeridos. Bajo las condiciones de uso, el número mínimo de cambios de aire en el laboratorio debe mantenerse en 6 veces / h ~ 10 veces / h.
En circunstancias normales>, se consideran apropiados 10 cambios de aire ambiente por hora. Sin embargo, cuando existe la posibilidad de un equipo de análisis de carga térmica alta en el laboratorio, o una cantidad relativamente grande de escape local en la habitación, es posible que sea necesario aumentar el volumen de ventilación en consecuencia. La sala de química húmeda tiene una campana extractora y la sala de calefacción tiene una gran cantidad de hornos de calefacción. El método de cálculo de la campana extractora se refiere al" Código de diseño de calefacción química, ventilación y aire acondicionado" para sustancias peligrosas ligeras, moderadas o peligrosas. Cuando el techo interior está lleno de aire, la superficie de succión mínima del puerto de operación de la campana de humos La velocidad es de 0,5 m / s. Para la tasa de utilización de las campanas de extracción, cuando el número de campanas de extracción es superior a 2, la tasa de utilización simultánea debe ser del 60% al 70%. El horno de calentamiento calcula el volumen de aire de escape requerido basándose en la ley de balance de calor que mantiene la temperatura de calentamiento en el horno. A través de lo anterior, se puede calcular el volumen total de ventilación segura. Además, el volumen de aire acondicionado calculado por la carga se compara con el número mínimo de cambios de aire 10 veces y se toma el máximo de los tres.
2. Suministro de aire y forma de escape
El" Código de diseño de regulación de calefacción, ventilación y aire acondicionado químicos" estipula que cuando el volumen de aire de escape del laboratorio es grande, se debe instalar un sistema de suministro de aire fresco exterior y se debe incluir la carga de aire fresco.
El" Código de Diseño de Edificios de Laboratorios de Ciencias" estipula que cada dispositivo de escape debe estar equipado con un sistema de escape independiente. Todos los dispositivos de escape del mismo laboratorio deben compartir un sistema de escape. El laboratorio que utiliza el sistema de escape de forma continua durante las horas de trabajo debe estar equipado con un sistema de suministro de aire, y el volumen de suministro de aire debe ser el 70% del volumen de aire de escape, y el suministro de aire debe purificarse de acuerdo con los requisitos del proceso. Para calentar áreas, el aire de suministro debe calentarse en invierno. El flujo de aire de suministro no debe interrumpir el funcionamiento normal del dispositivo de escape del laboratorio.
ASHRAE estipula que todos los gases extraídos del laboratorio químico deben descargarse directamente al aire libre y no pueden reciclarse. Por lo tanto, a menos que el laboratorio químico también tenga requisitos de limpieza, es necesario mantener su presión negativa en relación con el área adyacente. La elección de un sistema de suministro de aire 100% fresco debe ser una parte importante de la evaluación de riesgos del laboratorio.
Se instala un sistema de escape independiente entre cada unidad del laboratorio y el escape se instala en el techo. La sala de químicos húmedos y la sala de calefacción deben tratarse con aire fresco debido a la producción de gases tóxicos, corrosivos y de alta temperatura. Para otras salas de laboratorio generales para análisis por computadora y salas de temperatura y humedad constantes para pruebas de materiales, un sistema de suministro de aire 100% nuevo no es la única opción. Debido a las diferentes funciones de proceso del laboratorio, no es necesaria la ventilación o el tratamiento del aire fresco. Solo puede ser la primera prioridad cumplir con el proceso. El 100% del aire fresco es para el entorno de la campana de humos, y para el tratamiento general del aire en circulación de laboratorio que puede cumplir con los requisitos, el 100% del aire fresco no es necesario. Además, en un entorno de aire acondicionado fresco, el consumo de energía es muy elevado.
3. Diferencia de presión ambiental
El" Código de diseño de regulación de calefacción, ventilación y aire acondicionado químicos" estipula que el laboratorio debe mantener una presión relativamente negativa.
ASHRAE estipula que todos los gases extraídos del laboratorio químico deben descargarse directamente al aire libre y no pueden reciclarse. Por lo tanto, a menos que el laboratorio químico también tenga requisitos de limpieza, es necesario mantener su presión negativa en relación con el área adyacente.
Este reglamento depende realmente del objeto de implementación específico. En este proyecto, la sala de temperatura y humedad constantes necesita un rango estricto de control de temperatura y humedad, y debe diseñarse como una presión positiva. Porque si el diseño es de presión negativa, el aire en el área adyacente entrará, por un lado, puede destruir la precisión del control de temperatura y humedad; por otro lado, si entra aire contaminado, también puede causar problemas de seguridad. Para la sala de productos químicos húmedos y la sala de calefacción, para evitar que se emitan gases tóxicos, corrosivos, de alta temperatura o volátiles a la sala, o incluso a otras áreas, es necesario diseñar una presión negativa. El área de oficinas del edificio del laboratorio siempre debe mantener una presión positiva en relación con el pasillo y el laboratorio. El flujo de aire en el laboratorio debe fluir desde el área de bajo riesgo hacia el área de alto riesgo, y finalmente ser expulsado al exterior a través de varios tipos de campanas extractoras o equipos de calefacción.
4. Sistema de control
El control debe integrar los elementos anteriores para cumplir con la presión de la sala, la diferencia de presión de cada sala, la ventilación, la temperatura y la humedad y los diversos requisitos de control de seguridad de todo el laboratorio, al tiempo que se reduce el consumo de energía. A menudo hay muchas fuentes de contaminación química que no son buenas para la salud humana en el laboratorio, especialmente los gases nocivos, y es muy importante eliminarlas. Pero al mismo tiempo, la energía se consume a menudo en grandes cantidades. Por lo tanto, los requisitos del sistema de control de ventilación del laboratorio&van desde el primer sistema de volumen de aire constante, biestable y de volumen de aire variable hasta el último sistema de control adaptativo. El llamado entorno más seguro y cómodo y la forma más eficiente de energía es no ser demasiado extravagante. El sistema responde rápidamente para garantizar la seguridad personal y controla con precisión el suministro de aire y el equilibrio del escape y la presión interior con la mayor precisión para proporcionar la máxima estabilidad. Trate de reducir la inversión inicial del usuario &, mientras reduce los costos del usuario&en términos de operación, consumo de energía y mantenimiento.
ASHRAE estipula que el control de laboratorio ajusta el control de temperatura y humedad del equipo por un lado; por otro lado, monitorea las instalaciones de seguridad para proteger al personal, y qué sistema utilizar, siempre que sea adecuado para el laboratorio actual.
Si la ventilación del laboratorio químico adopta un volumen de aire constante o un sistema de control de volumen de aire variable depende de la consideración integral de la inversión inicial y los costos operativos de las funciones requeridas por parte del diseñador, usuario y administrador de la instalación. El sistema de volumen de aire constante (CAV) está diseñado para proporcionar un flujo de aire de escape total para todas las campanas de extracción y hornos de calefacción, independientemente de si estas campanas de extracción y hornos de calefacción están ocupados o no, el flujo total se mantiene constante. Este método utiliza un tope mecánico para limitar la apertura de la válvula, lo que puede reducir el caudal hasta en un 40%. El sistema de volumen de aire variable (VAV) es un diseño escalonado en el que la capacidad del sistema se reduce en más del 10% o 20%.
El problema principal que debe resolver el diseño de ventilación del laboratorio es el problema de seguridad, y también debe considerar la creación de un ambiente de trabajo cómodo para los experimentadores, resolviendo los problemas de temperatura, flujo de aire y ruido, garantizando al mismo tiempo el menor consumo de energía. el sistema es estable y fácil de controlar. , Fácil de operar y administrar. En definitiva, se trata de diseñar desde los aspectos de seguridad, confort, ahorro energético y funcionamiento fiable. A través de este tipo de laboratorio químico interviene en el número de cambios de aire, la forma de suministro y escape de aire, la diferencia de presión de la sala, los estándares del sistema de control.