隨著現(xiàn)代檢測和評(píng)估技術(shù)，我們完全可以設(shè)計(jì)出這種安全、高效的關(guān)鍵性設(shè)備。本文介紹的通風(fēng)柜設(shè)計(jì)概念以及性能測試以臺(tái)式的普通化學(xué)用通風(fēng)柜為主，并不適用于可循環(huán)過濾型、走入式、高溫型或同位素輻射型通風(fēng)柜...

移門開度

通風(fēng)柜的移門(也稱Sash)設(shè)計(jì)通常是由操作者來開啟和關(guān)閉。通風(fēng)柜移門最大的開啟度通常取決于制造商的設(shè)計(jì)，然而大多數(shù)通風(fēng)柜移門的操作高度被設(shè)計(jì)在500?mm。這個(gè)操作高度通常會(huì)有一個(gè)限位器來限制移門繼續(xù)往上或在通風(fēng)柜一邊立柱上貼有限位標(biāo)識(shí)，還有種做法就是安裝移門報(bào)警器，當(dāng)移門超過安全工作高度后會(huì)自動(dòng)報(bào)警。正常操作下的通風(fēng)柜設(shè)計(jì)風(fēng)量就是移門開度面積乘以設(shè)計(jì)的面風(fēng)速。

面風(fēng)速

很多情況下人們會(huì)以為面風(fēng)速越高，通風(fēng)柜內(nèi)有害氣體的排放就越徹底，這更可能是一種心理上的暗示，因?yàn)樵谝郧笆菦]有測試手段來檢測通風(fēng)柜的污染物泄漏率的，但其實(shí)這是一個(gè)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)?，F(xiàn)代測試技術(shù)表明在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室工作環(huán)境,可以通過降低面風(fēng)速來提高有害氣體的排放性能或通過“多樣性操作”來實(shí)現(xiàn)。在暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)中低面風(fēng)速或部署操作的多樣性會(huì)導(dǎo)致在實(shí)驗(yàn)室空間減少氣流，同時(shí)也能導(dǎo)致渦流的減少，因此通風(fēng)柜的有害氣體排放性能也由此得到改善。世界上大部分地區(qū)仍然是將0.5?m/s的面風(fēng)速作為一個(gè)“通常”通風(fēng)柜的使用標(biāo)準(zhǔn)，中國也選用了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。然而在歐洲,設(shè)計(jì)師和制造商們將通風(fēng)柜的運(yùn)行面風(fēng)速設(shè)定到更低的0.3 m/s，并且在大多數(shù)應(yīng)用中已經(jīng)被廣泛接受，同時(shí)也被證明其安全性和高效性。低面風(fēng)速情況下的泄漏性測試已經(jīng)在測試實(shí)驗(yàn)室被證明良好的性能，并且在一些暖通系統(tǒng)都調(diào)試好的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)室區(qū)域也被證明其良好的表現(xiàn)。

通風(fēng)柜類型

定風(fēng)量(CAV)類型

所謂的CAV設(shè)計(jì)的通風(fēng)柜就是一個(gè)在恒定風(fēng)量情況下運(yùn)行的通風(fēng)柜。當(dāng)移門在一個(gè)很低的位置時(shí)，通風(fēng)柜上端的進(jìn)風(fēng)口(也稱旁通補(bǔ)風(fēng))會(huì)開始進(jìn)風(fēng)以確保流入的風(fēng)速不會(huì)增加到一個(gè)不可接受的水平。當(dāng)移門的位置完全下來的時(shí)候,設(shè)計(jì)提供了足夠的氣流來在工作臺(tái)面附近有效地分散和疏散低水平氣體和污染物。

變風(fēng)量類型

變風(fēng)量通風(fēng)柜的設(shè)計(jì)用以適應(yīng)不同品牌的實(shí)驗(yàn)室變風(fēng)量控制系統(tǒng)，當(dāng)然這些VAV控制品牌需要是可靠的并且是有著良好聲譽(yù)基礎(chǔ)。這些VAV控制的供應(yīng)商部署各種傳感器和流量控制裝置以確保安全高效運(yùn)行。然而最大和最小風(fēng)量需要在安全和高效的設(shè)置基礎(chǔ)上仔細(xì)考慮,設(shè)計(jì)和明確。大多數(shù)新的實(shí)驗(yàn)室設(shè)施目前都是采用變風(fēng)量設(shè)計(jì)以達(dá)到最大效率和最小的運(yùn)營成本。從初期看，投入會(huì)增加，但從長期的運(yùn)行費(fèi)用來看則是節(jié)約了成本。

變風(fēng)量設(shè)計(jì)

變風(fēng)量通風(fēng)柜的最大風(fēng)量是面風(fēng)速乘以移門安全工作高度(通常高度設(shè)定在500?mm)任何“泄漏”,此將歸結(jié)于通風(fēng)柜的設(shè)計(jì)。變風(fēng)量控制系統(tǒng)在經(jīng)過調(diào)試和認(rèn)證后，其實(shí)際風(fēng)量與計(jì)算風(fēng)量的誤差值應(yīng)該在±?5?%以內(nèi)。變風(fēng)量通風(fēng)柜操作的最小風(fēng)量需要非常謹(jǐn)慎地考慮?？蛻魹槭裁匆黾右还P不菲的費(fèi)用來選擇VAV控制系統(tǒng)，原因有以下幾點(diǎn)：1.當(dāng)通風(fēng)柜移門關(guān)閉時(shí)或通風(fēng)柜不在使用狀態(tài)時(shí)，減少風(fēng)量以達(dá)到節(jié)能的作用。2.讓暖通設(shè)計(jì)師有能力來多樣化地操作應(yīng)用通風(fēng)柜,從而減少管道和風(fēng)機(jī)尺寸并相應(yīng)減少服務(wù)和平臺(tái)上的風(fēng)機(jī)存放空間，伴隨著還有在噪音和能耗成本上的降低。

根據(jù)上述的分析是否我們可以認(rèn)為當(dāng)客戶選用VAV控制系統(tǒng)時(shí)得到的最大益處是，當(dāng)通風(fēng)柜運(yùn)行時(shí)移門處在一個(gè)盡量低的位置。根據(jù)已經(jīng)開展的各種各樣的研究，其中許多是在公共領(lǐng)域，都已經(jīng)證明了合理正確的使用通風(fēng)柜和VAV控制系統(tǒng)對能耗的節(jié)約有多重要。比如說在一個(gè)典型的制藥研發(fā)實(shí)驗(yàn)室正常使用情況下，通風(fēng)柜的移門在開啟的情況下的工作時(shí)間只是占了約25%的時(shí)間。如果我們假設(shè)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)施運(yùn)行5個(gè)工作日/周和每天10?h的正常運(yùn)轉(zhuǎn),那么通風(fēng)柜的移門將有90%的時(shí)間是在關(guān)閉狀態(tài)下的。因此,通風(fēng)柜的最小風(fēng)量需要正確的設(shè)立，明確并且在調(diào)試時(shí)需要得到驗(yàn)證。而這是用戶在通風(fēng)柜運(yùn)行過程中經(jīng)常忽視的一個(gè)問題，而卻對能耗產(chǎn)生很大影響的一個(gè)因素。

建立最小風(fēng)量應(yīng)足以滿足控制污染物的濃度水平和控制易燃蒸汽的濃度水平不會(huì)引起爆炸。

美國標(biāo)準(zhǔn)ANSI/AIHAZ9.5- 2012 STANDARD FOR LABORATORY VENTILATION建議對于化學(xué)用通風(fēng)柜的最低風(fēng)量應(yīng)該處于150- 375A?CH(每小時(shí)換氣次數(shù)的范圍(Air Changes per Hour))。顯然如果選用150ACH的最小風(fēng)量設(shè)計(jì)可以最大限度地降低能耗,但是建議客戶全面評(píng)估他們的流程,以確保選擇最合適的最小風(fēng)量。一旦仔細(xì)地評(píng)估后,該最小風(fēng)量應(yīng)該明確指定給暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者(它會(huì)影響設(shè)計(jì)的多樣性操作)，同時(shí)還應(yīng)該指定給變風(fēng)量控制系統(tǒng)供應(yīng)商,以確保他們的設(shè)備能夠提供所需的調(diào)節(jié)。

總之,如何將通風(fēng)柜變風(fēng)量控制調(diào)試到設(shè)計(jì)所要求的最大風(fēng)量和最小風(fēng)量是極其重要的，而不僅僅是保持通常所說的0.5?m/s的面風(fēng)速。這是極其重要的，通風(fēng)櫥變風(fēng)量空調(diào)控制正確委托最大和最小設(shè)計(jì)體積流動(dòng)。