技術(shù)導(dǎo)航|淺談實(shí)驗(yàn)室新風(fēng)處理
實(shí)驗(yàn)室新風(fēng)處理的基本方法和注意事項(xiàng),確保補(bǔ)入室內(nèi)的新風(fēng)是潔凈、舒適的,對(duì)室內(nèi)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生影響。
1、實(shí)驗(yàn)室新風(fēng)
在分析化驗(yàn)過(guò)程中,難以避免的會(huì)產(chǎn)生一些有毒有害物質(zhì),為了保護(hù)科研人員的身心健康,通常在室內(nèi)設(shè)置大量的局部排風(fēng)設(shè)備,如通風(fēng)柜、集氣罩、原子罩、萬(wàn)向罩、通風(fēng)藥品柜等,且當(dāng)局部排風(fēng)設(shè)備的排風(fēng)量不能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)室相關(guān)規(guī)范對(duì)最小換氣次數(shù)的要求時(shí),還需增設(shè)一些環(huán)境排風(fēng)口進(jìn)行全室通風(fēng),進(jìn)而造成實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的排風(fēng)量較大。
現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)室,為了創(chuàng)造一個(gè)舒適的工作環(huán)境,提高科研人員的工作效率,對(duì)于設(shè)置排風(fēng)的實(shí)驗(yàn)房間,通常按照風(fēng)平衡、熱平衡設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室新風(fēng)系統(tǒng)。
2、新風(fēng)過(guò)濾
2.1粉塵過(guò)濾
室外空氣中含有大量的粉塵,如果僅在新風(fēng)空調(diào)機(jī)組內(nèi)設(shè)置一道粗效過(guò)濾器,實(shí)踐證明,粗效過(guò)濾器通常1個(gè)月就要更換一次。對(duì)于我國(guó)北方等有風(fēng)沙的地區(qū),由于地理位置的特殊性,新風(fēng)中還夾帶著大量的沙塵,使得粗效過(guò)濾器的更換周期更短,一周需要更換一次。
使用方如果不能及時(shí)更換過(guò)濾器,會(huì)使新風(fēng)空調(diào)機(jī)組內(nèi)換熱器盤(pán)管表面很快結(jié)垢,降低換熱效率。同時(shí)空氣中的粉塵與送風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期磨損,使得送風(fēng)機(jī)壽命大為縮短。當(dāng)過(guò)濾器阻塞到一定程度時(shí),會(huì)形成一道“泥墻”,即使送風(fēng)機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),也無(wú)法將新風(fēng)送入室內(nèi),造成實(shí)驗(yàn)室內(nèi)負(fù)壓過(guò)大。
為了延長(zhǎng)新風(fēng)空調(diào)機(jī)組內(nèi)的過(guò)濾器使用壽命,可現(xiàn)場(chǎng)制作或與建筑專(zhuān)業(yè)相配合,在新風(fēng)空調(diào)機(jī)組的入口處增設(shè)一個(gè)截面積較大的新風(fēng)采風(fēng)箱或新風(fēng)采風(fēng)室,使大量的大顆粒沙塵在此沉降和阻隔,從而延長(zhǎng)新風(fēng)空調(diào)機(jī)組內(nèi)的過(guò)濾器使用壽命,大大節(jié)省后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。
由于粗效過(guò)濾器僅能過(guò)濾一定范圍內(nèi)的粉塵,對(duì)于一些要求較高的實(shí)驗(yàn)室,還可在新風(fēng)空調(diào)機(jī)組內(nèi)增設(shè)凈化級(jí)別更高的過(guò)濾器,如中效袋式過(guò)濾器、駐電極高效凈化過(guò)濾器等。
2.2鹽霧過(guò)濾
沿海地區(qū),空氣中含有大量的鹽分,如果不經(jīng)過(guò)濾處理,直接送入室內(nèi),易對(duì)新風(fēng)空調(diào)機(jī)組內(nèi)的表冷器、送風(fēng)機(jī)、變頻電機(jī)和室內(nèi)儀器設(shè)備等造成嚴(yán)重的腐蝕和破壞。
為了降低鹽霧的危害,提高設(shè)備的使用壽命,通常在新風(fēng)空調(diào)機(jī)組內(nèi)設(shè)置一道中高效過(guò)濾器,對(duì)鹽霧進(jìn)行過(guò)濾。
當(dāng)空氣中鹽霧成分較多時(shí),考慮到中高效過(guò)濾器的使用壽命較短,后期的維護(hù)成本較高,也可采用專(zhuān)用的鹽霧過(guò)濾機(jī)組,通過(guò)過(guò)濾、噴淋等原理對(duì)鹽霧進(jìn)行過(guò)濾。
2.3化學(xué)污染物過(guò)濾
當(dāng)實(shí)驗(yàn)室周邊空氣質(zhì)量較差時(shí),如空氣中存在含硫氣體、含氯氣體、含氮?dú)怏w等化學(xué)物質(zhì)或空氣中存在刺激性氣味時(shí),新風(fēng)空調(diào)機(jī)組內(nèi)除設(shè)置常規(guī)的粉塵過(guò)濾器外,尚需設(shè)置專(zhuān)用的活性炭或化學(xué)過(guò)濾模塊對(duì)新風(fēng)進(jìn)行吸附、化學(xué)催化、除臭等處理,從而保證送入室內(nèi)的空氣是高品質(zhì)的新鮮空氣。
3、新風(fēng)溫濕度控制
3.1溫度控制
對(duì)于夏季采用冷凍水進(jìn)行降溫處理的新風(fēng)空調(diào)機(jī)組,在送風(fēng)總管內(nèi)設(shè)置一個(gè)溫度傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)送風(fēng)溫度,當(dāng)送風(fēng)溫度高于設(shè)定值時(shí),通過(guò)控制冷水電動(dòng)水閥執(zhí)行器調(diào)大電動(dòng)水閥的開(kāi)度,加大表冷器的水流量來(lái)保證送風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定要求。反之減小表冷器的水流量來(lái)保證送風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定要求。
對(duì)于冬季采用熱水進(jìn)行加熱處理的新風(fēng)空調(diào)機(jī)組,利用送風(fēng)總管內(nèi)已有的溫度傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)送風(fēng)溫度,當(dāng)送風(fēng)溫度高于設(shè)定值時(shí),通過(guò)控制熱水電動(dòng)水閥執(zhí)行器調(diào)小電動(dòng)水閥的開(kāi)度,減小加熱器的水流量來(lái)保證送風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定要求。反之加大加熱器的水流量來(lái)保證送風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定要求。
3.2濕度控制
首先查閱相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),了解項(xiàng)目所處地區(qū)冬夏季室外空調(diào)計(jì)算參數(shù),然后有針對(duì)性的進(jìn)行濕度控制。
當(dāng)夏季空氣中濕度較大時(shí),可采用冷凍除濕+再熱的方式進(jìn)行除濕;當(dāng)冬季空氣中濕度較小時(shí),可選用濕膜加濕、高壓微霧加濕、干蒸汽加濕、電極加濕等方式對(duì)新風(fēng)進(jìn)行加濕處理。
4、新風(fēng)風(fēng)量控制
由于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)存在大量的變風(fēng)量局部排風(fēng)設(shè)備,如變風(fēng)量通風(fēng)柜、變風(fēng)量中央集氣罩等,造成末端風(fēng)量存在變化的可能。而在設(shè)計(jì)之初,按照考慮了一定同時(shí)使用系數(shù)后進(jìn)行設(shè)備選型,即所選設(shè)備通常風(fēng)量較大。當(dāng)室內(nèi)通風(fēng)量需求較小時(shí),就需要新風(fēng)空調(diào)機(jī)組降低頻率運(yùn)行。
目前常見(jiàn)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制方式有:定靜壓控制、變靜壓控制和總風(fēng)量控制三種基本方法。在實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)領(lǐng)域,常用的是定靜壓控制方法,即在最不利環(huán)路的末端定風(fēng)量壓力無(wú)關(guān)型閥門(mén)前后設(shè)置一個(gè)靜壓傳感器,保持該點(diǎn)靜壓值在設(shè)定值,并以此為基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)。當(dāng)室內(nèi)排風(fēng)變風(fēng)量壓力無(wú)關(guān)型閥門(mén)的風(fēng)量發(fā)生變化時(shí),為了保證實(shí)驗(yàn)室內(nèi)始終處于微負(fù)壓,必然連鎖調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的送風(fēng)變風(fēng)量壓力無(wú)關(guān)型閥門(mén)的開(kāi)度,進(jìn)而造成新風(fēng)風(fēng)道壓差發(fā)生變化。通過(guò)靜壓傳感器檢測(cè)到的風(fēng)道壓差變化,調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率滿(mǎn)足風(fēng)道壓差恒定。
5、新風(fēng)除濕
5.1除濕目的
南方地區(qū),夏季炎熱潮濕,空氣中濕度加大,尤其是梅雨季節(jié),如新風(fēng)不經(jīng)除濕處理直接送入室內(nèi),易造成室內(nèi)空氣相對(duì)濕度較大,出現(xiàn)發(fā)霉,甚者出現(xiàn)墻壁結(jié)露、儀器表面結(jié)露等現(xiàn)象,進(jìn)而破壞室內(nèi)裝飾裝修,影響部分儀器設(shè)備不能正常工作。
5.2除濕措施
傳統(tǒng)的除濕方式為室外高溫高濕的新風(fēng),先經(jīng)過(guò)表冷器進(jìn)行降溫,通常處理到室內(nèi)露點(diǎn)溫度,將新風(fēng)中的大量水分除去,然后利用表冷器后端的熱水盤(pán)管進(jìn)行二次升溫,從而保證送入室內(nèi)的空氣品質(zhì)不影響室內(nèi)環(huán)境。
鑒于冷凍除濕需要先降溫再升溫,造成能量的浪費(fèi),而且不是每個(gè)項(xiàng)目夏季均能夠提供再熱源,為了在現(xiàn)有的條件下進(jìn)行濕度控制,當(dāng)相對(duì)濕度控制精度要求不高時(shí),當(dāng)下也可采用U型三維除濕熱管進(jìn)行除濕再熱。室外高溫高濕的空氣,首先經(jīng)過(guò)U型三維除濕熱管的前段進(jìn)行熱交換,對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷,同時(shí)新風(fēng)中的熱量轉(zhuǎn)移到熱管內(nèi);然后預(yù)冷后的新風(fēng)經(jīng)過(guò)表冷器進(jìn)行深度降溫后送往U型三維除濕熱管的后段進(jìn)行再熱。U型三維除濕熱管在對(duì)新風(fēng)進(jìn)行降溫、升溫的過(guò)程中,利用體內(nèi)充注制冷劑的相變進(jìn)行,可實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移零能耗。
6、新風(fēng)空調(diào)機(jī)組防凍
6.1凍裂原因
對(duì)于夏熱冬冷、寒冷、嚴(yán)寒地區(qū),冬季室外空氣溫度較低,可以達(dá)到零下幾度甚至零下幾十度。而實(shí)驗(yàn)室新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)冬季加熱用的熱媒通常為熱水,如果操作、運(yùn)行不當(dāng),極易造成加熱盤(pán)管凍裂。凍裂的原因大致如下:
6.1.1運(yùn)行過(guò)程
1)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室新風(fēng)系統(tǒng)常規(guī)采用的是全新風(fēng)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng),存在低風(fēng)量運(yùn)行工況,造成新風(fēng)空調(diào)機(jī)組內(nèi)盤(pán)管的水流速降低,盤(pán)管凍裂。
2)組合式空調(diào)機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí),除熱量需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于冷量需求的地區(qū),經(jīng)常夏季制冷和冬季加熱共用一道盤(pán)管,因此組合式空調(diào)機(jī)組生產(chǎn)廠商為了保證盤(pán)管性能,均按制冷量進(jìn)行盤(pán)管選型。在冬季運(yùn)行時(shí),由于熱水溫差較大,需要的換熱面積小,造成盤(pán)管內(nèi)運(yùn)行的水流速降低。
3)由于系統(tǒng)中排氣不暢,造成盤(pán)管中混有大量氣體,使循環(huán)管路流動(dòng)阻力加大、流速降低。
4)水系統(tǒng)中存在較多的雜質(zhì),阻塞盤(pán)管,使流體速度降低或靜止。
5)冷熱盤(pán)管獨(dú)立設(shè)計(jì)時(shí),冬季冷盤(pán)管內(nèi)水未排或未排凈,冷空氣流經(jīng)盤(pán)管后,凍裂冷水盤(pán)管。
6.1.2停機(jī)過(guò)程
1)在系統(tǒng)間歇運(yùn)行時(shí),關(guān)閉狀態(tài)的電動(dòng)保溫閥,在熱壓和風(fēng)壓的共同作用下,冷空氣通過(guò)閥門(mén)縫隙滲入新風(fēng)空調(diào)機(jī)組內(nèi),使其內(nèi)部溫度降低,造成盤(pán)管凍裂。
2)正常停機(jī)時(shí),熱水循環(huán)系統(tǒng)停止工作,熱水在盤(pán)管內(nèi)積存。由于新風(fēng)口處設(shè)置的風(fēng)閥熱傳導(dǎo)和室外冷空氣的滲入,使盤(pán)管內(nèi)的水因局部溫度逐漸降低而凍結(jié),導(dǎo)致盤(pán)管凍裂。
3)非正常停機(jī),熱水系統(tǒng)因故障原因停機(jī),而新風(fēng)空調(diào)機(jī)組的風(fēng)機(jī)仍然工作,大量低溫新風(fēng)經(jīng)過(guò)盤(pán)管,盤(pán)管內(nèi)的存水結(jié)冰并使其凍裂。
6.2防凍措施
6.2.1設(shè)計(jì)措施
1)在新風(fēng)空調(diào)機(jī)組新風(fēng)入口處裝設(shè)開(kāi)關(guān)型保溫密閉風(fēng)閥并與送風(fēng)機(jī)連鎖。當(dāng)送風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),新風(fēng)入口處電動(dòng)密閉風(fēng)閥全開(kāi);當(dāng)送風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),新風(fēng)入口處電動(dòng)密閉風(fēng)閥關(guān)閉。
2)在每臺(tái)新風(fēng)空調(diào)機(jī)組供回水總管間設(shè)置一套變頻防凍循環(huán)水泵,當(dāng)室外溫度低于5℃時(shí),防凍循環(huán)水泵自動(dòng)投入運(yùn)行,保證盤(pán)管內(nèi)水流量恒定,維持在設(shè)計(jì)值以上。該防凍循環(huán)水泵采用變頻控制,通過(guò)設(shè)置在水泵進(jìn)出口的壓力傳感器來(lái)控制水泵流量。
3)在每臺(tái)新風(fēng)空調(diào)機(jī)組的回水總管上設(shè)回水溫度檢測(cè)裝置,當(dāng)回水溫度低于設(shè)定值時(shí)報(bào)警,連鎖關(guān)閉新風(fēng)空調(diào)機(jī)組。
4)在每臺(tái)新風(fēng)空調(diào)機(jī)組加熱盤(pán)管后側(cè)裝設(shè)防凍開(kāi)關(guān),當(dāng)盤(pán)管加熱后的溫度低于設(shè)定值時(shí),將自動(dòng)切斷送風(fēng)機(jī)電路,停止風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),連鎖關(guān)閉新風(fēng)入口電動(dòng)密閉風(fēng)閥,同時(shí)將熱水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)至最大,并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
5)冬季運(yùn)行時(shí),為電動(dòng)熱水調(diào)節(jié)閥設(shè)置最小開(kāi)度,從而保證盤(pán)管內(nèi)一定的水流速。
6)當(dāng)換熱效率允許時(shí),新風(fēng)空調(diào)機(jī)組內(nèi)的加熱盤(pán)管采用順流式設(shè)計(jì),即使低溫空氣先與加熱盤(pán)管內(nèi)的高溫進(jìn)水側(cè)進(jìn)行換熱,延遲水溫降低時(shí)間,防止盤(pán)管凍裂。
7)結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn),設(shè)置乙二醇熱回收盤(pán)管段、三維熱管熱回收裝置等,對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱;也可考慮熱媒采用乙二醇水溶液。
6.2.2施工措施
1)在每組加熱盤(pán)管的最高點(diǎn)處設(shè)置手動(dòng)放氣閥,最低點(diǎn)處設(shè)置泄水閥,用于在系統(tǒng)調(diào)試和新風(fēng)空調(diào)機(jī)組停機(jī)時(shí),完全排空加熱盤(pán)管內(nèi)的空氣和雜質(zhì)。
2)進(jìn)入加熱盤(pán)管的水系統(tǒng)管路上設(shè)置Y型過(guò)濾器,并在安裝調(diào)試后,清洗Y型過(guò)濾器,避免雜質(zhì)進(jìn)入加熱盤(pán)管內(nèi),增加阻力降低熱水流速。
6.2.3保養(yǎng)措施
1)定期檢查、清洗水管路上的Y型過(guò)濾器。
2)當(dāng)新風(fēng)空調(diào)機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間不工作時(shí),可由維護(hù)管理人員在盤(pán)管的排氣閥位置設(shè)置一個(gè)三通,之后接入壓縮空氣進(jìn)行吹掃,打開(kāi)盤(pán)管最低點(diǎn)的排水口即可將水完全排凈,防止盤(pán)管凍裂。
7、結(jié)束語(yǔ)
實(shí)驗(yàn)室新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞,直接影響到室內(nèi)空氣質(zhì)量、設(shè)備維護(hù)成本和后期的運(yùn)行費(fèi)用,這就要求我們精確計(jì)算,不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),采用新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝、新材料,在保證安全的前提下,讓實(shí)驗(yàn)室新風(fēng)系統(tǒng)更加節(jié)能穩(wěn)定的運(yùn)行。