摘 要：通排风系统在实验室中非常重要，若实验室较大时会在同一个排风系统里安装多台通风柜。通风柜、排风机、排风管、新风机、新风管、系统控制器是系统的主要组成，保证实现污染气体、尘埃收集、集中处理符合标准后排放。本文围绕通排风系统展开讨论，以某实验室通排风系统改造为例，详细介绍系统设计的相应注意事项，并分析实验室改造后，系统将通排风效果，希望对相关单位系统设计有一定借鉴作用。
关键词：实验室；通排风系统；设计
引言：
通风柜通俗来说就是有调节柜门的密闭罩，在通风柜内进行实验操作，会生成相应有害物质或尘埃，为避免污染气体向外界逸散，需要在其内部进行抽风，从而在柜体内部形成负压。柜门位移信号发生变化时，保证面风速稳定，排风量随之变化，室内通排风量也在不断变化。实验室较大情况下，需要多台通风柜并联运行，柜体全部并联在主排风管上，从而实现室内通排风。
一、通排风系统设计
（一）通排风设计
通风控制系统随时依据传感器、柜门位置、设备开启数量，调节风阀开度，单个柜体开关以开/关形式随意组合到一起，系统运行排风量、新风量由风机转速决定。排风新风互锁，正负压差由实验性质设计确定，变频器控制风机运行过程中，通风智能控制器通过位置传感和压差传感对阀门状态和风管压力进行检测，按照阀门开闭状态自动设定系统运行频率，风阀角度被自动调整，此时通风柜风速达到设计值，通风系统正常稳定运行。
（二）通风柜系统设计
首先确定面风速，我国对面风速还没有明确规定，设计过程中常按照（欧洲标准）或行业标准推荐值进行设计，常用面风速如表一所示。
通风柜调节门位置移动过程中保持通风柜平均的面风速为常量，控制阀门的开度，同时变频器控制风机运行频率，以满足通风柜设定面风速所需风量，达到通风柜面风速恒定的控制效果。同时保证通风柜的集尘能力并有显著的节能效果。优点：
1、调节门关上时节能显著。
2、调节门位置变化时保持正确的面风速，安全性增加。
3、固有的报警与监控功能是变风量系统的一个典型的组成部分，同时增加安全性。
4、由于变风量控制系统易于适应系统变化，实验室灵活性会增加。
5、由于风流量减小，噪声级会降低。
6、采用面风速控制+变频器+风量计算控制器+差压传感器监测的方式达到适当的恒定面风速控制；
6.1、任意一台通风设备开启，系统进入运行状态；
6.2、系统通风设备数量的改变或风量需求变化，经计算出适当的风量， 并控制风机相应的排风量；
7、采用温控系统来保持系统运行环境的合适温度，起到安全运行作用。
8、变频器的型号由风机电机功率决定。
（三）污染气体处理
实验室排风还需根据实验对象类型对其排放废气合理处理，通风柜收集到室内污染气体后，必须进行排风处理后才能向外界排放：若废气中酸碱含量较多，如强酸、强碱等，先将废气通入到净化塔中，让其进行酸碱中和反应，达到净化气体目的。高效空气过滤器是处理放射性物质的主要装置，通过过滤处理然后将气体排放。若气体中含有大量有机物，需要用到活性炭对气体进行处理[1]。通风柜的排风口要设计除碘过滤装置，此装置在标记实验过程中会用到。
二、某实验室通排风系统设计
（一）通风系统设计
某实验室中，通风系统分别安装在不同实验房间中，其中一个房间安装4台通风柜，其开启时刻不一致，通风柜使用时间也存在明显差异。1500m3/h是单台通风柜的最大排风设计值，通风柜内需排出气体属于易燃易爆类型，气体浓度并不大。6600 m3/h是该间实验室的正常送风量，当四台通风柜同时开启时，房间内空调制冷效果维持良好。
为避免气体在柜体内出现燃烧、爆炸等情况，排风机设计为防爆形式，室外排风口尽量抬高，排出气体直接逸散在空气中，若风口过低气体极易与非防爆区气体产生反应，在室外形成爆炸现象。4台通风柜同时开启，排风量为6000 m3/h，为达到室内标准送风要求，设置组合式空调。当启动排风柜时，新风机与排风机联动。并于自动控制系统计算新风与排风量，及时补充新风。新风（补风）经初效、中效过滤器并经制冷（热）预处理后由送风口送入房间[2]，保证实验室空调不受排风干扰而失效。
送、回风系统按照正常房间进行设置即可。正常情况下，实验室会维持相对微正压状态，通风柜内系统保持负压状态，房间内送风、排风形成稳定循环。通风柜正常工作过程中，其它装置如电动阀、排风机等会在连锁反应下自动开启，相互配合完成系统送排风过程。在不同数量通风柜开启状态下，及通风柜柜门开启关闭，系统能通过变频器控制排风机转速自动调节排风量。当实验室中只有一台通风柜开启时，柜门开启最小，最小排风量为500m3/h，排风量随柜门开启度比例积分控制，最大排风量为1500m3/h，由通风柜控制器采集柜门位置传感、面风速传感和风管压力传感三个变量计算出数据调节VAV阀门角度，再经通风控制器采集VAV阀门位置传感及风管压力传感计算出数据控制排风量。通风柜开启数量发生变化时，通过自动控制器自动计算出排风数据控制排风机量与新风量，使通风柜系统内负压值和面风速保持稳定在一定范围内，保证通风使用安全，通风系统排风量500m3/h-6000m3/h，新风量550m3/h-6600m3/h，自动无级变风量，排风新风联动。当关闭所有通风柜时，系统待机，只要启动其中一台通风柜，系统自动工作。系统采用本公司专利技术控制变风量设计，静态稳定，动态响应迅速，面风速动态响应速度可达到2S，节能效果优良，降噪作用明显。
（二）通排风系统的其它应用注意事项
全新风系统是实验室常使用的通排风系统类型，通风柜数量是根据工艺要求、系统功能等来确定的，对柜体密封性、耐腐蚀性要求比较严格。当实验室为相对密闭空间时，需要满足实验室较高的换气要求，不得关闭通风柜，设计换气次数必须在10次以上，正常情况下，换气次数维持在20～30次。或通过设计独立排风口，专用开关启动排风机和新风机，按设计最多实验人员换气次数计算排风量和新风量，保证不开启通风柜时实验人员安全。
若实验室对换气量要求较大，可采用定风量系统将排风量和新风量控制在某一定值。设计通排风系统时，遵循经济实用原则，保证系统设计达到实验室安全要求，同时材料、安装费用控制在最小值，让通排风系统真正实现投资少、质量高的特点。根据实验室特点，对产生气体浓度较大房间，采用换气次数频繁系统，保证气体在短时间内完全排净，保证房间内实验人员安全，并在系统上设计可调节方案，换气次数随气体浓度不断变化。系统设计要满足节能减排原则，尽量在通风柜内将有害物质过滤或转化，避免其对空气造成污染。
三、结束语
在学校、工业厂房等地方都存在实验室，且占地面积较广，一旦出现事故将不仅会危及实验者安全，气体扩散也会对周围住户健康造成影响。为避免实验室气体对外部环境造成污染，必须在其中安装通排风系统，及时对实验产生气体进行净化、过滤等处理，保证排出气体在大气自净范围内，同时降低实验室发生事故的几率。
參考文献：
[1] 任松保，喻文娟. 化学实验室通风节能改造案例分析[J]. 洁净与空调技术，2018（2）：98-101.
[2] 陈嘉昕，刘东，张琦，等. 某化学实验室通风系统的验收测试与分析[J]. 建筑热能通风空调，2017（11）：84-88.
[3] 陈建国，叶家华，李亚萍，徐令. 化学检测实验室通风系统建设与应用实践[J]. 检验检疫学刊，2018（6）：33-34.