您好, 歡迎來到化工儀器網
實驗室排風及補風方案設計及運行費用分析
一、實驗室排風系統(tǒng)設計：
1、祿米實驗室通風柜的功能和作用:
在日常的化學實驗中，經常要進行如傾倒、混合、蒸發(fā)等操作, 而這些操作會產生如煙霧、蒸汽、氣體等會對操作人員身體有危害、甚至致命的；而這些，只要擁有一臺設計合理、結構穩(wěn)固的通風柜就可避免。通風柜是一種能給操作者一個安全的操作空間，且能功能強勁地將煙霧、蒸汽、氣體排放出去的設備。通風柜是實驗室中重要的設施。恰當?shù)靥暨x、安裝、操作以及維修通風柜，會使您以及實驗室的其他人遠離化學試劑或有害氣體的侵害。 同時，如果發(fā)生了火災或爆炸等意外事故，通風柜可以適當?shù)慕档褪鹿拾l(fā)生的破壞程度。
在出現(xiàn)下列情況時建議您使用排毒柜：
研究或使用已知或懷疑有危險的化學物質時；
進行未知物質的研究時；
傾倒、混合、稱量及配制化學制劑時。
2、祿米實驗室通風柜的排氣系統(tǒng)及排氣方式
基本概念：
（1）排氣量Q：指單位時間內從排毒柜內排出的氣體體積。
常用單位： CFM、m3/h （CMH）
（2）表面風速Vs：指外界氣體進入排毒柜柜門表面的平均風速。
常用單位有： m/s、FPM。
（3）、噪聲：單位dB。
（4）風管：塑料（PVC）、玻璃鋼。
（5）風機：玻璃鋼（FRP）。
3、祿米實驗室通風柜的風量設計：
（1）表面風速Vs：
通風柜面風速選擇的國內及美國技術標準摘錄（JBT/6412-1999 及 ANSI/ASHRAE 110-1995）：
進入通風柜的氣流不應紊流過大；通風柜面風速應當適當.在大多數(shù)情況下，推薦通風柜面風速為0.3m/s到0.5m/s之間, 通風柜面風速在0.5m/s到0.8m/s之間的標準用于很高毒性物質或外部對通風柜性能有不良影響的場合。然而，通風柜工作的能耗正比于面風速，面風速不應接近或超過0.8m/s,因為這會導致調節(jié)門周圍的紊流而且會減小排毒柜的俘獲效率。
（2）排氣量（Q）=表面風速（Vs）*通風柜開口面積
經研究表明，表面風速是在通風柜門開啟高度為40CM，表面風速達到0.5m/s。在本次工程設計中，按照建設單位的要求，排毒柜的面風速控制在0.3m/s到0.5m/s之間。
排毒柜在實驗室內的放置和規(guī)劃從方便操作、對操作人員的危害及與其它實驗室設備相互影響等方面都有嚴格的規(guī)定，請參考相關技術規(guī)范。
4、祿米實驗室通風柜的補風系統(tǒng)設計：
由于實驗室排風會帶走大量的室內空氣,造成室內的負壓很大,門窗都很難打開, 特別是有空調的實驗室,空調冷風被抽走后,造成房間的溫度過高,達不到舒適性的要求,給人們的工作帶來影響.因此,往往需考慮實驗室的補風問題.考慮到實驗室的能耗問題,往往采用變風量控制系統(tǒng).
二、實驗室空調系統(tǒng)設計：
1、室外設計參數(shù):
上海環(huán)境條件如下：
夏季室外計算工況：干球溫度34℃，濕球溫度28.2℃；查焓濕圖可知此溫濕度條件下的其它參數(shù)為：i1=91.2kj/kg
d1=22.18g/kg
T01=26.55℃
冬季室外計算工況：干球溫度-4℃，濕球溫度-6.2℃；查焓濕圖可知此溫濕度條件下其它參數(shù)為：i1=-0.92kj/kg d1=1.25g/kg T01=-12.61℃
風冷冷源型（補風冷源計算）
一、新風量為130000CMH機組之參數(shù)計算
已知此臺機組為全新風處理，風柜出風口溫濕度要求為：≤DB26℃ ≤RH70%，查焓濕圖可知此溫濕度要求下的露點溫度TN0=19.96℃ dN0=14.8g/kg iN=63.96kj/kg。
冷量計算
全新風經過表冷器處理之后的溫度必須≤TN0才能做到所要求的室內工
況。即新風經蒸發(fā)器降溫除濕到工況點：DB19.96℃ RH100%時，才可除去空氣中多余的水蒸汽；查焓濕圖可知此工況下的其它技術參數(shù)為：
i2=57.35kj/kg
d2=14.66g/kg
表冷器冷量理論計算值約為：1467KW
由此可計算出理論制冷量為：Q1 = L新 x 1.2 x （i1-i2） = 130000 x 1.2 x (91.2 - 57.35) / 3600 = 1467KW
因冷凝水排或其它因素會造成冷量的損失，所以配主機時須考慮1.1的安全系數(shù)。則實際配壓縮機時的冷量值為：1467x1.1=1613KW, 壓縮機的輸入功率為452KW。
電加熱量計算
經蒸發(fā)器除溫除濕后的空氣須升溫，才能達到要求的溫濕度。所需的加
熱量為：Q熱=cm△t/3600 =1.01x130000x1.2x [26-19.96]/3600≈264KW
加熱量理論計算值為：264KW
空調機組大用電量：452+264=716KW/H
冬季熱量計算
全新風經過表冷器處理之后的溫度必須大于室內溫度,才能做到所要求的室內工況。按室內溫度為：T01=-18℃, RH=55%，查焓濕圖可知此工況下的其它技術參數(shù)為：
i2=36.24kj/kg
d2=7.13g/kg
由此可計算出理論制熱量為：Q1 = L新 x 1.2 x （i1-i2） = 130000 x 1.2 x (36.24 +0.92) / 3600 = 1610KW
表冷器冷量理論計算值約為：1610KW
綜上所述,選用兩臺南京天加(合資)模塊化風式冷熱水機組TCA406BR,每臺制冷量792KW,制熱量864KW,壓縮機臺數(shù)12個,可用12個起動模塊.耗電功率226KW,單價65萬/臺,共計130萬.
一次性投資與運行費用綜合對比
新風空調系統(tǒng)每天運行按8小時算，電價按0.6元/小時(工業(yè)用電)，總運行按1年算，則：
夏季全開新風空調機進行補風冷處理，那么：
運行費用=716KW*8H*1天*90天*0.6=31萬元
夏季如果采用變風量系統(tǒng)進行補風冷處理(按40%計算)，那么：
運行費用=716KW*8H*1天*90天*0.6*0.4=12.4萬元
冬季全開新風空調機進行補風熱處理，那么：
運行費用=716KW*8H*1天*90天*0.6=31萬元
冬季如果采用變風量系統(tǒng)進行補風冷處理(按40%計算)，那么：
運行費用=716KW*8H*1天*90天*0.6*0.4=12.4萬元
5,春秋兩季為過渡季節(jié),新風可直接從室外補充到室內,耗冷量和熱量將不到10%,則:
運行費用=716KW*8H*1天*180天*0.6*0.1=6.2萬元
綜上所述,采用變風量控制系統(tǒng),每年的運行費用為:
:運行費用=12.4+12.4+6.2=31萬元
因此,采用變風量進行補風冷處理,可節(jié)省的費用達到60%以上,所以我們推薦采用變風量控制系統(tǒng)。
