凈化實驗室的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)是如何設(shè)計
發(fā)布時間：2018-11-14 點擊次數(shù)：5990次
為了使?jié)崈魧嶒炇沂覂?nèi)保持所需要的溫度、濕度、風(fēng)速、壓力和潔凈度等參數(shù)，最常用的方法是向室內(nèi)不斷送入一定量經(jīng)過處理的空氣，以消除潔凈室內(nèi)外各種熱濕干擾及塵埃污染。為獲得送入潔凈室具有一定狀態(tài)的空氣，就需要一整套設(shè)備對空氣進行處理，并不斷送入室內(nèi)，又不斷從室內(nèi)排出一部分來，這一整套設(shè)備就構(gòu)成了潔凈空調(diào)系統(tǒng)。
1 、空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崈魧嶒炇业膬艋燃墔?shù)進行綜合控制
潔凈空調(diào)系統(tǒng)分為集中式與分散式，集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)又稱中央空調(diào)，所有空氣處理設(shè)備(風(fēng)機、粗、中、高效過濾器、加熱器、冷卻器、加濕器、除濕器和制冷機組等)都集中在空調(diào)機房內(nèi)，通過輸送管道將精密控制處理后的空氣分配給空氣末端裝置，送到凈化實驗室里，以不同換氣次數(shù)和氣流形式來實現(xiàn)潔凈實驗室不同的潔凈級別。
這種空調(diào)系統(tǒng)熱源和冷源集中，對空氣的基本參數(shù)的調(diào)整易于實現(xiàn)，它處理空氣量大，也便于凈化參數(shù)控制，運行可靠，是目前大型集群式凈化實驗室的首選方式。
分散式潔凈室空調(diào)系統(tǒng)大多局限于局部實驗室需要凈化處理的情況，把單獨的空調(diào)處理系統(tǒng)安置在凈化實驗室或凈化實驗室的不同區(qū)域，在出風(fēng)口通過各類過濾器和凈化裝置如風(fēng)機過濾單元(FFU)對空氣進行凈化處理，每一個末端處理系統(tǒng)可以單獨對空氣參數(shù)進行調(diào)節(jié)，也可以實現(xiàn)對不同凈化實驗室凈化等級的控制。
2、 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)必須使?jié)崈魧嶒炇揖S持一定的正壓或負壓
潔凈實驗室中，機械儀器設(shè)備潔凈室和一般生物潔凈室都是采用正壓維持,但對于使用有毒、有害氣體或使用易燃易爆溶劑以及其他有特殊要求的潔凈實驗室則采用負壓控制。
潔凈實驗室維持一定的正壓是保證潔凈室不受或少受污染、是維持設(shè)計潔凈度等級必不可少地條件之一。即便是負壓潔凈室，它也必須有不低于它潔凈度級別地相鄰房間或套間維持一定的正壓，負壓潔凈室的潔凈度才能得以維持。
潔凈室正壓值是指門窗全部關(guān)閉狀態(tài)下，室內(nèi)靜壓大于室外靜壓的數(shù)值。它是通過凈化系統(tǒng)送風(fēng)量大于回風(fēng)量和排風(fēng)量的方法來達到。不同等級的潔凈實驗室以及實驗室內(nèi)潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的靜壓差，應(yīng)不小于5Pa，潔凈區(qū)與室外的靜壓差，應(yīng)不小于10Pa.。
此外，潔凈實驗室對于風(fēng)量，風(fēng)速等各項指標(biāo)的技術(shù)要求也都非常嚴(yán)格，因此，空調(diào)系統(tǒng)必須能夠滿足對其參數(shù)進行精確的控制。
3、 空調(diào)系統(tǒng)低噪聲低能耗指標(biāo)是提高凈化實驗室質(zhì)量的重要因素
凈化實驗室內(nèi)的噪聲不僅會使實驗人員產(chǎn)生煩惱效應(yīng)和困倦現(xiàn)象，還會對語言通訊、精密儀器和設(shè)備造成干擾，影響工作效率和實驗進展。
潔凈實驗室的靜態(tài)噪聲來源有很多，但主要的來源還是空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)和局部凈化設(shè)備運行噪聲。靜態(tài)噪聲的大小與潔凈室氣流流型、換氣次數(shù)等因素有關(guān)，但關(guān)鍵在于凈化空調(diào)系統(tǒng)的合理布置及合理的降噪措施。
因此低噪聲是凈化實驗室對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的必然要求
多年以來，潔凈空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的高能耗是潔凈實驗室發(fā)展的瓶頸，資料顯示，潔凈實驗室的能耗是一般寫字樓的10倍到30倍，其能耗主要體現(xiàn)在空氣的處理和輸送上，在強調(diào)可持續(xù)發(fā)展的總體思路下，必須采取現(xiàn)實有效的節(jié)能降耗措施，逐步淘汰高能耗的落后產(chǎn)品，大力發(fā)展和應(yīng)用體現(xiàn)時代科技水平的新型節(jié)能系統(tǒng)。
4、對空調(diào)通風(fēng)凈化系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性有相當(dāng)高的要求
例如生物培養(yǎng)室：是進行微生物培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、細胞培養(yǎng)等的用房。要求的環(huán)境條件相當(dāng)嚴(yán)苛，包括溫濕度、光照、空氣、水分、酸堿度等及滅菌消毒等措施，這就對空調(diào)通風(fēng)和空氣凈化設(shè)施和整套系統(tǒng)提出了更高的要求。
即使是對于普通凈化實驗室的要求，例如電子、航天航空、光電子等，對恒溫、恒濕、潔凈、無菌、防振、防輻射、防電磁干擾等也有別于普通舒適性空調(diào)系統(tǒng)。另外，還有一些飼養(yǎng)生物實驗所需動物的房間，雖然從嚴(yán)格意義上來說不屬于實驗室，但對于實驗有著重要的意義，要有良好的殺菌滅毒功能，就凈化和對空氣環(huán)境的處理方面對空調(diào)通風(fēng)和潔凈等級有著許多特殊的指標(biāo)。
二、潔凈實驗室對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的選型
用于潔凈實驗室的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)有兩類，一類是集中式、一類是分散式。前者適用于集群式、多房間、多要求、多功能的潔凈實驗室，優(yōu)點是便于管理，遠離噪聲、降低成本。后者適用于規(guī)模較小的潔凈實驗室或有著單獨特性要求的實驗室，優(yōu)點是控制精細、針對性強。
1、 選型原則一定要滿足凈化要求
在選型實際中，人們往往會根據(jù)資金、能耗來選擇空調(diào)的類型，忽略了選型的根本是為了滿足需要，滿足凈化標(biāo)準(zhǔn)要求。
在選型之前，一定要領(lǐng)會凈化實驗室的用途和實驗內(nèi)容、實驗儀器設(shè)備、實驗對象對空氣參數(shù)和環(huán)境要求的具體事項，然后有的放矢地提出有針對性的凈化標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該考慮的內(nèi)容要包括：實驗室的面積、樓層高度、實驗室的總高度和凈化實驗室圍護后的高度;希望達到的溫度、相對濕度、風(fēng)速、靜壓、靜壓差等;實驗室內(nèi)要求的潔凈等級、噪聲標(biāo)準(zhǔn)、無菌要求等等，綜合考慮這些因素后，提出一個適宜的資金要求，從而確定空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的具體形式和類型。
2、 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的選擇既要量力而行又要酌情而動
潔凈實驗室之所以潔凈，是因為首先使用特殊的工藝阻隔空氣與使用空間的自由交流，然后借助于人工的方式把空氣處理之后輸送到使用空間，當(dāng)然這里既要輸送新風(fēng)也要輸送濁風(fēng)，所謂濁風(fēng)就是把使用空間內(nèi)的空氣輸送給外界經(jīng)過處理后使之成為潔凈的空氣重新輸送回使用空間。
其原理可以用下面的流程圖來簡示：空氣氣流→初效空氣處理→空調(diào)→中效空氣處理→風(fēng)機送風(fēng)→凈化管道→高效送風(fēng)口→潔凈室→帶走塵埃→回風(fēng)夾道→新風(fēng)、初效空氣處理。
用于潔凈實驗室的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)主要由空氣處理設(shè)備、粗高中效過濾器、空氣輸送設(shè)施和局部凈化設(shè)備組成，這些設(shè)備類型各異、作用不同。
2.1空氣處理設(shè)備：
空氣處理設(shè)備一般是由空調(diào)器(AHU)、新風(fēng)機組(MAU)和循環(huán)機組(RAU)組成的一整套機組，是空調(diào)凈化系統(tǒng)常用的空氣熱濕交換和空氣凈化處理設(shè)備。
適用于具有一定規(guī)模的凈化實驗室，但要求其他過濾器和凈化裝置的整體配合，投資相對較高。比較小型的實驗室空氣處理裝備是采用分立式的小型設(shè)備組成，例如把冷暖空調(diào)機作為冷熱源，對空氣進行溫度濕度的簡單處理，然后配備風(fēng)機過濾器單元(FFU)對空氣進行潔凈處理，是一種比較簡易的凈化方案。
2.2各類空氣過濾器：
按過濾器對空氣處理的效率、阻力、容塵量等性能進行分類，可將過濾器劃分為粗效、中效、高效、亞高效、高效和超高效六大類。每種過濾器對塵埃微粒的處理能力不一樣，因此它們被應(yīng)用在各種不的功能段上，如果選用正確、使用合理就能使之發(fā)揮作用，否則，就會適得其反。
2.3風(fēng)機和送風(fēng)管道：
送風(fēng)風(fēng)機一般設(shè)在空調(diào)機組內(nèi)，要根據(jù)整體管道和空調(diào)通風(fēng)量選擇風(fēng)機，壓頭較大雖然可以滿足克服系統(tǒng)阻力的要求，但會增大能耗和噪聲，較好的選擇是考慮變頻風(fēng)機，這可能會增大投入但可以使送風(fēng)量依系統(tǒng)阻力變化自動調(diào)節(jié)，并且可以做到節(jié)能降噪。送風(fēng)管道要做好保溫和降噪，必要時應(yīng)加增消聲裝置。
2.4局部凈化設(shè)備：
包括風(fēng)淋室、自凈器、潔凈工作臺和電子滅菌裝置等風(fēng)淋室是在潔凈實驗室入口處單獨設(shè)置一個局部潔凈室，當(dāng)打開風(fēng)淋室的門進入到風(fēng)淋室后，經(jīng)過中效和高效過濾器過濾的空氣氣流，其速率會達到≥25m/s的高速，則進入實驗室的人員和設(shè)備表面附著的塵埃微粒會被吹落凈化，是潔凈實驗室的必備設(shè)施。其他局部凈化設(shè)備要根據(jù)不同的凈化要求和實驗室類型酌情選擇。
