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淨化實驗室的空調通風係統是如何設計的?
2019-08-13



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    為了使潔淨實驗室室內保持所需要的溫度、濕度、風速、壓力和潔淨度等參數,最常用的方法是向室內不斷送入一定量經過處理的空氣,以消除潔淨室內外各種熱濕幹擾及塵埃汙染。為獲得送入潔淨室具有一定狀態的空氣,就需要一整套設備對空氣進行處理,並不斷送入室內,又不斷從室內排出一部分來,這一整套設備就構成了潔淨空調係統。

    空調係統應能夠對潔淨實驗室的淨化等級參數進行綜合控製

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  • 潔淨空調係統分為集中式與分散式,集中式潔淨空調係統又稱中央空調,所有空氣處理設備(風機、粗、中、高效過濾器、加熱器、冷卻器、加濕器、除濕器和製冷機組等)都集中在空調機房內,通過輸送管道將精密控製處理後的空氣分配給空氣末端裝置,送到淨化實驗室裏,以不同換氣次數和氣流形式來實現潔淨實驗室不同的潔淨級別。

    這種空調係統熱源和冷源集中,對空氣的基本參數的調整易於實現,它處理空氣量大,也便於淨化參數控製,運行可靠,是目前大型集群式淨化實驗室的首選方式。

    分散式潔淨室空調係統大多局限於局部實驗室需要淨化處理的情況,把單獨的空調處理係統安置在淨化實驗室或淨化實驗室的不同區域,在出風口通過各類過濾器和淨化裝置如風機過濾單元(FFU)對空氣進行淨化處理,每一個末端處理係統可以單獨對空氣參數進行調節,也可以實現對不同淨化實驗室淨化等級的控製。


    空調通風係統必須使潔淨實驗室維持一定正壓或負壓

    潔淨實驗室中,機械儀器設備潔淨室和一般生物潔淨室都是采用正壓維持,但對於使用有毒、有害氣體或使用易燃易爆溶劑以及其他有特殊要求的潔淨實驗室則采用負壓控製。

    潔淨實驗室維持一定的正壓是保證潔淨室不受或少受汙染、是維持設計潔淨度等級必不可少地條件之一。即便是負壓潔淨室,它也必須有不低於它潔淨度級別地相鄰房間或套間維持一定的正壓,負壓潔淨室的潔淨度才能得以維持。

    潔淨室正壓值是指門窗全部關閉狀態下,室內靜壓大於室外靜壓的數值。它是通過淨化係統送風量大於回風量和排風量的方法來達到。不同等級的潔淨實驗室以及實驗室內潔淨區與非潔淨區之間的靜壓差,應不小於5Pa,潔淨區與室外的靜壓差,應不小於10Pa.。

    此外,潔淨實驗室對於風量,風速等各項指標的技術要求也都非常嚴格,因此,空調係統必須能夠滿足對其參數進行精確的控製。

    空調係統低噪聲低能耗指標是提高淨化實驗室質量的重要因素

    淨化實驗室內的噪聲不僅會使實驗人員產生煩惱效應和困倦現象,還會對語言通訊、精密儀器和設備造成幹擾,影響工作效率和實驗進展。

    潔淨實驗室的靜態噪聲來源有很多,但主要的來源還是空調通風係統和局部淨化設備運行噪聲。靜態噪聲的大小與潔淨室氣流流型、換氣次數等因素有關,但關鍵在於淨化空調係統的合理布置及合理的降噪措施。

    因此低噪聲是淨化實驗室對空調通風係統的必然要求

    多年以來,潔淨空調通風係統的高能耗是潔淨實驗室發展的瓶頸,資料顯示,潔淨實驗室的能耗是一般寫字樓的10倍到30倍,其能耗主要體現在空氣的處理和輸送上,在強調可持續發展的總體思路下,必須采取現實有效的節能降耗措施,逐步淘汰高能耗的落後產品,大力發展和應用體現時代科技水平的新型節能係統。

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  • 對空調通風淨化係統的穩定性和可靠性有相當高的要求

    例如生物培養室:是進行微生物培養、組織培養、細胞培養等的用房。要求的環境條件相當嚴苛,包括溫濕度、光照、空氣、水分、酸堿度等及滅菌消毒等措施,這就對空調通風和空氣淨化設施和整套係統提出了更高的要求。

    即使是對於普通淨化實驗室的要求,例如電子、航天航空、光電子等,對恒溫、恒濕、潔淨、無菌、防振、防輻射、防電磁幹擾等也有別於普通舒適性空調係統。另外,還有一些飼養生物實驗所需動物的房間,雖然從嚴格意義上來說不屬於實驗室,但對於實驗有著重要的意義,要有良好的殺菌滅毒功能,就淨化和對空氣環境的處理方麵對空調通風和潔淨等級有著許多特殊的指標。

    潔淨實驗室對空調通風係統的選型

    用於潔淨實驗室的空調通風係統有兩類,一類是集中式、一類是分散式。前者適用於集群式、多房間、多要求、多功能的潔淨實驗室,優點是便於管理,遠離噪聲、降低成本。後者適用於規模較小的潔淨實驗室或有著單獨特性要求的實驗室,優點是控製精細、針對性強。

    1、 選型原則一定要滿足淨化要求

    在選型實際中,人們往往會根據資金、能耗來選擇空調的類型,忽略了選型的根本是為了滿足需要,滿足淨化標準要求。

    在選型之前,一定要領會淨化實驗室的用途和實驗內容、實驗儀器設備、實驗對象對空氣參數和環境要求的具體事項,然後有的放矢地提出有針對性的淨化標準,應該考慮的內容要包括:實驗室的麵積、樓層高度、實驗室的總高度和淨化實驗室圍護後的高度;希望達到的溫度、相對濕度、風速、靜壓、靜壓差等;實驗室內要求的潔淨等級、噪聲標準、無菌要求等等,綜合考慮這些因素後,提出一個適宜的資金要求,從而確定空調通風係統的具體形式和類型。

    2、 空調通風係統的選擇既要量力而行又要酌情而動

    潔淨實驗室之所以潔淨,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,然後借助於人工的方式把空氣處理之後輸送到使用空間,當然這裏既要輸送新風也要輸送濁風,所謂濁風就是把使用空間內的空氣輸送給外界經過處理後使之成為潔淨的空氣重新輸送回使用空間。

    其原理可以用下麵的流程圖來簡示:空氣氣流→初效空氣處理→空調→中效空氣處理→風機送風→淨化管道→高效送風口→潔淨室→帶走塵埃→回風夾道→新風、初效空氣處理。

    用於潔淨實驗室的空調通風係統主要由空氣處理設備、粗高中效過濾器、空氣輸送設施和局部淨化設備組成,這些設備類型各異、作用不同。

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  • 2.1空氣處理設備:

    空氣處理設備一般是由空調器(AHU)、新風機組(MAU)和循環機組(RAU)組成的一整套機組,是空調淨化係統常用的空氣熱濕交換和空氣淨化處理設備。

    適用於具有一定規模的淨化實驗室,但要求其他過濾器和淨化裝置的整體配合,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備組成,例如把冷暖空調機作為冷熱源,對空氣進行溫度濕度的簡單處理,然後配備風機過濾器單元(FFU)對空氣進行潔淨處理,是一種比較簡易的淨化方案。

    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揮作用,否則,就會適得其反。

    2.3風機和送風管道:

    送風風機一般設在空調機組內,要根據整體管道和空調通風量選擇風機,壓頭較大雖然可以滿足克服係統阻力的要求,但會增大能耗和噪聲,較好的選擇是考慮變頻風機,這可能會增大投入但可以使送風量依係統阻力變化自動調節,並且可以做到節能降噪。送風管道要做好保溫和降噪,必要時應加增消聲裝置。

    2.4局部淨化設備:

    包括風淋室、自淨器、潔淨工作台和電子滅菌裝置等風淋室是在潔淨實驗室入口處單獨設置一個局部潔淨室,當打開風淋室的門進入到風淋室後,經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備表麵附著的塵埃微粒會被吹落淨化,是潔淨實驗室的必備設施。其他局部淨化設備要根據不同的淨化要求和實驗室類型酌情選擇。

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  • 結論

    建設潔淨實驗室的主要目的是為了防止空氣中的微粒子、有害空氣、細菌等汙染物對實驗儀器和實驗對象、實驗過程的汙染,按照國際慣例,實驗室淨化級別主要是根據每立方米空氣中粒子直徑大於劃分標準的粒子數量來規定。

     

     


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