إن فهم وظيفة المختبر هو العامل المحدد لاختيار وتصميم نظام التهوية. الهدف الأساسي هو توفير بيئة آمنة للموظفين. في تصميم نظام المختبر ، يجب على المصمم دراسة جميع العوامل بدقة وإيجاد التصميم الأنسب. . يتكون المختبر الكيميائي من غرفة كيميائية رطبة وغرفة تدفئة وغرفة درجة حرارة ورطوبة ثابتة وغرفة اختبار عامة وغرفة حقن وغرفة مكتب. باستثناء بيئة درجة حرارة ثابتة وغرفة رطوبة ، تحتاج الغرف الأخرى فقط إلى التحكم في درجة الحرارة ، وليس هناك متطلبات نظافة. ينص ASHRAE على أن معايير تصميم تكييف الهواء والتهوية في المختبر تشمل ما يلي:
1) متطلبات درجة الحرارة والرطوبة الداخلية والخارجية ؛
2) جودة الهواء.
3) المعدات والحمل الحراري للعملية ، بما في ذلك الحرارة المعقولة والحرارة الكامنة ؛
4) الزيادة المتوقعة في الحمل الداخلي.
5) الحد الأدنى لعدد تغييرات الهواء ؛
6) تناول الريح وصنعها.
7) نوع معدات العادم.
8) التحكم والإنذار.
9) من الممكن ضبط حجم وكمية غطاء الدخان ؛
10) فرق ضغط الغرفة ؛
11) دعم المعدات وإمدادات الطاقة.
1. اختيار عدد الهواء يتغير
& quot؛ كود تصميم تنظيم التسخين الكيميائي والتهوية وتكييف الهواء&مثل؛ ينص على أن الحد الأدنى لمعدل تبادل الهواء في غرفة المختبر هو بشكل عام 6 مرات / ساعة إلى 8 مرات / ساعة. ينص ASHRAE على أن العدد الإجمالي لتغييرات الهواء في المختبر يجب أن يتم تحديده من خلال حجم الهواء التالي: إجمالي حجم الهواء المفرغ من معدات العادم المحلية أو عادم الغرفة الأخرى ؛ حجم هواء التبريد المطلوب للتخلص من الحمل الحراري للغرفة ؛ الحد الأدنى المطلوب من تغييرات الهواء. في ظل ظروف الاستخدام ، يجب الحفاظ على الحد الأدنى لعدد تغييرات الهواء في المختبر عند 6 مرات / ساعة ~ 10 مرات / ساعة.
في ظل الظروف العادية> ؛ تعتبر تغييرات هواء الغرفة 10 مرات / ساعة مناسبة. ومع ذلك ، عندما يكون هناك احتمال وجود معدات تحليل حمولة حرارية عالية في المختبر ، أو وجود كمية كبيرة نسبيًا من العادم المحلي في الغرفة ، فقد يلزم زيادة حجم التهوية وفقًا لذلك. تحتوي غرفة الكيماويات الرطبة على غطاء دخان ، وتحتوي غرفة التدفئة على عدد كبير من أفران التدفئة. تشير طريقة حساب غطاء الدخان إلى"؛ كود تصميم التسخين الكيميائي والتهوية وتكييف الهواء"؛ للمواد الخطرة الخفيفة أو المتوسطة أو الخطرة. عندما يمتلئ السقف الداخلي بالهواء ، فإن الحد الأدنى لسطح الشفط لمنفذ تشغيل غطاء الدخان تكون السرعة 0.5m / s. بالنسبة لمعدل استخدام أغطية الدخان ، عندما يكون عدد شفاطات الدخان أكبر من 2 ، يجب أن يكون معدل الاستخدام المتزامن 60٪ ~ 70٪. يحسب فرن التسخين حجم هواء العادم المطلوب بناءً على قانون توازن الحرارة الذي يحافظ على درجة حرارة التسخين في الفرن. من خلال ما سبق ، يمكن حساب إجمالي حجم التهوية الآمنة. بالإضافة إلى ذلك ، تتم مقارنة حجم تكييف الهواء المحسوب بالحمل مع الحد الأدنى لعدد تغيرات الهواء 10 مرات ، ويتم أخذ الحد الأقصى من الثلاثة.
2. تزويد الهواء وشكل العادم
& quot؛ كود تصميم تنظيم التسخين الكيميائي والتهوية وتكييف الهواء&مثل؛ ينص على أنه عندما يكون حجم هواء العادم في المختبر كبيرًا ، يجب تركيب نظام لتزويد الهواء النقي في الهواء الطلق وإدراج حمل الهواء النقي.
& quot؛ كود تصميم مبنى المختبر العلمي"؛ ينص على أن كل جهاز عادم يجب أن يكون مجهزًا بنظام عادم مستقل. يجب أن تشترك جميع أجهزة العادم في نفس المختبر في نظام عادم. يجب أن يكون المختبر الذي يستخدم نظام العادم بشكل مستمر خلال ساعات العمل مزودًا بنظام تزويد الهواء ، ويجب أن يكون حجم تزويد الهواء بنسبة 70٪ من حجم هواء العادم ، ويجب أن يتم تنقية الهواء وفقًا لمتطلبات العملية. بالنسبة لمناطق التدفئة ، يجب تسخين هواء الإمداد في الشتاء. يجب ألا يؤدي تدفق هواء الإمداد إلى تعطيل التشغيل العادي لجهاز العادم المختبر.
ينص ASHRAE على أن جميع الغازات المستنفدة من المختبر الكيميائي يجب تصريفها مباشرة في الهواء الطلق ولا يمكن إعادة تدويرها. لذلك ، ما لم يكن للمختبر الكيميائي أيضًا متطلبات نظافة ، فمن الضروري الحفاظ على ضغطه السلبي بالنسبة للمنطقة المجاورة. يجب أن يكون اختيار نظام إمداد هواء نقي بنسبة 100٪ جزءًا مهمًا من تقييم مخاطر المختبر.
يتم إنشاء نظام عادم مستقل بين كل وحدة من وحدات المختبر ، ويتم تثبيت العادم على السطح. يجب معالجة غرفة الكيماويات الرطبة وغرفة التسخين بالهواء النقي بسبب إنتاج غازات سامة ومسببة للتآكل وذات درجات حرارة عالية. بالنسبة لغرف المختبرات العامة الأخرى لتحليل الكمبيوتر وغرف درجة الحرارة والرطوبة الثابتة لاختبار المواد ، فإن نظام إمداد الهواء الجديد تمامًا بنسبة 100٪ ليس هو الخيار الوحيد. بسبب الوظائف العملية المختلفة للمختبر ، فإن تهوية الهواء النقي أو معالجة الهواء النقي ليست ضرورية. يمكن أن يكون تلبية هذه العملية هو الأولوية الأولى فقط. 100٪ من الهواء النقي مخصص لبيئة غطاء الدخان ، وبالنسبة للمعالجة العامة للهواء المتداول في المختبر والتي يمكن أن تلبي المتطلبات ، فإن 100٪ من الهواء النقي غير ضروري. علاوة على ذلك ، في بيئة تكييف الهواء النقي ، يكون استهلاك الطاقة مرتفعًا جدًا.
3. فرق ضغط الغرفة
& quot؛ كود تصميم تنظيم التسخين الكيميائي والتهوية وتكييف الهواء&مثل؛ ينص على أن المختبر يجب أن يحافظ على ضغط سلبي نسبيًا.
ينص ASHRAE على أن جميع الغازات المستنفدة من المختبر الكيميائي يجب تصريفها مباشرة في الهواء الطلق ولا يمكن إعادة تدويرها. لذلك ، ما لم يكن للمختبر الكيميائي أيضًا متطلبات نظافة ، فمن الضروري الحفاظ على ضغطه السلبي بالنسبة للمنطقة المجاورة.
تعتمد هذه اللائحة في الواقع على كائن التنفيذ المحدد. في هذا المشروع ، تحتاج غرفة درجة الحرارة والرطوبة الثابتة إلى نطاق تحكم صارم في درجة الحرارة والرطوبة ، ويجب تصميمها كضغط إيجابي. لأنه إذا كان التصميم عبارة عن ضغط سلبي ، فإن الهواء في المنطقة المجاورة سيدخل ، من ناحية ، قد يؤدي إلى تدمير دقة التحكم في درجة الحرارة والرطوبة ؛ من ناحية أخرى ، إذا دخل الهواء الملوث ، فقد يتسبب أيضًا في مشاكل تتعلق بالسلامة. بالنسبة للغرفة الكيميائية الرطبة وغرفة التدفئة ، من أجل منع انبعاث الغازات السامة أو المسببة للتآكل أو ذات درجة الحرارة العالية أو المواد المتطايرة إلى الغرفة ، أو حتى إلى مناطق أخرى ، من الضروري تصميم ضغط سلبي. يجب أن تحافظ منطقة المكتب في مبنى المختبر دائمًا على ضغط إيجابي بالنسبة للممر والمختبر. يجب أن يتدفق تدفق الهواء في المختبر من المنطقة منخفضة المخاطر إلى المنطقة عالية الخطورة ، وأخيراً يتم استنفاده إلى الهواء الطلق من خلال أنواع مختلفة من أغطية الدخان أو معدات التدفئة.
4. نظام التحكم
يجب أن تدمج وحدة التحكم العناصر المذكورة أعلاه لتلبية ضغط الغرفة وفرق الضغط لكل غرفة والتهوية ودرجة الحرارة والرطوبة ومتطلبات التحكم في السلامة المختلفة للمختبر بأكمله ، مع تقليل استهلاك الطاقة. غالبًا ما يكون هناك العديد من مصادر التلوث الكيميائي غير الجيدة لصحة الإنسان في المختبر ، وخاصة الغازات الضارة ، ومن المهم جدًا التخلص منها. لكن في الوقت نفسه ، غالبًا ما يتم استهلاك الطاقة بكميات كبيرة. لذلك ، فإن متطلبات نظام التحكم في التهوية في المختبر&تتراوح من حجم الهواء الثابت المبكر ، ونظام حجم الهواء المتغير والثابت إلى أحدث نظام تحكم تكيفي. إن ما يسمى بالبيئة الأكثر أمانًا وراحة والطريقة الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة هي ألا تكون باهظًا جدًا. يستجيب النظام بسرعة لضمان السلامة الشخصية ، ويتحكم بدقة في إمداد الهواء وتوازن العادم والضغط الداخلي بأعلى دقة لتوفير أقصى قدر من الاستقرار. حاول تقليل الاستثمار الأولي للمستخدم&، مع تقليل تكاليف المستخدم&من حيث التشغيل واستهلاك الطاقة والصيانة.
ينص ASHRAE على أن التحكم المختبري يضبط التحكم في درجة الحرارة والرطوبة للمعدات من جهة ؛ من ناحية أخرى ، فإنه يراقب مرافق السلامة لحماية الموظفين ، والنظام الذي يجب استخدامه ، طالما أنه مناسب للمختبر الحالي.
يعتمد ما إذا كانت تهوية المختبر الكيميائي على حجم هواء ثابت أو نظام تحكم بحجم الهواء المتغير يعتمد على الاعتبار الشامل للاستثمار الأولي وتكاليف التشغيل للوظائف المطلوبة من قبل المصمم والمستخدم ومدير المنشأة. تم تصميم نظام حجم الهواء الثابت (CAV) لتوفير التدفق الكلي للهواء العادم لجميع أغطية الدخان وأفران التسخين ، بغض النظر عما إذا كانت أغطية الدخان وأفران التسخين مشغولة أم لا ، يظل التدفق الكلي ثابتًا. تستخدم هذه الطريقة حدًا ميكانيكيًا للحد من فتح الصمام ، مما قد يقلل من معدل التدفق بنسبة تصل إلى 40٪. نظام حجم الهواء المتغير (VAV) هو تصميم متدرج يتم فيه تقليل سعة النظام بأكثر من 10٪ أو 20٪.
المشكلة الأساسية التي يجب حلها من خلال تصميم التهوية للمختبر هي مشكلة السلامة ، ويجب أيضًا مراعاة إنشاء بيئة عمل مريحة للقائمين بالتجربة ، وحل مشكلات درجة الحرارة ، وتدفق الهواء ، والضوضاء ، مع ضمان أقل استهلاك للطاقة ، النظام مستقر وسهل التحكم فيه. ، سهل التشغيل والإدارة. باختصار ، إنه التصميم من جوانب السلامة والراحة وتوفير الطاقة والتشغيل الموثوق. من خلال هذا النوع من المختبرات الكيميائية تشارك في عدد تغييرات الهواء ، وشكل تزويد الهواء والعادم ، وفرق ضغط الغرفة ، ومعايير نظام التحكم.