CAV,RAV&VAV

由于排气罩是研究实验室的主要费用项目之一,并对持续的运营成本产生巨大影响,我们决定为您提供一些较新的发动机罩设计的信息,以提供良好的性能和节能。

化学通风柜设计优点和缺点

一段时间,为了回应读者关于排气柜内存储的问题,我们写了关于化学通风柜的基本原理。在该文中,我们讨论了化学通风柜的基本设计原理和操作。(如果你的记忆是我们的,需要刷新或你需要另一个副本,只是让我们知道。)

由于排气罩是研究实验室的主要费用项目之一,并对持续的运营成本产生巨大影响,我们决定为您提供一些较新的发动机罩设计的信息,以提供良好的性能和节能。

实验室排气系统分为三大类:化学通风柜,用于处理腐蚀性酸和碱,挥发性溶剂和其他危险化学品; 生物安全罩,可设计为保护工作(清洁空气工作台)或工人(真正的生物安全柜); 和标准排气罩,通常用于机械或机械车间及其生产区域。我们将这个讨论限制在第一类,化学通风橱,因为这是大多数研究实验室的基石。

实验室通风柜设计用于通过容纳和排放在罩中使用的化学品散发的有害或有毒的烟雾,气体或蒸汽来保护工人。典型的通风橱具有安装的排气鼓风机,使得来自房间的空气被拉入并穿过该罩,产生定向气流。罩开口处的“拉”称为“面速度”,通常以英尺/分(fpm)测量。

罩的适当的面速度对于工人的保护是关键的。太小的流量允许实验室空气中的电流或扰动超过罩并且将污染物吸入房间。太多的流动可能导致湍流和涡流,这也可能导致污染物逃逸罩。挡板和其他空气动力学设计的部件确定空气如何移动进入并通过罩。罩内的污染物用室内空气稀释,并通过罩的管道系统排放到外部,在那里它们被分散。

机罩排出的空气量取决于多个因素,其中最重要的是机罩尺寸和设计。随着平均化学通风柜排放约750至1000立方英尺每分钟的空调空气,您可以看到罩如何在实验室的加热,通风和空调(HVAC)系统上施加大负荷,从而影响运营成本。让我们看看一些不同的化学通风橱设计,以及他们的优点和缺点。

恒定风量(CAV)

有两种基本类型的实验室通风柜:常规和旁路。传统的罩由具有可移动窗扇(或窗)的基本外壳组成。由于面速度或“拉力”是总体积除以窗扇开口面积的函数,在常规CAV罩上关闭窗扇将增加面速度。常规罩的性能主要取决于窗扇位置。

然而,当窗扇关闭时,速度可能增加到它们干扰仪器和精细设备,冷却热板和缓慢反应的点,或者产生可能使污染物进入房间的湍流。

旁通罩在窗扇上方包含开口,除了机翼窗台,其在窗扇关闭时将重定向气流。旁通开口通过在窗扇向上或向下移动时保持气流面积相等(在旁路的界限内)而将面速度的变化减小到窄范围。因此,面速度不会达到传统罩常见的有害水平。因此,旁通通风罩占据了今天市场的主要份额。

近来的旁通通风罩(称为高性能或“低流量”通风罩)显示出改进的包容和安全特性以及节能设计。这些设计特征根据制造商而变化,但通常具有以下一个或多个:用于限制开口的窗扇止动件或水平滑动窗扇; 可以控制机械挡板的窗扇位置和气流传感器; 小风扇在操作员的呼吸区域中产生气幕障碍; 和精细的空气动力学设计和可变双挡板系统,以保持通过罩的层流(未受干扰,非湍流)。虽然高性能罩的初始成本比常规旁通罩的初始成本略高,但是改进的容纳和流动特性允许这些罩以低至60fpm的面速度操作,这可以转化为2美元,

减少风量(RAV)

在实验室设置中,任务可能非常具体且不变,减小风量的罩(低流量罩的变型)是一种考虑的选择。该设计结合了旁路块以部分地关闭旁路,减少空气体积并因此节省能量。通常,块体与窗扇止动件组合以限制窗扇开口的高度,确保在正常操作期间安全的面速度,同时降低罩的空气体积。通过减小空气体积,RAV罩可以用较小的鼓风机操作,这是另一个成本优势。

RAV罩的一个缺点是其限制的窗扇运动和减小的空气体积也限制了其灵活性并且缩小了可以执行的任务的领域。另一个需要注意的重要注意事项是可以超驰或脱开窗扇挡板。如果发生这种情况,面速度可能下降到不安全的水平。为了解决这种情况,操作人员必须训练不得在使用过程中超越框格止动器,并且只有在装载或清洁发动机罩时才这样做。此外,始终建议使用气流监视器。

可变风量(VAV)

最新一代的实验室通风橱改变了排出的室内空气的体积,同时将面速度保持在预定水平。可变风量罩使用不同的方法改变排气量,例如基于窗扇位置打开和关闭的排气管道中的风门或阀,或者改变速度以满足空气量需求的鼓风机。大多数VAV罩都集成了一个改进的旁通块系统,确保在所有窗扇位置有足够的气流。它们以电子方式连接到实验室建筑的HVAC,使得排气罩和房间供应平衡。此外,VAV罩具有监视器和/或警报,警告操作员不安全的罩气条件。

 

尽管VAV罩比传统的恒定体积罩要复杂得多,并且相应地具有较高的初始成本,但是它们可以通过减少从实验室排出的调节空气的总体积而提供相当大的能量节省。由于大多数罩都在实验室开放的整个时间运行,这可以快速加起来显着地节省成本。

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